(农业机械化课件)第七章收获机械

伸缩扒指式拾禾器
图8-8 扒指式拾禾器 1.滑脚 2.偏心轴 3.扒指 4.主轴 5.转筒
齿带式拾禾器
图8-9 齿带式拾禾器 1.仿行轮 2.前辊轴 3.中辊轴 4.齿带 5.后辊轴
四、切割器
（一）谷物茎秆的切割理论
切割器是收割机上的重要工作 部件，他主要完成对谷物茎秆的切 割任务。要求：割茬整齐、不漏割、 不堵刀、功率消耗小。
1．普通拨禾轮 ２．偏心拨禾轮
图8-40 板式拨禾轮 1.拨禾轮 2.拉筋 3.拨 禾轮轴 4.幅条 5.角度
调节板
图8-41 偏心拨禾轮结构示意图
（二）扶禾装置的类型及工作过程
扶禾装置主要用于收割机或 联合收割机割台上，用以引导茎 秆、扶持切割、并清扫割台，防 止已割茎秆在割刀上堆积而造成 堵刀。扶禾装置主要有扶禾器和 拨禾轮两种基本形式。
由于茎秆是在水平状态下被输送的，因此输送平稳， 且拨禾抡对倒伏作物具有一定的扶起作用。但机构纵向尺 寸大，不利于拖拉机前置配置，故很少在小型拖拉机上使 用。
卧式收割机的输送带有单带和双带 之分：单带为割晒机使用，双带为收割 机使用，如下图所示：
单带
双带
本章中主要讲授的内容是：切割器和扶禾器
（三）悬挂式割晒机
圆盘式切割器一 般为一高速旋转的水 平刀盘，工作幅宽小、 功率消耗大，大多用 于园艺管理、茶树修 剪等作业，很少在谷 物收获系统中使用。
往复式切割器，一般由动刀片、定 刀片、护刃器、压刃器、摩擦片、 刀杆等组成。
往复式切割器结构简图
护刃器
压刃器 动刀片
定刀片
刀杆
摩擦片
（四）往复式切割器的构造和传动机构
P
割刀刃口
V 茎杆
观察几种典型的切割方式
P P
横切
斜切
削切
实验结果表明：正切中的三种切割方式因其切入茎 秆的方向与茎秆本身的纤维方向存在较大的差异，切割 阻力和切割功率消耗也不同。其中，横切阻力最大，斜 切比横切下降30%~40%，削切比横切下降60%。
结论：横切、斜切、削切三种切割方式均应属正切。
往复式切割器的工作特 点是动刀片做直线往复运动， 要实现将动力输出的旋转运 动变为割刀的直线运动方法 很多，目前在收割机械上应 用较多的有三种类型：曲柄 连杆机构、摆环机构、行星 齿轮机构，其中行星齿轮机 构应用最广。
1、曲柄连杆机构
y A
ω
B
ωt
o
x
x
特点：机构简单、成本低廉、占据空间大。
2、摆环机构
输送带
谷物茎秆
切割器 扶禾轮
分禾器
结构组成：分禾器、扶禾星轮、切割器、 立式输送带、传动装置等。
1.工作原理：收割机工作时， 输送带和切割器由拖拉机动力 输出驱动工作，分禾器将行内 谷物茎秆集束引向切割区，并 在扶禾星轮的后向扶持作用下 被切割器切割，随即靠向立式 输送带被其传送到一侧放铺。
2. 立式收割机的类型
二、谷物收获的农业技术要求
１．适时收获，尽量减少收获损失； ２．保证收获质量； ３．禾条铺放整齐，秸秆集堆或粉碎； ４．要有较大的适应性
第二节 收割机和拾禾器
一、收割机的一般类型 二、收割机的构造和工作过程 三、拾禾器
一、收割机的一般类型
1、按照茎秆的放铺方向分：收割机、割晒 机、割捆机
收割机
1) 侧向放铺型 2) 后放铺型
侧向放铺型 有两种结构:
A. 侧向输送侧面放铺型 B. 中间输送侧面放铺型
侧向输送侧面放铺型
图8-2 中间输送侧放铺型收割机 1.分禾器 2.扶禾器 3.输送带 4.换向阀门 5.导禾
槽
中间输送侧面放铺型
图8-2 中间输送侧放铺型收割机 1.分禾器 2.扶禾器 3.输送带 4.换向阀门 5.导禾槽
实验结果表明：谷物茎秆的切 割过程与割刀的特性、茎秆的 物理机械性质、切割方式、切 割速度、割刀与茎秆的相对位 置等有关。
1、切割方式对切割 性能的影响
所谓切割方式主要是指割 刀进入材料的方向，归纳起来 主要有正切和滑切两种基本方 式。
⑴正切——割刀的绝对运动方向垂直 与割刀刃口的切割方式。如图所示：
扶禾器
拨禾轮
扶禾器主要用于小型收割机上，而拨禾轮则
大多用于联合收获机上，本节授课的重点以拨禾 轮为主。
扶禾器的类型按链条回转所在平面 的不同，可分： 倾斜面型 铅垂面型
图8-42 倾斜面型扶禾器 1.拨指 2.拨指扶禾链 3.上链轮 4、5.分禾器 6.下链轮 7. 链盒 8.导禾框 9.橡胶指传送带 10.中间输送穗部夹持链 11.中间输送根部夹持链 12.喂入深度调节夹持链 13.伸缩
×
特点：结构紧凑、铰链较少、工作可靠、 制造成本高。
3、行星齿轮机构
y
A
x
o1
o
行星齿轮的节圆直径是齿圈节圆直径的一半，销轴置 于割刀的运动直线上，曲柄回转时，销轴在割刀运动方向 线上作往复运动，其行程等于齿圈节圆直径。特点：结构 紧凑、振动小，便于机构配置，但成本高，机构复杂 。
五、拨禾器
（一）拨禾轮种类，构造及应用
后放铺型
图8-4 后放铺收割机 .小分禾器 2.扶禾三角带拨齿 3.星轮 4.压簧 5.输送带 6.转向星轮 7.转向夹持输送带 8.压杆 9.导向杆
(二) 卧式收割机
Vm
ω
拨禾轮
分禾器 切割器 输送带
基本构成：分禾器、拨禾轮、切割器、 输送装置、传动装置等。
由于割台为立式，纵向尺寸小， 重量较轻，置于拖拉机前方，有利 于机组的纵向稳定性。但对倒伏作 物和低产谷物适应性不理想。
3、切割速度与切割阻力的关系
试验结果表明，随着切割速度的增加，切 割阻力有所下降。速度—阻力关系图如下：
切 割 阻 力
切割速度 0
（二） 切割器的农业技术要求
1. 不漏割、不堵刀 2. 结构简单、适应性强 3. 功率消耗少，振动小 4. 割茬低而整齐
（三）切割器的类型与构造
从目前收割机 和联合收获机应用 情况看，切割器主 要有圆盘式切割器, 往复式切割器和甩 刀回转式切割器三 种基本类型。
⑵滑切——割刀的绝对运动方向与割 刀刃口既不垂直又不平行的切割方式。
设：Vn——割刀运动的法向速度；
Vt——割刀运动的切向速度 ； α——割刀运动的绝对速度方向与 法向速度方向的夹 角，此处定义 为滑切角。
P
Vt
α
V
Vn
☆切割理论的力学试验结果和割刀运动 几何分析结果表明，滑切比正切省力。
2、茎秆的物理机械性 质对切割性能的影响
图8-6 前悬挂式割晒机 .拨禾轮 2.切割器 3.输送带 4.收割台 5.悬挂
架 6.油缸 7.伸缩杆 8.平衡弹簧 9.传动轴
三 拾禾器
按照结构的不同,分为三种: 1. 弹齿式拾禾器 2. 伸缩扒指式拾禾器 3.齿带式拾禾器
弹齿式拾禾器
图8-7 弹齿式拾禾器的结构及原理 1.滚道盘 2.曲柄 3.滚轮 4.滚筒圆盘 5.管轴 6.弹齿 7.罩环
第七章 收割机械
第一节 概述 第二节 收割机和拾禾器 第三节 切割器和拨禾器
第一节 概 述
一、谷物的收获方法 二、谷物收获的农业技术要求
一、谷物的收获方法
1、分段收获法
用多种相对独立的机械（收割机、 运输车、脱粒机、扬场机等）分别对作 物完成收割、运输、脱粒、清选等作业 的方式。
这种方法在西方发达国家已经完全 淘汰，但在发展中国家仍在大量使用。 其特点是设备简单、技术水平低、价格 低廉、维护保养简便，但作业周期长、 收获积累损失大。
低速有支承切割
高速无支承切割
⑴有支承切割——在动刀片运动 的反向施加一支承力的切割称为 有支承切割。
☆单支承切割—— 用动刀片配合定刀 片的切割。
定刀片
P 动刀片
双支承切割——用动 刀片配合带有护刃器 的定刀片的切割 。
有支承切割可使茎秆 获得一定的抗弯能力， P 可在低速状态下进行 切割，切割速度为： Vp = 1~2 m / s。
力就越大，因而茎秆的抗弯
Pw
能力也就越大，有利于茎秆
的顺利切割。
当P = Pg + Pw 时，可使得茎秆在直立状态下实现切割，因 此，无支承切割所需的切割速度要比有支承切割大的多。
例如，切割小麦时，使用带有护 刃器的往复式切割器，其切割速 度仅为1~2m / s，而无支承的回转 式切割器的刀片速度则需 10~20m/s ， 如 果 切 割 牧 草 ， 则 需 40~50m/s，这使得机构功率消耗 增大、振动增加，传动装置也将 比较复杂。
2、按照被割谷物茎秆的输送方式：立 式收割机和卧式收割机
立式收割机——割台为直立式，被割谷物茎 秆是在直立状态下进行输送到收割机一侧的。 机构纵向尺寸短。
卧式收割机——割台 为水平放置，被割谷 物茎秆是在水平输送 带上运至收割机一侧 的。输送平稳。
二、收割机的一般构造和工作过程
(一) 立式收割机
杆拨禾器 14.割刀 15.纵向导禾杆 16.导轨 17.销轴
图8-43 铅垂面型扶禾器 1.拨指 2.下链轮 3.链盒 4.上链轮 5.上拨禾星轮 6.上横 向输送链 7.下拨禾星轮 8.下横向输送链 9.割刀 10.导
禾杆 11.分禾器 12.销轴 13.导轨
（三）拨禾轮的工作原理
拨禾轮主要用于卧式收割机 或联合收割机割台上，用以引导 茎秆、扶持切割、并清扫割台， 防止已割茎秆在割刀上堆积而造 成堵刀。拨禾轮有普通拨禾轮和 偏心拨禾轮之分，其中普通拨禾 轮现已逐渐被淘汰。
——收割机工作时， 被割刀切断的谷物 茎秆形成与前进方 向 呈 900 的 转 向 放 铺，以便于捡拾和 打捆。主要用于分 别收获法。
割晒机——收割 机工作时，被割 刀切断的谷物茎 秆形成与前进方 向平行的顺向放 铺，以便于两段 收获时的晾晒。
割捆机——将谷物茎杆割断后进行自 动打捆，然后放与田间。
常用的机型有：4GL—140 / 170， Vm=2~4km /h （1~2m/s），Vd=2m/s， Q=Vm B /667 （亩/时），一般为4~9亩/ 时。
工作原理：收割机工作时，拨禾抡、输 送带和切割器由拖拉机动力输出驱动工 作，分禾器将行内谷物茎秆集束引向切 割区，并在拨禾轮的后向推送扶持下被 切割器切割，随即倒向输送带（也可能 是螺旋搅龙）被传出。
3、两段收获法
先利用割晒机进行收割，待晾晒3~5天后用 带有捡拾器的联合收获机进行捡拾、脱粒、 分离和清选作业的方式。特点：谷粒饱满、 产量提高、作业周期长、设备投资大。
总结 谷物的机械收获系统
谷物的机械收获系统
分段收获法 联合收获法 两段收获法
收运脱扬
联
割输粒场
收
机车机机
机
☆
☆
☆
割联 晒收 机机
研究结果表明：在同样切割速度的情况下， 双支承切割比单支承切割能获得较好的使 用参数。
在进行单支承切割时，切割速度为Vp = 1~2 m / s，要保证正常的切割，动、定刀 片之间的切割间隙必须在δ= 0~0.5mm范 围内，否则，茎秆的切割阻力增大，有 可能发生撕裂现象。这给切割器的设计 与安装带来很大的困难 。
由于茎秆是在没有任何
扶持的状态下进行切割的，
仅靠茎秆自身的抗弯能力Pw 是很难与动刀片的切割力相
平衡的，此时，P＞＞Pw。 切割速度较低时，茎秆将被
P
推倒或折wenku.baidu.com。
Pw
但当动刀片以较高的速
度进入材料时，原来静止的
茎秆在瞬间获得动刀片所传
递的速度并立即产生很大的
加速度以及与其方向相反的
Pg
P
惯性力Pg。速度越大则惯性
拨禾轮在工作时一边旋转，
一边随机组做直线运动，其拨板 的绝对运动轨迹是上述两种运动 的合成。根据切割器工作时需要 有拨禾轮的向后引导谷物茎秆和 推送被割茎秆的作用，拨板的绝 对运动轨迹也必须满足余摆线的 要求，即λ=Vb / Vm＞1
茎秆的物理机械性质主要是指茎秆 本身所固有的一些特性，他包括切割阻 力、弯曲阻力、弹性模量、抗弯强度等。 而这些因素随茎秆的品种、成熟度和湿 度等的变化而变化。只要割刀克服了横 切面内的切割阻力，茎秆就会被切断。
但是，在切割象小麦、水稻这样的 刚度较小的作物时，只要受到较小的外 力就会发生弯斜，给顺利切割造成一定 的困难。因此，要实现对茎秆的完全切 割，一般可采取二种措施：
而在进行双支承切割时，切割 速度为Vp = 1~2 m / s，相对于割刀 的上下抗弯能力有较大幅度的增强， 动定刀片之间的切割间隙可允许在 δ= 1~1.5mm范围内，这就给切割 器的设计、使用、安装提供了比较 宽松的条件，所以目前收获机械普 遍采用双支承切割方式。
⑵无支承切割——只有动刀片而无 定刀片直接切割茎秆的切割称为无 支承切割。