水稻收割机结构
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一种全喂入履带式谷物联合收割机的组成和调整摘要:全喂入履带式谷物联合收割机是收获小麦和收获水稻的关键设备之一,本文阐述了全喂入履带式谷物联合收割机的结构组成和调整方法,及常见问题的解决方法。
关键词:全喂入,履带式,谷物联合收割机全喂入履带式谷物联合收割机是收储小麦和水稻的主要农机具,它具有操作简单、维修方便的特点,适用于成熟期籽粒含水量12%~20%(小麦)、15%~28%(水稻),草谷比0.6%~1.2%(小麦)、1.0%~2.4%(水稻)的小麦和水稻,能一次完成收割、脱谷、液压卸粮等功能。
1 全喂入履带式谷物联合收割机的结构组成主要由割台、输送槽、脱粒清选机构、液压升降操纵、行走系统等五大部件所组成[1]。
2 全喂入履带式谷物联合收割机的工作原理当收割机在田间作业时,分禾器将割区内外作物分开,拨禾轮把进入左、右分禾器间的作物拨向切割器,割刀切断作物茎杆;被割下的作物在自重、收割机前进速度和拨禾轮的配合作用下,倒向割台,通过割台搅龙的螺旋叶片将作物送到割台左侧输送槽入口处,由割台搅龙的伸缩杆将作物拨入输送槽口,经输送链耙齿的作用,作物进入脱粒滚筒。
进入脱粒滚筒的作物,在钉齿、滚筒盖和导草板配合作用下,作圆周和轴向运动。
从滚筒前端移向滚筒后端。
作物在运动过程中受到钉齿的多次打击、梳刷,在凹板筛上反复揉搓而脱粒,谷粒通过凹板筛孔落下,掉落在振动筛面上,经风扇气流风选穿过筛孔,落进水平搅龙,再经水平搅龙和升运搅龙的旋转将籽粒送入粮箱。
杂余由二次搅龙送入复脱滚筒再散落到振动筛面后重新筛选,杂物被风扇气流吹出机外。
粗的茎杆沿脱粒滚筒移到后侧,在滚筒旋转的离心力作用下抛出脱粒机,经过切碎器被切碎。
完成了收割、输送、分离、清选和碎草的联合收割作业的全部过程。
3 主要部件的使用和调整3.1割台割台是收割机作业时切割作物的部件,主要由割台、搅龙、割台传动机构、切碎器、机架、左右分禾器和拨禾轮等部件组成。
3.1.1分禾器左分禾器和右分禾器,分别固定在割台机架左、右两侧。
联合收割机收割台结构特点及常见故障的排除联合收割机收割台是联合收割机的核心部分之一,它通常由多个组件组成,包括刀片、驱动轮、切割螺栓、传动链、拉杆等。
下面是联合收割机收割台的结构特点:1. 刀片:联合收割机收割台通常采用一组可调整和可拆卸的刀片来进行切割工作。
刀片通常是由高强度的钢材制成,在切割过程中可以灵活地调整刀片的位置和角度,以适应不同农作物的收割需求。
2. 驱动轮:驱动轮是联合收割机收割台的核心部件之一。
它通常由多个齿轮组成,可以通过电机或液压系统驱动,以驱动刀片实现切割作业。
3. 切割螺栓:联合收割机收割台上的切割螺栓通常由高强度的合金钢材制成,可以承受高强度的切割力,并具有很高的耐磨性。
切割螺栓的结构和材料都需要经过精心的设计和测试,以确保其能够长期使用而不会发生损坏。
4. 传动链:传动链是联合收割机收割台上的另一个重要部分,它一般由多个链环组成,通过链轮来传动刀片和其他组件的运动。
传动链需要具有很高的强度和耐磨性,以承受高强度的切割力和运动力。
5. 拉杆:拉杆是用来支撑联合收割机收割台的重要部件,它通常由高强度钢材制成,可以有效地支撑收割台的运动和负载。
二、常见故障的排除联合收割机收割台在使用过程中,可能会遇到一些常见故障,这些故障常常会导致切割效率低下和设备损坏。
下面是几种常见故障及其解决方法:1. 切割螺栓损坏:切割螺栓是联合收割机收割台上最容易损坏的部件之一。
如果切割螺栓受到过多的切割力,或者材料质量不好,就会很容易发生损坏。
解决这个问题的方法是更换好质量的切割螺栓,并避免超负荷使用。
2. 刀片损坏:刀片在长时间的工作过程中,容易因为磨损或者因为碰撞损坏。
发生这种情况时,需要及时更换刀片,并且定期对刀片进行检查和维护。
3. 驱动系统故障:驱动系统故障通常是由于电机或液压系统出现故障导致的。
解决这个问题的方法是检查电机或液压系统的电路、传感器等部件,保证其正常工作。
4. 传动链断裂:传动链因为长期摩擦,容易出现断裂现象。
收割机原理解剖图
收割机是农业机械中的重要设备,它的作用是在农作物成熟时将其割下并收集
起来。
收割机的原理解剖图可以帮助我们更深入地了解其结构和工作原理。
首先,收割机的主要部件包括发动机、切割装置、输送系统和收集装置。
发动
机是收割机的动力来源,它驱动切割装置和输送系统的运转。
切割装置由刀片和切割机构组成,它负责将农作物切割下来。
输送系统包括输送带和输送管道,它将切割好的农作物输送至收集装置。
收集装置则负责将农作物收集起来并装入收集箱中。
其次,收割机的工作原理是这样的,当收割机启动时,发动机开始运转,驱动
切割装置进行工作。
切割装置将农作物切割下来,并通过输送系统输送至收集装置。
在输送过程中,收割机会根据需要对农作物进行处理,比如去除杂草和杂质。
最终,农作物被收集装置装入收集箱中,完成了收割的工作。
此外,收割机的原理解剖图还显示了一些重要的细节。
比如,切割装置的刀片
需要保持锋利,以确保切割效果和工作效率。
输送系统的输送带和输送管道需要保持畅通,以确保农作物能够顺利输送至收集装置。
收集装置的收集箱需要具有一定的容量,以满足不同规模的收割需求。
总的来说,收割机的原理解剖图为我们展示了收割机的结构和工作原理,帮助
我们更好地理解这一重要农业机械设备。
通过深入了解收割机的原理,我们可以更好地使用和维护收割机,提高农作物的收割效率,为农业生产提供更好的支持。
水稻收割机工作原理一、引言水稻收割机是农田中常见的农业机械之一,其主要功能是将成熟的水稻穗收割下来,提高收割效率和减轻劳动强度。
本文将介绍水稻收割机的工作原理,从整体结构、动力系统、切割系统、输送系统和控制系统等方面进行阐述。
二、整体结构水稻收割机一般由底盘、动力系统、切割系统、输送系统和控制系统等部分组成。
底盘是整个机器的基础,提供稳定的支撑和移动能力。
动力系统则包括发动机和传动装置,为机器提供动力。
切割系统负责将水稻穗切割下来,输送系统将切割下来的水稻穗送至储存装置。
控制系统则用于控制机器的运行和操作。
三、动力系统水稻收割机的动力系统通常由内燃机提供动力,内燃机通过传动装置将动力传递给各个部件。
传动装置一般采用链条传动或带传动,能够提供足够的动力和转速以驱动切割系统和输送系统。
四、切割系统切割系统是水稻收割机的核心部分,主要由刀具和切割机构组成。
刀具一般采用锯齿刀片或刀片轴,能够将水稻穗从稻株上切割下来。
切割机构则包括刀具的支撑和运动装置,能够保证刀具的正常工作和稳定运动。
五、输送系统输送系统主要负责将切割下来的水稻穗送至储存装置。
输送系统一般由输送链条、输送轴和输送带组成,能够将水稻穗顺利地传送至储存装置。
同时,输送系统还能够调节水稻穗的输送速度和方向,以适应不同的收割场地和作业条件。
六、控制系统控制系统用于控制水稻收割机的运行和操作。
控制系统一般由操作装置、传感器和执行机构组成。
操作装置通过人机界面与机器进行交互,传感器能够实时监测机器的工作状态,而执行机构则根据控制信号实现相应的动作,从而控制机器的运行和操作。
七、工作流程水稻收割机的工作流程一般包括如下几个步骤:首先,机手通过操作装置启动机器,控制系统开始工作;然后,机器移动到稻田中,切割系统开始工作,将水稻穗切割下来;接着,输送系统将切割下来的水稻穗送至储存装置;最后,机手通过操作装置停止机器,整个收割过程结束。
八、优势和发展趋势水稻收割机的出现极大地提高了水稻的收割效率和质量,减轻了农民的劳动强度。
水稻收割机构造
水稻收割机主要包括以下构造:
1.机架:作为收割机的主体结构,它支撑和连接所有其他部件。
2.动力机:提供机械动力,通常为汽油发动机或柴油发动机。
3.脱粒仓:用于暂时存储收割的稻谷。
4.脱粒滚筒:与稻谷在脱粒仓中进行摩擦,以便分离谷物和稻草。
5.行走轮:支撑整个机器的重量,并在地面上移动。
6.齿轮箱:将发动机的动力传递到脱粒滚筒和其他工作部件。
7.拔禾轮:将稻草从谷物中分离出来,并将其卷成捆。
8.割禾轮:将稻谷从稻草中割下,并将其收集到脱粒仓中。
还有一些其他部件,如凹板、风扇、筛选器等,用于帮助分离谷物和稻草,以及清洁和整理收获的谷物。
谷王水稻收割机保养与常见故障排除及产品改进点知识介绍目录1.使用安全 (4)1.1防止火灾 (4)1.2蓄电池的安全使用 (4)1.3作业前检查的实施 (4)1.4安全的检查与维修 (5)1.5注意液压管路泄露 (5)1.6安全收割作业 (5)1.7防止烫伤 (6)1.8收割机停放 (6)2.水稻收割机主要机构及工作原理 (6)2.1水稻收割机主要机构 (6)2.1.1割台系统及作用 (7)2.1.2拨禾轮的认识与装配 (8)2.1.3切割器装置 (9)2.1.4割台喂入搅龙 (10)2.1.5输送槽系统 (11)2.1.6脱粒清选系统 (12)2.2水稻收割机液压系统图 (15)3.水稻收割机日常保养 (16)3.1开工前后13查 (16)3.2各零部件日常保养 (17)3.2.1空气滤清器 (17)3.2.2底盘作业保养 (17)3.2.3轴承1号 (18)3.2.4变速箱、HST (19)3.2.5割刀的检查与调整 (20)4. 田间作业操作注意事项 (20)4.1机油量检查 (21)4.2发动机注意事项 (21)4.2.1发动机启动注意事项 (21)4.2.2发动机作业注意事项 (22)4.2.3发动机燃油路空气排放 (22)4.2.4水箱检查 (22)5. 水稻收割机入库及运输注意事项 (24)1.使用安全1.1防止火灾禁止在作业时加油和机器运转时加油(燃油必须经过96小时以上沉淀),加油时应远离火种,严禁在机器作业附近和作业现场吸烟;油箱表面的油迹应擦拭干净,避免发生火灾。
发动机、消音器周围,皮带轮内侧的配线部分,蓄电池的周围若堆积草屑容易引起火灾,故作业前必须清理干净。
另外不要把运转后的的机器停放在草堆、柴垛旁边,以免引起火灾。
发动机停止运转后马上盖上帆布会有发生火灾的危险,必须待发动机充分冷却后再盖。
禁止在电器系统中安装、更换不合格电线,接线要牢固保险,质量应符合规定,不允许做打火试验,电瓶上禁止存放金属物并保持清洁。
联合收割机构造原理
联合收割机是一种用于在田间收集庄稼的机器,由多个不同的组件和零件组成。
它的构造原理主要包括以下几个部分:
1.切割机构:切割机构是由刀片和凹槽组成的。
在收割的过程中,刀片会通过振动或旋转的方式,将作物的茎部切割,然后让作物进入联合收割机的内部。
2.输送机构:输送机构的作用是将作物从切割机构中输送到清理机构。
输送机构可以分为多级,确保作物在运送过程中不会掉落。
3.清理机构:清理机构包括风扇、筛网等设备。
在运输作物的过程中,由于作物中含有石、泥土等杂质,清理机构的作用就是将这些杂质分离出去,确保作物的纯度和质量。
4.收集机构:主要由收集箱、卸荷器等设备组成。
当作物收集到一定的量时,它们就会被存储在收集箱中,然后可以使用卸荷器将它们倒出来。
总之,联合收割机是现代农业生产中不可缺少的机器,其构造原理是多方面的,需要各种不同的机械零件和技术的协同作用来实现。
水稻机结构介绍全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:水稻作为我国的主要粮食作物,种植面积广阔,收获量巨大。
在水稻的种植过程中,水稻收割机是扮演着非常重要的角色。
水稻收割机是一种专门用于收割水稻的机械设备,其结构复杂,功能齐全,能够完成水稻的收割、脱粒等工作。
下面我们来详细介绍一下水稻收割机的结构。
一、整体结构水稻收割机通常由底盘、发动机、传动系统、切割系统、输送系统、晒稻系统、控制系统等部分组成。
底盘是整个收割机的主体支架,承载着各个部件,并提供机器的移动和稳定性。
发动机则是提供收割机动力来源的核心部件,常见的发动机有柴油发动机和汽油发动机。
传动系统通过传动带、轮链等零部件将发动机产生的动力传输给各个部件,从而驱动整个机器的运转。
二、切割系统切割系统是水稻收割机中最为重要的部分之一,其作用是将成熟的水稻秆割断,使稻穗和秸秆分离。
切割系统通常由刀片、传动轴、切割器等部件组成,刀片负责将水稻秆切断,传动轴负责传输动力,切割器则负责调整切割长度等参数。
切割系统的设计合理与否直接影响到水稻的收割效率和质量。
三、输送系统输送系统是将割下的水稻穗从切割系统传送到后续处理部分的系统,其包括输送链、输送带等输送设备。
输送系统的设计要求具有合理的输送速度和稳定性,以确保水稻的连续输送和不受损坏。
四、晒稻系统晒稻系统是水稻收割机中的辅助部分,其作用是将收割后的水稻向外扔出,并将水稻晾晒。
晒稻系统通常由扭转装置、晒稻带、晒稻架等部件组成,通过调整晒稻带的移动速度和转动角度,使水稻均匀地散布在晒稻架上,以便充分晾晒。
五、控制系统控制系统是水稻收割机的智能部分,其作用是控制各个部件的运转、调整收割机的工作参数。
控制系统通常采用电气控制或液压控制,通过按钮、屏幕等操作界面实现对收割机的控制。
控制系统能够提高水稻收割机的智能化程度,提高操作便利性和工作效率。
第二篇示例:水稻是世界上最重要的粮食作物之一,也是广大人们的主要粮食来源。
水稻联合收割机切流滚筒结构分析与优化张浩天ꎬ唐㊀忠ꎬ李耀明ꎬ何俊增(江苏大学农业装备工程学院ꎬ江苏镇江㊀212013)摘㊀要:国产切纵流水稻联合收割机切流滚筒脱粒过程中存在喂入不畅及振动较大等问题ꎬ通过对切流滚筒结构进行静力学和模态分析得知ꎬ切流滚筒的结构强度满足设计要求ꎬ但工作转速760~800r/min频率位于第1阶固有频率14.51Hz的0.8~1.2倍共振区内ꎮ为此ꎬ设计了一种具有伸缩脱粒元件的偏心切流滚筒结构ꎬ并在AN ̄SYS软件中进行了静力学仿真及轴端约束模态分析ꎬ结果表明:所设计的偏心切流滚筒结构强度满足要求ꎬ偏心切流滚筒的转速频率12.67~13.33Hzꎬ小于偏心切流滚筒的第1阶固有频率25.59Hzꎻ同时ꎬ偏心切流滚筒重心产生的力矩平衡了7.2%的茎秆对切流滚筒产生的阻力矩ꎮ关键词:联合收割机ꎻ切流滚筒ꎻ偏心结构ꎻ静力学强度ꎻ模态分析中图分类号:S225.4㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A文章编号:1003-188X(2019)03-0045-060㊀引言随着我国水稻品种改良及高产杂交稻的推广ꎬ切纵流组合式脱粒分离结构的初脱与复脱组合方式在适应高产水稻收获中的优势逐渐体现[1-2]ꎬ但现有切流滚筒与纵轴流滚筒在喂入交接口处常出现茎秆喂入不畅等问题ꎬ同时因切流滚筒凹板筛包角为80ʎ~100ʎꎬ茎秆在切流滚筒脱粒输送过程中仅占滚筒圆周的1/3左右ꎬ使得切流滚筒在脱粒过程中承受较大的偏心负载并产生较大的偏心振动[3]ꎮ为解决切纵流结构交接处易堵塞的难题ꎬ迪尔公司[4]研发出一种具有输送和脱粒功能的切流式脱粒机构ꎬ通过在脱粒滚筒入口侧位置设置可调的凹板筛来减少堵塞ꎻ徐立章等[5]通过在切流滚筒和纵轴流滚筒之间设置强制喂入轮来提高物料喂入的顺畅性ꎻ赵国良等[6]设计了一种偏心式脱粒机构ꎬ将滚筒结构和筛网之间构造出具有大小可变化的间隙ꎻ徐立章等[7]对联合收割机田间收获时横轴流滚筒轴端振动进行测试ꎬ得出滚筒轴承座位置的振动频率为0.49~37.46Hzꎬ轴承座位置振动幅值为0~3.5mmꎮ改进切流滚筒结构是提高喂入顺畅性的一种重要方式ꎬ但现有切收稿日期:2017-10-10基金项目:江苏省自然科学基金项目(BK20170553)ꎻ国家自然科学基金项目(51705212)ꎻ国家重点研发计划项目(2016YFD0702004)作者简介:张浩天(1995-)ꎬ男ꎬ石家庄人ꎬ硕士研究生ꎬ(E-mail)398386781@qq.comꎮ通讯作者:唐㊀忠(1982-)ꎬ男ꎬ四川内江人ꎬ副研究员ꎬ博士ꎬ硕士生导师ꎬ(E-mail)twz2006@sohu.comꎮ纵流交界口处仍存在喂入不畅等问题ꎬ切流滚筒在脱粒过程中承受较大的偏心负载ꎬ仍会产生较大的偏心振动[8-9]ꎮ本文设计了一种具有偏心结构的切流滚筒结构ꎬ其脱粒元件在纵轴流滚筒喂入口处会收回滚筒内部ꎬ减少了脱粒元件对物料的回带作用ꎬ从而提高了切流滚筒喂入的顺畅性ꎻ同时ꎬ偏心结构产生的力矩平衡了部分物料对滚筒的阻力矩ꎬ减少了切流脱粒滚筒的振动ꎮ1㊀切流滚筒结构与分析1.1㊀切流滚筒结构本文采用的切纵流脱粒分离装置结构如图1所示ꎮ图1(a)为切纵流联合收割机的切纵流脱粒装置ꎬ通过对图1(a)切流滚筒进行测绘并运用Pro/E进行三维建模ꎬ将切流滚筒结构建模如图1(b)所示ꎮ(a)㊀切纵流组合结构(b)㊀切流滚筒结构1.切流滚筒喂入口㊀2.切流滚筒㊀3.纵轴流喂入口㊀4.纵轴流滚筒图1㊀切纵流脱粒分离装置结构及模型Fig.1㊀Structureandmodeloftangentialandlongitudinalflowthreshingandseparatingdevice切流滚筒凹板筛包角为100ʎꎬ脱粒间隙为25mmꎬ切流滚筒外径为500mmꎬ切流滚筒设计转速为800r/minꎬ切流滚筒工作时转速为760~800r/minꎬ工作状态平均功耗约为15kWꎬ峰值状态平均功耗约为25kWꎮ1.2 受载静力学分析1)切流滚筒传动轴ꎮ传动轴主要承受脱粒过程中茎秆产生的等效阻力与扭矩作用ꎬ且扭矩与传动轴转矩近似相等[10]ꎬ因此可把传动轴近似为简支梁模型ꎮ计算得到正常工作状态下传动轴受力为398.14Nꎬ峰值状态下受力为698.1Nꎮ在ANSYS中建立传动轴工作状态下载荷与约束ꎬ结果如图2所示ꎮ其中ꎬA㊁B表示载荷ꎬC㊁D表示传动轴端约束ꎮ(a)㊀正常状态(b)㊀峰值状态图2㊀工作状态下传动轴载荷与约束模型Fig.2㊀Loadandrestraintmodelofthetransmissionshaftunderworkingcondition在ANSYS中ꎬ采用第三和第四强度理论对传动轴强度进行静力学分析ꎮ由传动轴的应力及应变分析可得:传动轴在工作状态和峰值状态下的总变形为0.0016mm和0.0029mmꎻ变形由施加约束位置开始向中间逐渐变大ꎬ在轴中段出现最大值ꎮ传动轴在工作状态下整体应力为1.2MPaꎬ在滑动轴承座约束临界处及两端幅盘安装位置处出现应力集中ꎬ最大值为10.63MPaꎻ在峰值状态下整体应力为2.1MPaꎬ在滑动轴承座约束临界处及两端幅盘安装位置处出现应力集中ꎬ最大值为18.64MPaꎮ2)脱粒杆齿ꎮ切流滚筒工作时ꎬ脱粒元件直接与水稻接触承受茎秆阻力ꎮ脱粒元件安装在幅盘上ꎬ因此在轴两端施加固定端约束ꎮ工作状态下每个钉齿受到的平均载荷为16.59Nꎬ峰值状态下每个钉齿受到的平均载荷为63.46Nꎮ脱粒元件在工作状态及峰值状态下的受载与约束状态如图3所示ꎮ其中ꎬA表示约束ꎬ其余表示载荷ꎮ(a)㊀正常状态(b)㊀峰值状态图3㊀工作状态下脱粒杆齿载荷与约束模型Fig.3㊀Loadandrestraintmodelofthethreshingtoothunderworkingcondition采用第三和第四强度理论对脱粒杆齿强度进行静力学分析后得知:脱粒元件在工作状态及峰值状态下的总变形为0.14mm和0.24mmꎬ变形由脱粒元件两端开始向中间逐渐变大ꎬ在中间3个钉齿末端出现最大值ꎻ工作状态下钉齿上分布应力为1.91MPaꎬ在齿杆上存在应力集中ꎬ最大为17.03MPaꎻ峰值状态下ꎬ钉齿上分布应力为3.2MPaꎬ在齿杆上存在应力集中且最大为29.87MPaꎮ3)滚筒辐盘ꎮ切流滚筒凹板筛包角为100ʎꎬ在工作过程中同时有3排脱粒元件与茎秆接触ꎬ假设中间位置的脱粒元件承受总载荷的1/2ꎬ两侧的脱粒元件各承受总载荷的1/4ꎬ且载荷垂直作用于钉齿ꎮ通过计算得到ꎬ工作状态下辐盘切向受力为23.05Nꎬ径向受力为130.70Nꎬ峰值状态下辐盘切向受力为40.41Nꎬ径向受力为229.17Nꎮ建立切流滚筒辐盘受载与约束模型如图4所示ꎮ其中ꎬA表示端幅盘ꎬB表示钉齿ꎬF表示作用于钉齿的载荷ꎮ(a)㊀两端侧辐盘(b)㊀中间辐盘图4㊀工作状态下辐盘载荷与约束模型Fig.4㊀Loadandrestraintmodelofthespokeplateunderworkingcondition采用第三和第四强度理论对辐盘强度进行静力学分析后得知:在工作状态和峰值状态下ꎬ两端幅盘整体变形分别为0.0025mm和0.0044mmꎻ在载荷作用处存在应力集中ꎬ且沿径向应力不断增加ꎬ在施加约束处达到最大ꎬ工作状态和峰值状态下的最大应力分别为4.19MPa和7.35MPaꎮ通过ANSYS仿真分析得知切流滚筒传动轴㊁脱粒杆齿㊁中间辐盘和端侧辐盘的强度均满足设计要求ꎮ1.3 约束模态及振型分析切流滚筒的模态分析采用自动划分网格方式[11-12]ꎬ在实际工况中ꎬ切流滚筒安装在滑动轴承座上ꎬ且有3排脱粒元件受到茎秆作用ꎬ因此在Work ̄bench中传动轴两端施加圆柱面约束ꎬ在3排脱粒元件上施加载荷ꎮ其中ꎬ切流滚筒切向自由ꎬ限制轴向和径向自由度ꎬ切流滚筒工作状态受载与约束模型如图5所示ꎮ图5㊀切流滚筒工作状态受载与约束模型Fig.5㊀Loadandconfinementmodeloftangentialflowcylinderunderworkingcondition通过对切流滚筒在ANSYS软件中进行约束模态分析后ꎬ提取仿真结果的前6阶模态及振型ꎬ结果如表1所示ꎮ表1㊀切流滚筒约束模态及振型Table1㊀Theconstraintmodesandvibrationoftangentialflowcylinder模态阶数频率/Hz极限转速/r min-1振型114.51870.8钉齿的扭转振动2131.877912.2钉齿杆沿竖直方向的弯曲振动3131.897913.4钉齿杆沿水平方向的弯曲振动4140.68436.0支撑杆的弯曲振动及轴向窜动5164.649878.4支撑杆的弯曲振动及轴向窜动6164.719882.6支撑杆的弯曲振动及轴向窜动㊀㊀由表1可得:切流滚筒前6阶固有频率在14.51~164.71Hz之间ꎬ振型主要表现为扭转㊁弯曲及轴向窜动ꎮ随着约束模态阶次的增加ꎬ切流滚筒固有频率也不断增加ꎬ其中第2㊁3阶固有频率值接近ꎬ其振型也相似ꎬ4~6阶固有频率值接近ꎬ振型相似ꎮ切流滚筒第1阶固有频率值为14.51Hzꎬ对应转速为870.8r/minꎮ由于切流滚筒设计转速为800r/minꎬ工作状态转速为760~800r/minꎬ且工作转速频率与固有频率比值为0.8~1.2便会产生共振[13]ꎬ现有的切流脱粒滚筒转速位于共振区内ꎬ这与实际工况下出现振动情况相符ꎮ因此ꎬ提高切流脱粒滚筒的固有频率ꎬ避免发生共振ꎬ可保证切流滚筒的作业性能ꎮ2㊀偏心切流滚筒设计2.1㊀结构设计由于切流滚筒在工作状态和峰值状态下的功耗分别为15kW及25kWꎬ切流滚筒等效扭矩分别为179.06N m和314.14N mꎬ取峰值载荷314.14N m进行偏心设计与强度校核ꎮ设计切流滚筒传动轴材料选用45号调质钢ꎬ由于扭转切应力为脉动循环变应力ꎬ通过计算可得切流滚筒传动轴直径最小为38.2mmꎻ依据脱粒元件的工作条件ꎬ其材料选取40Cr调质钢ꎬ设计偏心距为65mmꎬ脱粒滚筒直径为360mmꎻ脱粒元件长度为175mmꎬ脱粒元件直径为13mmꎮ偏心轴只起支撑作用而不传递动力ꎬ选取偏心轴的材料为45号调质钢ꎬ直径为35mmꎮ依据切流滚筒㊁传动轴与支撑半轴的长度ꎬ计算可得偏心轴长度为609mmꎮ依据切流滚筒㊁传动轴与支撑半轴的长度ꎬ偏心轴长度为609.2mmꎬ由于偏心轴产生的力矩可平衡切流滚筒脱粒过程中阻力矩ꎬ偏心轴与水平面的偏心角计算公式为M=mg e cosθ(1)式中㊀M 偏心平衡力矩ꎻ㊀m 偏心质量ꎻ㊀g 重力加速度ꎻ㊀e 偏心距ꎻ㊀θ 偏心角ꎮ由式(1)计算可得:当设计的偏心切流滚筒传动轴直径为39mm㊁偏心角为40ʎ㊁偏心距为65mm时ꎬ偏心切流滚筒工作状态下可以平衡7.2%的茎秆阻力矩ꎬ峰值状态下可以平衡4.8%的茎秆阻力矩ꎮ为保证偏心切流滚筒旋转过程中不出现脱粒元件的死角ꎬ将脱粒元件I设计为Y型ꎬ相邻两齿杆夹角分别为80ʎ和145ʎꎻ脱粒元件II也采用Y型ꎬ相邻两齿杆夹角分别为100ʎ和160ʎꎻ脱粒元件I和II在偏心传动轴上均匀间隔分别布置10组ꎬ中心距为25mmꎻ传动轴长度为600mmꎬ偏心轴长度为330mm㊁直径为35mmꎬ支撑轴长度为170mm㊁直径为35mmꎮ脱粒元件I㊁II及偏心传动轴的装配结构如图6所示ꎮ(a)㊀脱粒元件I㊀㊀(b)㊀脱粒杆齿II㊀㊀(c)㊀偏心传动轴图6㊀偏心切流滚筒脱粒杆齿与偏心轴结构Fig.6㊀Threshingrodtoothofeccentrictangentialflowcylinderandeccentricshaft sstructures在脱粒滚筒脱粒元件I和II上设计有滚筒推板ꎬ滚筒推板总数为6个ꎬ在右幅盘㊁左幅盘上均匀分布ꎬ滚筒推板长度为730mm㊁高度为60mmꎬ距切流脱粒滚筒旋转中心为175mmꎮ偏心切流脱粒元件及滚筒推板装配结构如图7所示ꎮ(a)㊀偏心切流脱粒元件(b)㊀滚筒推板结构图7㊀偏心切流滚筒及推板装配图Fig.7㊀Eccentrictangentialflowcylinderandpushingboard sassemblydrawing所设计的切流滚筒凹板筛中心与切流滚筒旋转中心在水平方向相距50mm㊁在竖直方向相距20mmꎬ形成脱粒间隙为10~60mmꎮ将脱粒元件I㊁II和偏心传动轴㊁滚筒推板结构装配成偏心切流滚筒结构[14]ꎬ结果如图8所示ꎮ图8㊀偏心切流滚筒总装配结构Fig.8㊀Eccentrictangentialflowcylinder sgeneralassemblydrawing2.2㊀受载静力学分析由于偏心切流滚筒工作过程中脱粒元件直接与物料接触ꎬ承受物料阻力时只有伸出的3排脱粒元件承受阻力ꎬ故在整个偏心切流滚筒分析中ꎬ只在3排钉齿上施加载荷ꎮ经计算ꎬ工作状态下每根杆齿上所受的载荷为36.19Nꎬ峰值状态下每个钉齿所受载荷为63.46Nꎻ整个偏心切流滚筒绕中心轴旋转ꎬ故在其两端施加切向自由的圆柱面约束ꎮ偏心切流滚筒受载及约束模型如图9所示ꎮ(a)㊀受载整体模型(b)㊀受载方向图9㊀偏心切流滚筒受载及约束模型Fig.9㊀Loadandconfinementmodelofeccentrictangentialflowcylinder通过在ANSYS中对偏心切流滚筒进行静力学仿真分析ꎬ结果如图10所示ꎮ图10㊀偏心切流滚筒静力学仿真结果Fig.10㊀Themechanicalsimulationresultofeccentrictangentflowcylinder由仿真结果知:偏心切流滚筒在工作状态下的总变形为2.46mmꎬ总形变数值由中心轴向外部逐渐增大ꎬ最大形变出现在与物料接触的钉齿末端ꎮ依据第三强度理论校核ꎬ整个偏心切流滚筒上分布应力为99.3MPaꎮ在工作状态下ꎬ按照第四强度理论校核ꎬ整个偏心切流滚筒上分布应力为86.4MPaꎮ经ANSYS分析得知ꎬ所设计的偏心切流滚筒结构强度满足要求ꎮ2.3㊀约束模态及振型分析偏心切流滚筒的网格划分采用自动划分方式ꎬ在实际工作中ꎬ传动轴两端靠滑动轴承支撑ꎬ偏心切流滚筒直接安装在滑动轴承座上ꎻ因此需要在传动轴两端施加圆柱面约束ꎮ其中ꎬ切向自由ꎬ限制轴向和径向自由度ꎬ具体施加约束状态如图11所示ꎮ其中ꎬA㊁B为圆柱面约束ꎮ图11㊀偏心切流滚筒约束模态模型Fig.11㊀Theconstrainedmodeofeccentrictangentflowcylinder通过对偏心切流滚筒进行约束模态分析ꎬ可得偏心切流滚筒第1~6阶模态振型ꎬ其第1阶模态振型如图12所示ꎮ由模态仿真可得偏心切流滚筒前6阶模态及振型结果如表2所示ꎮ由表2可得:偏心切流滚筒前6阶固有频率在25.59~100Hz之间ꎬ振型主要表现为弯曲㊁扭转㊁轴向窜动ꎻ随着阶次的增加ꎬ固有频率的值也不断增加ꎻ3~5阶固有频率值接近ꎬ其振型也相似ꎮ图12㊀偏心切流滚筒第1阶模态振型Fig.12㊀Firstordervibrationmodesofeccentrictangentflowcylinder表2㊀模态分析结果Table2㊀Modalanalysisresults模态阶数频率/Hz极限转速/r min-1振型125.591535.4钉齿的扭转振动277.474648.2钉齿杆沿竖直方向的弯曲振动395.225713.2钉齿杆沿水平方向的弯曲振动496.985818.7支撑杆的弯曲振动及轴向窜动596.985818.8支撑杆的弯曲振动及轴向窜动6100.006000.0支撑杆的弯曲振动及轴向窜动㊀㊀由此可见ꎬ偏心切流滚筒的转速频率12.67~13.33Hz小于偏心切流滚筒的第1阶固有频率25.59Hzꎮ同时ꎬ偏心切流滚筒在将物料喂入到纵轴流滚筒时ꎬ因偏心轴的作用脱粒杆齿收回脱粒滚筒内ꎬ减少了对茎秆的回带作用ꎮ3㊀结论1)通过对原有切流滚筒结构进行静力学和模态分析得知:切流滚前6阶固有频率在14.51~164.71Hz之间ꎬ振型主要表现为扭转㊁弯曲㊁轴向窜动ꎮ切流滚筒的1阶固有频率值为14.5Hzꎬ对应转速为870.8r/minꎻ切流滚筒工作转速为760~800r/minꎬ则原切流脱粒滚筒的转速位于共振区内ꎮ2)对切流滚筒结构进行了偏心结构设计ꎬ传动轴直径为39mm㊁偏心距为65mm㊁偏心角为40ʎ㊁偏心轴直径为35mm㊁长度为609mm㊁脱粒元件直径和长度分别为13mm和175mmꎬ因切流滚筒重心偏移产生的力矩平衡了7.2%的物料产生的阻力矩ꎬ同时提高了切纵流脱粒结构在交界口处喂入的顺畅性ꎮ3)对设计的偏心切流滚筒结构进行静力学和模态分析得知:脱粒元件最大总变形为0.017mmꎬ整体应力小于3.9MPaꎬ在施加约束处存在应力集中ꎬ最大为34.2MPaꎻ滚筒推板最大总变形约为2.1mmꎬ整体应力小于62MPaꎬ设计强度均满足设计要求ꎬ且避开了脱粒过程中滚筒的共振区ꎮ参考文献:[1]㊀李耀明ꎬ陈洋ꎬ徐立章ꎬ等.斜置切纵流联合收获机脱粒分离装置结构参数优化[J].农业机械学报ꎬ2016ꎬ47(9):56-61.[2]㊀冯伟ꎬ庞有伦ꎬ李平ꎬ等.4LZ-1.0小型收割机设计及脱粒分离装置优化[J].农机化研究ꎬ2017ꎬ39(12):180-184. [3]㊀KrolczykJBꎬLegutkoSꎬKrolczykGM.Dynamicbalancingofthethreshingdrumincombineharvesters-Theprocessꎬsourcesofimbalanceandnegativeimpactofmechanicalvi ̄brations[J].AppliedMechanicsandMaterialsꎬ2014ꎬ69(3):424-429.[4]㊀赫斯 沃尔夫冈ꎬ富克斯 沃尔克.具有输送滚筒和脱粒或分离滚筒的切流式脱粒机:中国ꎬCN103503646A[P].2014-01-15.[5]㊀徐立章ꎬ李耀明ꎬ李洪昌ꎬ等.纵轴流脱粒分离-清选试验台设计[J].农业机械学报ꎬ2009ꎬ40(12):76-79. [6]㊀赵国良ꎬ胡代欣.一种偏心式脱粒机构及其收割机:中国ꎬCN201510926643.3[P].2015-12-11.[7]㊀徐立章ꎬ李耀明ꎬ孙朋朋ꎬ等.履带式全喂入水稻联合收获机振动测试与分析[J].农业工程学报ꎬ2014ꎬ30(8):49-55.[8]㊀沈江飞ꎬ武凯ꎬ崔先岸ꎬ等.转子偏心下环模制粒机的振动分析与结构优化[J].振动与冲击ꎬ2016ꎬ35(24):59-65. [9]㊀苑严伟ꎬ方宪法ꎬ荣耀ꎬ等.联合收割机脱粒滚筒焊接质量在线检测系统[J].农业工程学报ꎬ2015ꎬ31(4):11-16. 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北方水稻收割机割台结构设计及技术参数确定国委文【摘要】割台是水稻收割机的主要工作部件之一。
介绍北方水稻收割机割台的结构设计,详细说明割台各组成部件的工作原理及技术参数,以期为水稻收割机结构的改进与性能的完善提供参考,促进我国北方地区水稻生产机械化发展。
%Header is one of the main components of harvester. This article introduces the structure design of North rice harvester's head-er, expounds the operating principle and technology parameter of the components of the header, in order to provide a reference for the improvement of the structure and performance of rice harvester, and advance the development of the mechanization of rice production in the North area.【期刊名称】《农业科技与装备》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】2页(P11-12)【关键词】农业机械;水稻;收割机;割台;结构;技术参数【作者】国委文【作者单位】辽宁省农业机械化研究所,沈阳 110161【正文语种】中文【中图分类】S225.4北方水稻收割机是在调查、分析比较国内外水稻收获机优缺点的基础上,结合我国北方地区自然条件和水稻生产农艺要求而研制的、适合我国北方地区使用的防下陷自走式半喂入水稻联合收割机。
该机能一次完成收割、脱粒、分离、清选及装袋等作业。
割台是水稻收割机的主要工作部件之一,本文主要介绍北方水稻收割机割台的设计。