自走式玉米收獲機關鍵部件的結構及工作原理

0 引言

我國玉米種植面積和總產量位居世界第二位。玉米的用途非常廣泛，除了可以作為人們日常的口糧之外，還是畜牧業主要的飼料原料；而玉米秸稈又可以作為飼料、燃料和肥料的原料；同時，玉米還是重要的工業原料，如酒精、醫藥等。隨著我國經濟的不斷發展，人們經濟收入和物質生活水平也在不斷提高，飲食結構也在發生改變，食物中除了必要的口糧外，對蛋、奶、禽、肉的需求有較大的提高，這些因素促進了玉米種植面積和產量的提高。因此，玉米在我國國民經濟的發展中起著舉足輕重的作用。近年來，我國玉米種植面積不斷增加，目前已經超過小麥成為第二大糧食作物，在玉米生產各環節中，收獲環節作業量最大，勞動強度最高。因此，實現玉米收獲機械化非常必要。加快發展玉米機械化收獲，對于改變傳統的玉米收獲方式，提高秸稈利用水平，發展低碳經濟，建設現代化農業都具有十分重要的地位和作用。

自走式玉米收獲機是自帶動力獨立行走的玉米收獲專用機械，其功能包括對成熟的玉米進行摘穂(收籽粒)、剝皮、收集，同時對玉米秸稈粉碎還田作業。自走式玉米收獲機有收籽粒和收整穗兩種機型。本文主要針對收果穗的玉米聯合收獲機(以下稱收獲機)總體結構、工作原理及收獲關鍵部件的結構及工作原理進行闡述。

1 收獲機的總體結構和工作原理

1.1 總體結構

收獲機主要由割臺、升運裝置、剝皮裝置、儲糧倉、機架、底盤機架、轉向橋、發動機和驅動橋等幾大部分組成(圖1)。

1.2 工作原理

收獲機作業時，由發動機動力輸出軸傳出動力，經中央傳動箱分三路，其一驅動驅動橋，是收獲機行走作業的動力，其二驅動割臺，其三驅動剝皮裝置，其二、其三是收獲機收割、摘穗、剝皮及儲糧作業時的動力。收獲機的工作原理是：收獲機作業時割臺中的切割器將玉米秸稈切斷，再經割臺上的分禾器、摘穗箱把玉米秸稈與果穗分離，分離后的果穗被送到升運裝置，秸稈經粉碎后直接還田，由升運裝置運送的果穗進入剝皮裝置進行剝皮處理,經剝皮處理后的果穗被運送到儲糧倉。

2 關鍵收獲部件的構造及工作原理

2.1 割臺的構造及工作原理

割臺主要由機架、摘穗箱、變向器、拉莖輥、粉碎裝置和傳動系組成，動力由收獲機的中央傳動箱傳入，在通過割臺變向器后，動力方向由縱向變橫向，該動力經傳動系進入摘穗箱，將動力分三個方向傳出，第一向動力驅動拉莖輥，第二向動力驅動撥禾鏈，第三向動力驅動粉碎系統和升運器。其工作過程為：割臺上的切割器將玉米秸稈切斷，經分禾器傳送到拉莖輥和撥禾鏈上，拉莖輥使秸稈向下運動，撥禾鏈使秸稈向后運動，兩者運動方向相互垂直，在兩力的作用下將玉米果穗與秸稈強制分離(圖2)。之后，撥禾鏈將果穗輸送到橫向輸送器，再經升運裝置進入儲糧倉。

基層畜牧獸醫動物防疫機構是政府設置在基層的負責畜牧獸醫防疫工作的機構，對畜牧獸醫動物防疫工作的開展具有重要的推動作用。但是，畜牧獸醫動物防疫工作并未受到上級政府，尤其是相關主管部門的重視，這主要與相關領導的畜牧獸醫防疫觀念滯后有關，主要體現在以下幾個方面：將畜牧獸醫看作“雞肋”，不重視畜牧獸醫防疫工作；管理松散如散沙，監管乏力，缺乏一致性；基層畜牧獸醫防疫工作環境惡劣、設備簡陋；延遲畜牧獸醫防疫工作資金的發放；不注重基層畜牧獸醫動物防疫人才的引進培養等。

2.2 摘穗箱構造、功能及計算

摘穗箱由1個球墨鑄鐵的箱體、輸入軸、2個撥禾鏈軸、2個拉莖輥齒輪軸、2對16∶26錐齒輪、1套27∶12錐齒輪、軸承、油封、螺栓和軸承壓蓋組成(圖3)

。錐齒輪的齒數分別為z

=27、z

=12、z

=16、z

=26。

將有關數據代入式(3)得出

=2.0 m·s

以新疆牧神牌4Y2-4玉米收獲機為例，當拉莖輥的轉速ω

在1 500 r·min

左右時，作業效果最佳，與輸入軸的轉速ω

的關系式如式(1)

其中:Ps為地面氣壓(hPa);f(φ,h0)=(0.002 66cos2φ-0.000 28h0),φ為GPS接收站的緯度,h0為相對于旋轉橢球體的地基GPS測站高度(km)。

ZHANG Liang, FENG Ansheng. Discussion on 2017 edition SME standards and guidelines for valuation of mineral properties[J]. Conservation and utilization of mineral resources, 2018(6):9-13,19.

(1)

主動撥禾鏈輪和從動撥禾鏈輪均為農機專用38齒鏈輪，其節圓直徑

=95 mm。撥禾鏈的線速度

與撥禾鏈輪軸的轉速

的關系式如式(3)

撥禾鏈輪軸的轉速

與輸入軸的轉速

的關系式如式(2)

(2)

將數據代入式(2)得

=410 r·min

將數據代入式(1)得

=666 r·min

醒腦靜注射液聯合改良去大骨瓣減壓術對重型顱腦損傷患者術后顱內壓及血清炎性因子水平的影響 … 陳 波等（5）：674

(3)

摘穗箱的功能是把玉米秸稈與果穗分離，再將分離后的果穗送到升運裝置。

收獲機作業，要保持作業時植株受到的沖擊最小，此時撥禾鏈工作時的水平方向分速度必須大于或等于收獲機的前進速度，否則會造成堵塞。經試驗，割臺的工作角度在20°～25°時，作業效果最佳。收獲機的前進速度為

與撥禾鏈的線速度

之間關系式為

采用逐次鏡像法計算導線表面電場強度[3]，采用CISPR公式[4]計算無線電干擾水平、BPA公式 計算可聽噪聲[5]、前蘇聯經驗公式計算電暈損失。計算對比結果如表4所示。

∈

×sin(90°-20°)～

×sin(90°-25°)

(4)

將有關數據代入式(4)得

∈2.1～2.2 m·s

。

收獲機作業時擋位通常為I擋，所以

∈2.1～2.2 m·s

可以滿足割臺的速度要求，若提高作業速度，則割臺轉速也需相應提高。

2.3 升運裝置的結構、功能及工作原理

升運裝置的動力經過割臺過渡軸傳遞到升運器的下軸，下軸上用平鍵和卡簧固定兩個單排鏈輪，上軸用卡簧固定兩個鏈輪，安裝使用過程中保證兩條鏈條同步運動，因為橡膠刮板是安裝在兩條鏈條之間的，上軸兩側分別安裝有皮帶輪和鏈輪。皮帶輪經過皮帶將動力傳遞給風機軸，帶動風機轉動，而另一側的鏈輪則經過鏈條將動力傳遞給下排雜輥軸的鏈輪，驅動兩個排雜輥工作。升運器在使用過程中要最大程度地減小對玉米果穗的沖擊，要求升運器的線速度不能過快，而且升運器刮板的材質不能過硬。

升運裝置主要由殼體、鏈條、刮板、上軸、下軸、排雜輥、上軸鏈輪、下軸鏈輪、風機鏈條、若干個橡膠刮板及風機總成等組成(圖4)。升運器下部固裝在割臺上，跟隨割臺上下移動，升運器上端與割臺絞接，可自由移動，升運器移動的角度范圍設計為40°～50°之間。

2.3.2 功能

林語堂將促進東西方文化交流作為了自己的人生使命(黃寧夏2012:118)，他深知中西方文化、習慣的巨大差異，兩種文化在語言、行文思路上都存在著巨大的差異。所以，在進行翻譯的過程中，林語堂最大限度地使用了讀者能夠接受的、習慣的句式、措辭、語篇結構等形式進行表達，提升譯本的可讀性，優化讀者的閱讀感受，讓讀者能夠更好地理解和接受文本中的內容。對于文化內容，林語堂十分注意使用讀者較為熟悉的文化信息展開思想的傳遞，讓中國文化精神以及語言行為模式得到傳播。

2.3.3 工作原理

2.3.1 結構

升運裝置的主要功能是將割臺摘下的玉米果穗輸送到剝皮機或糧倉，升運裝置頂部有一對排雜輥，排雜輥的作用是將被拉莖輥夾斷通過升運裝置運來的斷秸稈排出機器外，避免進入剝皮機增加負荷。升運器出口下端的風機是用來清選玉米果穗的，將果穗皮等雜物排出機外，避免雜物進入剝皮機或糧倉。

2.4 剝皮機結構、功能及原理

2.4.1 剝皮機結構

剝皮機主要由機架、剝皮裝置、壓送輥、清選篩和傳動系統等組成(圖5)。

2.4.2 剝皮機的功能、工作原理

剝皮機的功能是去除由升運裝置傳送來的果穗苞葉及斷莖稈。其工作原理為剝皮裝置中帶有釘齒的兩根做相對旋轉運動的剝皮輥，通過擠壓力、撕扯將玉米果穗和苞葉分離并排出，果穗由剝皮機上的兩組壓送輥產生的螺旋推力輸送出剝皮裝置，排出的苞葉及碎莖稈掉入清選篩子，苞葉及碎莖稈在清選篩的作用下排出機外，夾在苞葉及碎莖稈中的籽粒經過清選篩子分離后落入回收倉。

由表4可知，對應于每個X2因子的固定水平，與X3形成的雙因子效應產量，最高值都在X3的-1、0水平，且表現為X2在低水平時最高值X3在-1水平，X2在0水平及以上時最高值X3在0水平。這說明磷肥的適宜施用范圍在-1與0水平之間，當施氮量的增加時，應適當增加磷肥的施用，但不宜太高。而X3在-1.682與-1水平時最高值X2在-1水平，X3在0、1水平時最高值X2在0水平，X3在1、1.682水平時最高值X1在1水平，說明豇豆的適宜施氮量應在-1～1水平，低于或高于該區間產量都會降低。最高點的峰值點為X2=0，X3=0。

收獲機剝皮裝置中的剝皮輥全部采用傾斜布置。剝皮輥與水平面的夾角

越大，果穗通過剝皮輥的時間就越短，作業效率就越高，但是剝皮效果也會越差，而果穗損傷率和籽粒損失率會減小。綜合幾個因素考慮并加以試驗驗證，得出

=15°時，剝皮質量最高。剝皮輥轉速越快，產生的下推速度就越快，生產率高，但是剝凈率下降，損失率大，經試驗驗證剝皮輥線速度在1～1.3 m·s

范圍內最為合適。當剝皮輥的直徑較小時，剝皮輥對果穗的摩擦力減小，剝皮效果下降，當剝皮輥直徑較大時，剝皮輥對果穗的損傷嚴重，損失率增加，經試驗驗證剝皮輥的直徑在60～80 mm時，剝皮效果為佳

。

福建馬坑礦業股份有限公司通過選鐵尾礦回收鉬資源，每年多回收鉬精礦400 t，新增產值5 473萬元/年，新增毛利率4 419萬元/年，上繳稅金2 000多萬元/年。該技術的應用，最大限度地回收了尾礦中的鉬資源，大大提高了礦物資源的回收利用水平。同時，減少了尾礦排放量，減輕了尾礦庫對當地生態環境的破壞。

3 結語

自走式玉米收獲機是自帶動力在獨立行走的對成熟的玉米進行摘穂(收籽粒)、剝皮、收集，同時對玉米秸稈粉碎還田作業的農業機械。自走式玉米收獲機有收籽粒和收整穗兩種機型。針對自走式收果穗的玉米聯合收獲機的總體結構、工作原理及收獲關鍵部件的結構及工作原理進行了 的闡述。并對收獲關健部件中的割臺、摘穗箱、升運裝置及剝皮機的結構、原理、及相關的計算進行了說明。

[1] 王建廷，李耀明，馬征等.玉米收獲機械關鍵裝置結構特點及發展趨勢[J].農機化研究，2019(9):1-6.

[2] 孫兆柱，楊永發，祁禹衡.小型玉米收獲機的設計與試驗[J].農機化研究，2021(6):84-88.