畜牧机械学大作业-2014年12月17日

新疆农业大学机械交通学院畜牧业机械学课程作业题目：旋转式割草机姓名与学号：韩保保********* 指导教师：***年级与专业：农业机械化及其自动化112班所在学院：机械交通学院课程评分：二零一四年十二月十五日旋转式割草机的研究综述机械交通学院－韩保保（机化112，113732207）【摘要】本文介绍和分析了目前为止绝大多数旋转式割草机的研究。

这些研究从旋转式割草机的发展情况、特点、趋势来入手。

通过国内外的旋转式割草机进行比较，将国内旋转式割草机的不足展现出来。

将这些不足之处进行改良，让国内的旋转式割草机有更好的发展前景。

关键词割草，旋转式，发展【Abstract】This paper introduces and analyzes the research so far the vast majority of rotary mower. These studies from the development situation, characteristics, trend of rotary mower. Through the comparison with rotary mower at home and abroad, and showed the lack of domestic rotary mower. These shortcomings were improved, the development prospect of domestic make rotary mowers have better.Keywords：Cut grass,Rotary type,Development.前言旋转式割草机是以无支撑切割原理进行工作的，切割器刀片安装在刀盘上，并随刀盘一起旋转进行割草。

优点是结构紧凑，工作可靠，使用调整方便，不需惯性力平衡，也不堵刀，机器工作速度可达10—18km/h；适合收割高产、茂密、湿度较大的天然牧草和种植牧草，并对倒伏严重牧草也有较好的适应性。

缺点是功率消耗大，割茬不整齐，碎草多。

因此，结合牧草的收获技术要求以及旋转式割草机的优点，可以通过机器代替手工操作,提高生产效率,增加收入。

因此研究旋转式割草机是非常必要的。

1.旋转式割草机的分类及发展旋转式割草机按挂接方式可分为牵引式和悬挂式，其中以悬挂式应用最广，且主要为后悬挂式。

按照其动力从拖拉机动力输出轴传向切割器的方式,又可分为下传动式和上传动式，两者都有应用。

但现代生产的旋转式割草机大多为下传动式。

1.1国内旋转式割草机的发展1964年,农机部鄂温克畜牧试验站开始研究国外样机,同年浙江宁波农机所设计出第一代旋转式割草机。

1976年以后,内蒙古和新疆分别研制成单圆盘、双圆盘及四圆盘旋转式割草机,其中的9GZX-1.7型和9XG-1.65型双圆盘旋转割草机适用于高密度的人工种植和天然草场收割[1]。

到20世纪80年代,已形成一定生产规模。

20世纪80年代以后，国内部分科研院所和高校开始研学国外先进的牧草收获技术，新疆农业科学研究院研制的9GZX型圆盘全齿式旋转割草机、镇江农业机械技术推广站研制的9GS-0. 6型割草机、上海世达尔公司生产的MDM1300型圆盘割草机、甘肃酒泉农机推广站研制的9GZX系列圆盘式割草机等具有一定的代表性。

1.2国外旋转式割草机的发展1805年英国工程师托马斯·普拉克内特获得了第一台割草机的发明专利，那是一台装有环形刀身的笨重机器，而且运转不很理想。

在1830年由埃温·马丁制造的割草机类似于今天使用的手扶滚筒割草机。

早期应用普遍的是往复式割草机，为了提高机具的生产率，尽量加大割幅及提高机具的前进速度。

到了20世纪70年代各国开始研制使用旋转式割草机，利用高速旋转的割刀对植株进行无支撑切割的刀具，具有结构简单，维护保养时间少，不需要磨刀、换刀等优点。

近年来,欧美等天然草场面积较大的发达国家的收割设备更成熟，结构参数更合理，可靠性、生产率提高很快。

国际著名的农机生产商如美国纽荷兰(New Holland)、约翰迪尔(John Deer)、凯斯公司、英国福格森公司、韩国成元公司、德国威格公司和前进公司的收割机都己系列生产，这些设备无论在机械结构、动力配套、液压系统还是控制系统设计方面都处理的很成功，一些新的设计理论、最新科研成果的应用在这些机械上都有体现，例如在控制系统方面，单片机、可编程控制器PLC、工业控制机控制(PIC)等的自动控制手段都得到应用。

在一些发达国家，如美国等，牧草收获已全部实行机械化，由牵引式发展成自走式，已经发明出机器人式割草机，牧草业已成为国民经济一大产业。

因此,国外牧草收获机械的研究开发从整机性能上已日益完善[2]。

目前国外大多使用滚筒式、圆盘式或水平旋转式割草机，这些割草机坚固耐用，工作速度快。

这些机具一次通过就能完成刈割、压扁、成条三道工序。

如美国纽荷兰生产的八个圆盘旋转式割草机八个圆盘不仅能高效率地割草，还利用成对配置的胶辊，以恒定压力立即将牧草压扁，在地上铺放成草条，使其在自然条件下快速干燥，以便打捆或存储。

再比如美国纽荷兰公司生产的616和617型圆盘割草机多为拖拉机牵引，并转有起保护作用的脱钩安全器，为使割刀接近地面进行作业，所有机器上装有可调节的浮动系统，从而使割刀与地形相近，降低割茬高度。

JF,北欧领先的牧草收割机制造商。

JF圆盘收割机，以其操作简单、维修方便、独特的防碰撞装置、先进的挂钩装置和合理高效的压扁装置，减少机械对牧草留茬的压力，使牧草更快、更健康再生，收割效率业界领先，以尽可能低的成本产生尽可能高的效益[3][4]。

2.影响旋转式割草机的自身因素2.1每个圆盘上的刀片数m=60v/hnm为刀片数，v为机器前进速度，h为刀刃高度，n为圆盘转速。

通过这个公式可以确定刀片数。

一般考虑到平衡，刀片数最好取偶数[5][6]。

2.2圆盘间的安装距离大多数旋转式割草机是多圆盘的,相邻圆盘间又会产生新的重割区,相邻圆盘间的距离决定了这一重割区的面积大小。

对于双圆盘三刀片的情况,两圆盘间的距离过近将会产生较大的重割区如图1，过远将会产生漏割区；在刀片轨迹上的外端点恰好将切的情况下如图2,将会产生0.29%的漏割率,漏割率几乎为零。

图1两圆盘相距较远时的切割面积图（三刀片）图2两圆盘刀片外端点相切时的切割面积图（三刀片）对于双刀片的情况，当两刀盘相距较远时如图3，重割区面积会较大；当在刀片轨迹上的外端点恰好相切的情况下如图4，将会产生0.17%的漏割率，漏割率几乎为零，且远低于双圆盘三刀片在相同条件下的漏割区比率。

图3两圆盘距离较远时的切割面积图（双刀片）图4两圆盘刀片外端点相切时的切割面积图（双刀片）实际工作时由于刀片在圆盘上有个绕螺栓旋转的自由度，在切割牧草过程中受到牧草的反作用力，刀片与牧草作用时会引起刀片无法处于完全伸直状态，未了避免漏割，安装时应使两圆盘的距离略微小于刀盘半径与刀片长度和的二倍。

由图2与图4也可以发现:在考虑两圆盘的安装距离的情况下，每个圆盘上安装两个刀片比与每个圆盘上安装三个刀片所造成的漏割区比率要小[7]。

2.3切割速度最低切割速度大于一定定值，应有60-90m/s，大多数为65-75m/s。

2.4刀片的形状倾斜的割刀在高速旋转过程中形成一个有益的气流场，能够将倒伏的植株扶起并刈割，适用性得到提高; 避免割刀底面与切割断面的接触，防止因此产生的破头而增加切割阻力，消耗动力。

3.旋转式割草机发展的特点及不足3.1国内外旋转式割草机的差异和特点发达国家在草原畜牧业各生产环节大都已机械化。

美国每60hm2草地就有一套割、搂、捆、垛、运设备。

我国平均5500hm2可利用草原才有一台割草机，其割、搂草机保有量仅为美国的1%[8]。

20世纪60年代，美国方捆机的保有量就达到70万台; 20世纪80年代，日本方捆机的保有量为2. 3万台。

我国20世纪90年代初的保有量仅为美国的0.07%,日本的0. 2%。

20世纪70年代中期,美国圆捆机保有量为10万台,而我国目前的保有量仅为美国的0. 1%[9],并严重缺少与之配套的机具，牧草收获机械作业量尚不到5%。

我国的牧草收割技术设备与发达国家相比有很大差距，而且多为仿造产品，品种不齐全，主要的工作零部件结构参数选择不当，生产技术不成熟，设备质量欠佳，远不能满足日益扩大的国内草产品生产加工设备市场需要。

虽然市场上国外产品质量较好，但价格太高，每台牧草收割机售价在10万元至几十万元以上，不适合国内消费水平。

所以，开发性能良好、自动化程度高、外型轻巧美观而且价格适中的国产收割机将是我国牧草收割设备开发的重要任务之一，这对促进饲草产业化进程会起到举足轻重的作用。

3.2目前旋转式割草机的不足之处3.2.1 旋转式割草机割草适应性能针对不同地形和地面的割草机目前没有，同样的，也没有适合收割各种草种的机型。

3.2.2 旋转式割草机刀片刀片耐磨度低，换刀次数频繁。

同时，变形次数多，受力分析不够精确。

3.2.3 旋转式割草机的设计没有自主研发的新型割草机，一般都是改进。

而且在结构的设计方面不合理，受力不均衡。

对于材料的使用也是空白，如刀具的材料处理。

刀具的性能达不到一定的要求，在割草时的影响才是整个运行环节的最受影响的。

3.2.4 旋转式割草机的割草结果割草结果不理想，会有漏割的情况发生。

而且割茬高度高，牧草损失严重。

而且在割草方面，草料经过切割后与刀具的二次切割也是这其中最为严重的。

这是旋转式割草机的缺点，但同样也是今后需要克服的难点。

3.2.5 产品的质量与售后服务虽然我们研发除了自己的旋转式割草机，但是农机在近30年的发展可以说是原地踏步。

而我们进行改造的机型，虽然逐渐适应各个区域，但在产品的设计与制造方面是相当粗糙的。

而且，对于目前的农机销售方面也是如此。

只管农机售卖，而在产品售后服务方面是一项空白。

如果考虑到长远发展，农机的售后服务时代最终会来临。

而我们的思想也要逐渐转化。

销售最终的目的是双赢。

4.展望综上所述，虽然对旋转式割草机的研究已经有相当大的进展，特别是大型旋转式割草机的发展，如荷兰施维格斯公司、德国尼梅世公司、比利时恩必利·新荷兰公司等生产的新机型，它们都采用带有安全过载离合器和超越离合器的万向节传动轴和锥齿轮箱。

这种传动方式可靠、耐用、传动效率高，调整维护简单，可避免因缠草和皮带损坏等因素带来的故障。

但是，仍有一些问题未解决。

在旋转式割草机的适应性、经济性、以及操作性等等。

这些问题是影响旋转式割草机割草的主要因素，有效的解决这些问题是今后的主要研究方向。

参考文献:[1].武丽萍,赵高元.激光平地技术在农业上的应用[ J].机械产品与科技, 2004(1): 2-3.[2].赵春花,手扶式山地牧草收割机研制[D].兰州:甘肃农业大学, 2004.[3].Jon Newton.Profitable organic Farming.Blackwell Science,1995,45一50.[4].Jack Odle.progressive Farmer.(Southeast edition).Birmingham:Mid一Feb2002.V ol.117,155.4:Pg.4,1Pg.[5].汪德众,王敦军等.9GYS一085型盘式甩刀割草机的设计.农机化研究,2003,1.[6].杨铁军．GB/T19841－2005旋转割草机刀片技术要求［S］．呼和浩特: 呼和浩特畜牧研究所，2005．[7].董德军,陈海霞.滚刀式铡草机刀片刃线分析[J].农机化研究,2002,2.[8].傅美贞.牧草收割机械的现状和发展趋势［J］．农机化研究，2009，31( 6) : 237-239，242．Fu Meizhen．Current situations and trends of forage grass harvester［J］．Journal of Agricultural Mechanization Research，2009，31(6) : 237-239，242．[9].中国机械信息网.我国草业畜牧业机械市场前景广阔[EB /OL]. [2002-07-06]. http://www. lxznw. gov. cn/read. asp? News ID=462&Big Class ID=18&Small Class ID=62&Special ID=0.。