水稻联合收获机割台装置的设计

水稻联合收获机割台部分设计第1 页共16 页水稻联合收获机割台部分设计作者：xxx 指导老师：xxx（xxx大学 11级机械制造极其自动化合肥230036）下载须知：本文档是独立自主完成的毕业设计，只可用于学习交流，不可用于商业活动。

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摘要：联合收获机是将收割机和脱粒机用中间输送装置连接成为一体的机构，现在已经得到广泛的应用。

其中割台是其重要的组成部分，收割台的功用是切割作物，并将作物运向脱粒装置，它由拨禾轮、切割器、分禾器和输送器等组成。

本文设计了一种全喂入式水稻联合收获机收割台，拨禾轮将作物拨向切割器，切割器将作物割下后，由拨禾轮拨倒在割台上。

割台螺旋推运器将割下的作物推集到割台中部，并由螺旋推运器上的伸缩扒指将作物转向送入倾斜输送器，然后由倾斜输送器的输送链耙把作物喂入滚筒进行脱粒。

本联合收割机的割台具有结构简单、成本低廉、使用方便的特点，缩小了联合收获机的体积并减轻机重，对多种作物均有较好的适应性。

关键词：联合收获机；水稻；全喂入式；割台1 绪论1.1 研究的目的和意义水稻是我国主要种植的粮食作物之一，2006年全国耕地面积12204.69万hm2，水稻种植面积约2929.46万hm2，占世界水稻种植面积的20%，居世界界第二；总产量约2亿t，占世界稻谷总产量的35%，位居世界第一。

全国农业机械总动力为7.26亿kW，每公顷耕地拥有农机动力为5.77kW，机械化耕地、水稻种植和收获作业水平分别为55.39%、9%和38.8%，水稻生产耕种收获综合机械化水平达36.5%。

由于我国幅员辽阔，地形复杂，而水稻的种植收获受气候条件、地理环境、耕作制度、经济条件等诸多因素的影响，各地栽种水稻的方式、方法大不相同，从而导致水稻生产机械化发展缓慢，生产力落后。

并且种植方式除少数农场外，大多数是农户经营，田块比较小，而且在收获时田间比较湿软，因此我国水稻收获的机械化水平比较低。

水稻收获方式主要有：人工收获、割晒分段收获和联合收获3种，在人工收获中，由人工完成整个收获过程，时间长、效率低、费工费力且损失浪费严重。

据测算，人工割、捆、垛、运及脱粒等总损失率10%~25%，而割晒分段收获由割晒机进行收割，然后由人工进行捆束、脱粒、清扬和晒场。

这种收获方式较人工收获提高了收割效率，且有利于水稻后熟和改善米质，同时可借助通风和日晒降低水稻含水量，便于脱粒，减少烘干和晒场的作业量，但是整个收获过程还需很多劳力配合，工效仍较低，谷粒的总损失较大。

若使用水稻联合收割机进行收获，则可以一次性完成收割、脱粒、清选及装袋等过程，不仅大大提高了收获效率，降低了收获成本而且损失率仅为1%~5%。

因此，研制一种新型轻便的水稻收获机收割装置，把更多的农民从艰苦的劳动条件下解放出来，大幅度提高劳动生产率，对农民来说是最实惠的。

1.2 水稻收获机的发展现状在国外许多工业发达的国家，其谷物收获都是用联合收获机完成的。

在我国，尽管近年来收获机械发展很快，但由于经济、人口等诸多因素的影响，联合收获机拥有量还比较低。

随着农村城市化的进程，越来越多的耕地被占用，粮食的总产量在逐年减少。

一些农学专家为了解决我国粮食问题正在研究超级杂交稻，每公顷产量在10000kg以上的杂交水稻已经问世，并逐步在大面积推广。

超级杂交稻最高每公顷产量可望达到15000kg。

截至2004年底，超级稻新品种在四川、福建、湖南、安徽、辽宁、浙江等水稻主产区已累计推广1000万hm2。

从今年起，我国将在广东、福建、湖南、湖北、江西、江苏、浙江、安徽、四川、重庆、吉林、辽宁等12个省市率先启动实施超级稻示范推广项目，力争今年超级稻推广面积达到400万hm2。

超级杂交稻与现有水稻的特性差别很大，单产高、长势密、茎秆粗、秆青叶茂、含水率高。

收获这种水稻，对现有全喂入和半喂入机型在技术是一个严峻的挑战，现有推广使用的联合收割机都不适应超级稻的收获，脱粒装置处理容量与高产大流量不匹配，秆青叶茂的作物在大流量的条件下分离更加困难。

如何解决这种高产超级稻的收获问题已引起收获机械专家们的注意，也已成为科技领导部门重视和关注的问题。

有些收获机械专家认为，割前脱粒(梳脱式)机型由于作业时茎秆不进入机器中，可以减少机具对物料的处理量、降低损失、减少功耗、提高工作效率，是解决超级稻收获的理想机具之一。

在我国某些地区近年因为稻草作为工：业原料的用途迅速增加，用户要求整草的呼声很高。

宁夏中卫地区对水稻茎秆保留有强烈的要求，主要用于大棚及苗木覆盖；有的地区用茎秆作为食用菌的培养基。

对全喂入机型草秸不能回收，割茬高反映强烈，有些地区全喂入机型已不受欢迎。

河北省正在进行一项研究，小麦收获时在田间保留秸秆不切割，夏季种植玉米时采用免耕种植方式，以利于保墒，玉米产量也增加。

黑龙江省正在进行一项试验和研究，水稻收获后保留茎秆不割，下茬种植时仅在要插秧的行上采用免耕或少耕法，茎秆腐烂氨化后既增加了土壤肥力，又减少了病虫害。

农民要求秸秆完整性的需求将促进梳脱式机型和半喂人机型的发展。

当前主流机型的发展是在保证良好性能的前提下，向高效、大功率、大喂人量方向发展，以提高生产率；对收获损失率低、高清洁度的主要工作部件的研究更为深入，研制单滚筒或双滚筒纵置的轴流式脱粒分离结构；新材料和先进制造技术的广泛应用使产品性能更好、可靠性更高；以人为本，广泛应用机电一体化和自动化技术，向舒适性、使用安全性、操作方便性方向发展；向智能化收获机发展，使操纵、调节更加灵活、快捷、方便。

我国地形复杂，水稻种植的农艺、作物品种、土壤情况、水文条件相差较大，单一的水稻收获机械不可能适用所有的水稻收获，加上自然条件和经济因素的影响，多品种、多机型将成为近一段时期内水稻收获机械的发展特点。

在工业发达国家，水稻收获机械已经有了长足的发展，除了具有传统的基本功能外，自动化控制秸秆堆放处理、自动打包等技术也在水稻联合收割机上得到了应用，这也必将成为我国水稻联合收割机发展的主要方向。

在我国重点发展水稻联合收割机：全喂入式水稻联合收割机须用切流脱粒滚筒加轴流分离滚筒，小型机以横置、大型机以纵置为宜，目前以深受广大农场及农村用户认可。

半喂入式水稻联合收割机宜积极发展国产机型，不宜盲目模仿追求现代化，要善于简化以降低成本。

割前摘脱式水稻联合收割机的诞生，必将在将来的市场竞争中占有一席之地。

我国水稻收获机械的发展任重道远。

1.3收获机的总体构造它由割台装置、中间输入装置、脱粒装置、分离清选装置、集粮部件、底盘、发动机、液压装置、行走系统、自监控装置及传动系统等部分组成。

本文主要研究割台的传动。

1.4割台的定义1) 割台由扶禾装置、切割装置、割台输送装置、割台传动装置组成。

割台多分为立式，也有卧式的。

卧式的割台采用拨禾轮扶持作物，立式割台采用扶禾器。

2)立式割台一般采用链条拨指式扶禾器。

它的工作部件主要有：扶禾链，拨禾指，夹持输送链，扶禾星轮和分禾尖。

1.5割台的工作原理工作时，拨禾轮首先把作物扶住拨向割刀，让割刀把作物割倒后，拨禾轮随即把作物推倒到割台上，横向输送机构把割倒下来的作物向左侧集送到伸缩拨指机构。

图1 割台部分三维示意图2切割器设计2.1切割器的农业技术要求切割器是收割机上重要的通用部件之一。

其性能的好坏对于收获作业的顺利进行，降低收获损失等都具有很大的作用。

因此，它必须满足一些特定的要求。

（1）不漏刀，不堵刀（2）结构简单，适用性强（3）功率消耗少，震动小（4）割茬低而整齐2.2切割器的组成它由动刀片、定刀片、刀杆、护刃器、压刃器、摩擦片、护刃器粱组成。

2.3往复式切割器的切割性能参数分析2.3.1切割速度分析实验指出：在割刀锋利、割刀间隙正常（动、定刀片间的间隙为0-0.5mm)的条件下，切割速度在0.6-0.8m/s以上时能顺利地切割茎杆；若低于此限，则割茬不整齐并有堵刀现象。

为了探讨切割器在切割茎杆过程中的速度大小，需绘制切割器的切割速度图，并进行分析，普通II型切割器的切割速度图（如图1）图2 普通II 型切割器的切割速度图普通II 型切割器的切割速度图的特点是：割刀在一个行程中与两个定刀片相遇，因而有两个切割速度范围，分别为11b a v v -及22b a v v -从两个范围的速度看，虽没有包括最大割刀速度，但仍属于较高速度区段，因而切割性能较好。

因此，安装割刀时，应当使曲柄销处在左右两止点位置时，定刀片和动刀片的中心线重合。

2.3.2切割平均速度割刀的速度为一变量，为便于表示割刀速度的大小，常以平均值即割刀平均速度p v表示。

式中 n —割刀曲柄速度r —割刀曲柄半径S —割刀行程式中秒米/66.0=m v 39.18.12.1=-=ββ，取 可得: 秒米/92.0=p v代入可得： 分转/364=n2.3.3 割刀进距对切割器性能的影响割刀走过一个行程（t s ）时，机器前进的距离称为割刀进距。

即或 式中 m v —机器前进度nv n v H m m30260==wv H mπ=1530nr ns p v ==βm p v v =n—割刀曲柄转速w—割刀曲柄角速度割刀进距的大小，直接影响到动刀（刃部）对地面的扫描面积——切割图，因而对切割器性能影响较大。

它也是确定切割器曲柄转速的另一重要参数。

普通II型切割器的切割图（如下图）图3 普通II型切割器的切割图由图可知，在定刀片轨迹线内的作物被护刃器及定刀片推向两侧，在相邻两定刀片之间的面积为切割区。

在切割区中有三种面积：1）一次切割区（I）：在此区域内的作物被动刀片推至定刀片刃线上，并在定刀片支持下切割，其中大多数茎杆沿割刀运动方向倾斜，但倾斜量较小，割茬较低。

2）重切区（II）：割刀的刃线在此区域内通过两次，有可能将割过的残茬再割一次，因而浪费功率3）空白区割刀刃线没有在此区域内通过。

该区的谷物被割刀推向前方的下一次的一次切割区内，在下一次切割中被切断。

因而茎杆的纵向倾斜量较大，割茬较高，且由于切割较集中，切割阻力较大。

若空白区太长，茎秆被推倒造成漏割。

由上述分析可知：空白区和重切区都对切割性能有不良的影响，因此，应减少该两区的面积。

而空白区和重切区又与影响切割图图形的割刀进距有直接关系。

当进距增大时，切割图图形变长，空白区增加，而重切区减少；反之，则相反。

此外，动刀片的刃部高度h也影响到切割图的形状。

H增大时，空白区减少，而重切区增加；反之，则相反。

2.3.4 切割器功率计算切割器功率，包括：切割功率g N和空转功率h N两部分。

即式中 m V —机器前进速度，米/秒；B —机器割幅，米； 0L —切割每平方米面积的茎杆所需的功率，公斤·米/米2，经测定，割水稻=0L 10-20马力h N 大小与切割器的安装技术状态有关，一般每米割幅所需空转功率为0.8-1.5马力。