4.5m矮盤式秸稈飼料收獲機割臺的設計

陳立東 田可慶 殷順闊

摘要 針對國內秸稈飼料收割機械割幅小、適應性較差、收獲效率低、可靠性差等問題，通過三維實體建模技術設計了4.5 m矮盤式秸稈飼料收獲機可折疊割臺。該割臺由變速器、折疊裝置、分禾器、喂入滾筒和切割器等組成，利用折疊裝置可實現4.5 m寬幅割臺的折疊運輸，同時提高了割臺的收獲效率;割臺專用變速器實現了同軸不同轉速的輸出，提高了割臺傳動系統的可靠性和緊湊性，對國內4.5 m以上大割臺的設計具有重要的參考價值。

關鍵詞 秸稈飼料;收獲機;割臺;變速器;同軸雙轉速

中圖分類號 S220.2文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）10-0182-03

Abstract Aiming at the problems of small amplitude， poor adaptability， low harvesting efficiency， and poor reliability of domestic straw forage harvesting machinery， a 4.5 meter short dish type straw forage harvester collapsible cutting table was designed through 3D solid modeling technology. The header consists of the transmission， the folding device， the branching device， the feed roller and cutters. The folding device can realize the folding and transportation of a 4.5meterwide header and improve the harvesting efficiency of the header. The transmission realizes the output of different coaxial speeds， improves the reliability and compactness of the header transmission system， and it has important reference value for the domestic design of large headers above 4.5 m.

Key words Straw feed;Harvester;Header;Transmission;Coaxial double speed

秸稈飼料收獲機械作為畜牧業可持續發展的關鍵設備，其性能至關重要。近年來，國內對秸稈飼料收獲機械的研究越來越重視。河北農業大學馮佐龍對2.1 m割幅的4QZ-12型青飼料收獲機關鍵部件進行了研究，設計了回轉圓盤式切割刀盤和喂入輥壓緊裝置，并對拋送裝置進行了受力分析，取得了較好的效果[1]。山東農業大學的劉曉等[2]于2017年開發設計了2.2 m的青飼料收獲機割臺，該割臺對扶禾器、分禾器、碾壓喂入裝置、物料切碎拋送裝置等進行了詳細的設計，工作效率較高。山東理工大學的崔萌[3]2015年對玉米收獲機割臺非對行喂入裝置進行了深入研究，提出了玉米植株喂入新方案，較好地解決了不對行高效喂入的問題。

山東農業大學的叢宏斌等[4]設計了2行的4YQK-2型莖稈青貯打捆玉米收獲機，該收獲機采用莖穗兼收型割臺，工作安全可靠，莖稈切碎、破節及打捆效果理想。

國內學者對割臺的研究大部分集中在2.0～3.0 m的中小型割臺，對4.5 m以上割臺的研究幾乎是空白。因此，開發設計寬幅高效大割臺對提高秸稈飼料收獲機械效率、提升青飼料收獲機技術水平具有重要意義。

1 秸稈飼料收獲機割臺總體結構及工作原理

1.1 總體結構

割臺是秸稈料收獲機械的關鍵部件，決定了收獲機的工作可靠性和收獲效率。秸稈飼料收獲割臺由機架、切割器、喂入滾筒、螺旋喂入機構、前撥禾星輪、后撥禾星輪、分禾器、分禾叉、導流板和液壓折疊機構等主要零部件組成，其三維實體結構如圖1所示。

1.2 工作原理

秸稈飼料收獲機收獲作業時，玉米等作物秸稈首先被扶禾器扶禾，然后通過分禾器分別導入割臺切割部，割臺切割部由滾筒下方的鋸齒式圓盤割刀組成，作物秸稈被刀盤割斷后在導入滾筒和導流板的作用下推向前撥禾星輪和后撥禾星輪，最后在后撥禾星輪的作用下經碾壓喂入裝置進入切碎裝置進行后續的切碎和拋送工作。

2 秸稈飼料收獲機割臺關鍵部件的設計

2.1 割臺切割器

2.1.1 切割器類型的選擇。

國內使用最為廣泛的切割器類型有圓盤式、甩刀式和往復式等[5-6]，該設計采用圓盤回轉式切割器，切割刀片采用鋸齒型刀片，刀片數為4片，呈環形排列在刀盤周圍，每個刀片的扇形角為 90°，鉚接在圓盤刀座上，其結構如圖2、3所示。

2.1.2 刀片的尺寸計算。

2.1.3 割刀轉速的確定。

圓盤切割器刀盤的轉速取決于切割需求速度，根據經驗，切割器在沒有支撐的情況下切割作物時，刀片的線速度應為50～90 m/s，割刀上任何一點速度都是割臺前進速度與切割器回轉速度的合成速度，因此其速度為：

2.1.4 刀片選材和確定。

切割刀片設計成鋸齒形，其優點是制造工藝簡單，工作平穩。內圓環半徑為275 mm，外圓環半徑為372.5 mm，厚度為3 mm，每個刀片均由4個鉚釘固定在刀盤上。考慮到刀片在高速旋轉切割的情況下，受力復雜，易產生彎曲變形，所以刀片選用65 Mn 優質碳素結構鋼。