第二章 切割装置(切割器)

（2）刀片钳住茎秆的条件


茎秆受力：
N1、F1、N2、F2。 茎秆被钳住而保持平衡时：
P1=P2
θ1+θ2=180－∠AOB=α1+α
2
而θ1≤φ1 θ2 ≤φ2
∴ α1+α 2 ≤ φ1+φ2
第二章切割装置思考题
1.分析影响切割性能的主要因素。 2.简述标准型切割器的主要特点。 3.分析刀片切割角对切割性能的影响。 4.用解析法求解割刀任一时刻的运动速度、加 速度及往复惯性力。 5.往复切割器为何要“对中”（割刀处于左右 止点位置时，动刀片与定刀片的中心线重 合）？ 6.什么叫割刀进距？哪些因素对割刀进距有影 响？割刀进距过大或过小对切割质量有何影 响？
2.割刀运动分析
(2)求割刀位移与速度之间的关 系

将VX=rωsinωt及X=r(1－
cosωt)中的ωt消去，得： VX2/(rω)2+(X-r)2/r2=1

(3)切割速度分析

绘出动刀片在左止点的位置ab
绘出定刀片图形。
以动刀片行程一半为中心，以曲柄 半径r为半径作半圆。

a1点对应的Va，a2点对应的Vb即
得： Mp=r(Md + 2Me/3) /(2rp) ∴总配重M=Mb+Mp=r(Mc + Me/3+ Md /2)/rp

割刀全平衡机构
三、往复式切割器的工作
原理与参数分析
1.切割角（刃线与前进方向的倾
角）
（1）切割角对滑切的影响
切割角增大，滑切速度增大,
切割阻力减小。
但切割角过大，可能导致刀片 钳不住茎秆。
其产生的离心惯性力的水平分力正好Pd平衡。 即： Mp rp ω2 cosφ =(Md + 2Me/3) rω2cosφ 但加配重后平衡了往复惯性力，却增加了垂直惯性力：Mp rp ω2sinφ 因此常采用部分平衡往复惯性力的方法（平衡Pd的一半） 即： Mp rp ω2cosφ =(1/2)(Md + 2Me/3) rω2cosφ
为切割开始及切割终了时的速度。 结论：标准切割器切割速度较高。

4.割刀进距对切割性能的影响

定义：割刀在完成一次行程 的时间内机器前进的距离称 为割刀进距。 H=Vm×60/(2n)=30Vm/n


作切割图：
沿圆弧8等分，沿前进方向8等分， 连接它们的交点得A点绝对运动 轨迹。

运动轨迹形成三个切割区：
、圆盘式切割器：割刀在水平面内回转，运转平稳，但集禾机构
较复杂，在联合收割机上应用较少。圆盘式切割器分为无支承式和有支承 式两种。
3.甩刀回转式切割器：利用刀片的倾角及刀片的
高速旋转（v=40～50m/s)将秸秆切碎。
刀片逆滚动方向旋转
第三节 标准型往复切割器


整个机构往复惯性力：Pd=(Md + 2Me/3) rω2cosφ 离心惯性力的平衡：在曲柄销对面加一质量为Mb的平衡配重，使其产 生的惯性力与Pq平衡。即： Mbrp ω2=(Mc + Me/3)rω2





得：Mb=(r/rp)(Mc + Me/3) 式中rp为配重质心到曲柄转动中心的距离。 往复惯性力的平衡：仍在曲柄销对面加配重，设所加配重为Mp，使


Ⅰ区——一次切割区
Ⅱ区——重割区 Ⅲ——空白区
H增大，空白区增大，重割区减小。


5.切割器的功率：
N=Ng+Nk



Ng—切割茎杆的功率
Ng=VmBLO/1000（kW)
Lo——切割每平方米面积的作物所需功率。

NK——空转功率，一般每米空转功率为0.6～1.1kW。
6.切割器惯性力的平衡 曲柄离心惯性力：Mcrω2 割刀往复惯性力：Mdrω2cosφ 连杆惯性力：(Me/3)rω2+(2Me/3)rω2cosφ 整个机构离心惯性力：Pq=(Mc + Me/3)rω2
二、往复式切割器传动机构 1.曲柄连杆机构
（1）平面型曲柄连杆机构 （2）空间型曲柄连杆机构 （3）曲柄滑槽机构
2.摆环机构 3.行星齿轮机构

摆环机构示意图

行星齿轮机构示意图
(1)求解运动速度及加速度 a.建立座标系。 b.求任一时刻D点座标值 X=AO－DO =L+r－Lcosα –rcosωt =L(1－cosα)+r(1－cosωt) 当＞＞r时，X≈r(1－cosωt) VX=dx/dt=rωsinωt aX=dVX/dt=rω2cosωt V平=4r n(n单位为r/s) =r n/15=sn/30(n单位 为 rpm)
第二章 切割装置（切割器）
第一节 茎秆切割的基本条件 第二节 切割器的类型与特点 第三节 标准型往复切割器
第一节 茎秆切割的基本条件 1.形成必要的支承。
要求切割速 度较快或茎 秆刚度较大 允许切割 速度较稍 低，但对 刀片间隙 要求较高 对刀片间隙 的要求可适 当放宽
V＞6～10m/s
V=1～2m/s
一、往复式切割器的构造
1.往复运动部分：刀杆、动刀片、 刀杆头 2.固定支承部分：护刃器梁、护刃 器、定刀片、压刃器、摩擦片等。
动刀片
几种标准切割器的比较

标Ⅰ型切割器：动刀为光刃，适用于割草机。（不常用） 标Ⅱ型切割器：动刀为齿刃，有摩擦片。（常用） 标Ⅲ型切割器：动刀为齿刃，无摩擦片。（不常用）
V=1～2m/s
2.产生滑切（刀刃的运 动方向与刀刃的法线 成一偏角α）。
3.较小的刃厚和刃角有 利于减小切割阻力。 4.较高的切割速度有利 于减小切割阻力。
第二节 切割器的类型与特点
切割器主要有往复式切割器、回转式切割器两种。
一、往复式切割器：依靠刀片的往复运动实现切割，属于
有支承切割。 1. 主要特点：结构简单、工作可靠、适应性强，是收获机 械中应用最广泛的切割器。其主要缺点是工作时惯性力 不易平衡。 2.种类：按照割刀行程S、动刀片间距t和定刀片间距to三者 的不同组合关系，分成以下几种： a.标准型：s=t=to（应用最广） b.双刀距行程型：s=2t=2to（不常用）