玉米收获机摘穗辊结构特性研究
玉米收获机结构特点与技术优化方向
玉米收获机结构特点与技术优化方向摘要：玉米的收获作业是保证粮食产量和品质的关键工作，玉米收获机的应用显著提高了玉米收获的效率，并为农民后期的剥皮、秸秆处理等工作提供便利。
针对广泛适用的玉米收获机，对其常用的种类、工作原理和关键部件的功能特点进行了介绍，并分析了玉米收获机技术的优化方向。
关键词：玉米收获机;结构;特点;优化玉米是我国重要的粮食作物，其不仅做为人们生活的必备粮食，也是重要的工业原料和畜牧业饲料，玉米在我国具有广泛的种植面积。
近年来，玉米的全程机械化得到了快速实施，使玉米生产变得更加的简单和高效，玉米收获机作为玉米全程机械化实施的重要机型，受到了农民的广泛关注与使用。
相对于发达国家生产的玉米收获机而言，我国自主研发的收获机产品具备更好的适应性，更适合在我国的农村推广和使用，众多机型能满足不同生产条件对玉米机械化收获的需求。
1 玉米收获机的总体结构特点1.1 玉米收获机的种类现阶段使用的玉米收获机按照结构形式大体可分为自走式玉米收获机和背负式玉米收获机两类，自走式玉米收获机多为大中型整体机型，功能齐备，具有良好的动力系统和底盘结构，以及扶禾、摘穗、输送、剥皮、收集和秸秆切碎等功能，一次作业可同时收获4行以上的玉米，能够独自完成全部的玉米收获任务，效率高，同时售价也比较高，适用于大面积玉米耕地作业使用。
背负式玉米收获机多为小型农机，与中小马力拖拉机进行配套使用，其动力多由拖拉机的动力输出轴提供，同时拖拉机还为配套的收获机提供液压动力和行驶动力，功能齐备的背负式收获机也能实现切割、喂入、扶禾、摘穗、输送、剥皮、收集等功能，只是每次作业只能收割1～3行，作业效率较低，行驶速度慢，只适用于面积小的耕地使用，售价较低，农民易于接受。
1.2 玉米收获机的总体结构下面以自走式玉米收获机为例说明玉米收获机的结构原理，自走式玉米收获机主要包括了发动机、驱动桥、割台、升运器、剥皮机、果穗收集箱、切碎还田装置、转向控制系统、液压系统及自动化系统等众多结构，能够在作业过程中一次完成摘穗、果穗输送、剥皮、再次输送、果穗收集、秸秆切碎还田和玉米苞皮排除等全部功能。
玉米收获机摘穗辊理论工作长度的研究
１ 试 验 方 法 和 试 验 方 案
１ １ 目的 ． １ ４ 试 验方 案 ．
目的是 考察 摘穗 辊 的工 作 长 度 与摘 穗 辊 转 速 、 机
本 试验 台 中摘 穗 辊 转 速 与 拨 禾 链 轮 转 速 之 间 的 传 动 比是 固定 的 ， 以 本 试 验 的选 取 摘 辊 转 速 、 器 所 机
表 １ 玉米植株 自然状态表
Ｔａ ． Ｎａｕ ａ ｔｔ ｓ ｏ ｏ ｓ ｂ １ ｔ ｒ ｌｓａｕ ｆｃ ｒ ｎ
机 械化 作 业 将 成 为发 展 的重 点 。玉 米 收 获 具 有 季 节 性 强 、 动强 度大 、 业 量 大 等 特 点 ， 而 对 玉米 收获 劳 作 从 机 可靠 性 提 出 了更 为 严 格 的要 求 。摘 穗 装 置 是 玉 米
中图分类号 ：￥ ２ ． １ ２ ５５ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ １ ８ ２ １ ） １— １ ８—０ ０ ３— ８ Ｘ（０ ０ ０ ０ ８ ３
０ 引 言
继 小 麦和 水 稻基 本 实 现 机 械化 作 业 后 ， 玉米 收获
过程 ， Ｍｉａ 软 件 对 实验 录像 进 行 分 析 获得 相 关 数 用 ｄｓ
联合收获机的核心工作部件 ， 其工作质量的好坏直接
影 响 玉米 联合 收 获机 的作 业 性 能 ， 穗 辊 又 是摘 穗 装 摘 置 的关键 部 件 ¨ 。玉 米 茎 秆 在 摘 穗 辊 中 的 运 动 规 律 Ｊ
直接 影 响着 机 器 摘 穗 装 置 各 结 构 参 数 和 运 动 参 数 的 确 定 ， 究玉 米茎 秆 在摘 辊 中 的运 动规 律 十分必 要 。 研
过 对 玉米 在 割 台 中的 运 动状 态 的研 究 ， 出拨 禾 链 速度 、 器 前 进速 度 、 穗辊 间隙 等 因 素 对 摘穗 辊 工 作 长 度 的 找 机 摘
穗茎兼收型玉米收获机茎秆切碎回收装置设计与研究
穗茎兼收型玉米收获机茎秆切碎回收装置设计与研究
玉米秸秆是优质的饲料来源,也是重要的工业原料。
随着畜牧业和新型能源的快速发展,玉米秸秆的综合利用日益受到重视。
穗茎兼收型玉米收获机是一种能够在收获玉米果穗的同时,收获玉米秸秆的机器,实现了玉米秸秆的回收利用,提高了农户的经济收益,解决了秸秆焚烧引起的污染问题,是今后发展的热点。
茎秆切碎回收装置作为穗茎兼收型玉米收获机的核心工作部件,对其的研究更为重要。
茎秆切碎回收装置设计是否合理是决定穗茎兼收型玉米收获机性能好坏的关键因素之一,只有合理的结构和参数设计,才能保证茎秆切碎质量并降低功耗。
本文结合“十二五”国家科技支撑计划重大项目,设计了新型穗茎兼收型玉米收获机茎秆切碎回收装置,包括茎秆喂入装置、茎秆切碎装置、输送装置和抛送装置。
拉茎辊带有直棱,增强了对茎秆的拉引能力。
切碎滚筒动刀片采用自磨刃结构,不需磨刃,降低了功耗。
输送搅龙与抛送叶轮采用管轴连接,分别传动,满足各自的转速要求,实现了搅龙的低速输送和抛送叶轮的高速旋转,保证了碎茎秆的输出。
本文对茎秆切碎回收装置进行理论研究和参数设计,并进行了田间试验。
通过分析处理试验数据,研究各参数对茎秆切碎性能的影响,确定了最优方案组合,有效地提高了茎秆切碎质量,改善了穗茎兼收型玉米收获机的作业性能。
玉米收获机械摘穗部件的构造、工作原理及特点
玉米收获机械摘穗部件的构造、工作原理及特点【摘要】摘穗部件是玉米收获机的主要工作装置，按其工作原理可分为：摘穗辊式、摘穗板与拉茎辊组合式两大类。
摘穗辊式又分为卧式、立式两种，摘穗板与拉茎辊组合式有摘穗板—六棱拉茎辊、摘穗板一四拔刀拉茎辊两种。
【关键词】玉米收获机械；摘穗部件；构造；工作原理；特点近年来，在国家强农惠农政策的拉动下，玉米收获机市场非常热。
一些有实力的厂家纷纷投入到玉米收获机的技术研发中，使行业整体产品技术水平和质量性能得到了快速的发展，目前已经发展成背负式、小麦玉米兼收机、玉米专用收获机等类型的适合各种作业环境和种植方式的机型，我国的玉米收获机械处于起步和发展阶段，研究单位和生产企业较多，种类和型号非常繁杂。
为此，从理论和实际角度出发，在动力的匹配和摘穗部件的型式上对玉米收获机械进行了分类整理,并就其各自的优缺点进行了剖析，以期为购机者选择适合本地特点的机型提供技术参考。
１．摘穗辊式摘穗部件1.1卧式摘穗辊卧式摘穗辊装置主要由一对相向旋转的摘穗辊、传动箱和摘辊间隙调整装置等组成。
摘穗辊表面有双头螺旋状凸筋、筋上并有龙爪形摘穗爪，摘穗辊前低、后高纵向倾斜配置，其轴线与水平面成35°-40°倾角。
前端装有导入锥，两摘穗辊轴线平行且具有约35mm的高度差，一般两辊的长度不等，靠近机器外侧的摘辊较长，内侧的摘辊较短，长短差300mm左右。
(1)工作原理：摘穗作业时，玉米茎秆沿摘穗辊轴线方向喂入，在导入锥的作用下茎秆被摘穗辊抓取并向下拉引，果穗大端到达摘穗辊表面时，果穗被摘穗爪抓住，摘穗辊将穗柄与果穗从结合部揪断，将果穗摘下。
由于两摘穗辊存在高度差，对已摘下的果穗产生根力，致使果穗迅速脱离摘穗辊进入果穗输送装置，避免摘穗辊啃破、啃掉籽粒造成收获损失。
已摘穗的茎秆继续向下拉引，摘穗辊后端的强拉段将茎秆强制拉下，完成摘穗的全过程。
(2)特点：摘穗时对茎秆的压缩程度较小，因而功率消耗较小，对茎秆不同状态的适应性较强。
浅议玉米收获机的果穗箱结构
周浩 河北 中农博远农 业装备有限公 司 ０ ５ ２ １ ６ ０
摘 要： 玉米收 获机是近 几年 来农 业机械 当中发展最 为迅速 的一种机 器设备 ， 随着整体作业性 能的提升 ， 其上各个功能部位 的零 部 件 的设 计 制 作也 得 到 了不 断 的 完善 与发 展 。 作 为 临 时存 储 装 置 的果 穗 箱 ， 虽然 看 起 来很 简 单 ， 但 是也 经历 了好 几 代 的发 展 变化 ， 才 达 到今天这种结构简单， 高 效 实 用 的程 度 。 关键 词 ： 玉米 收 获机 ； 侧翻 ； 后翻 ； 果穗 箱
玉 米 是 我 国 三 大 粮 食 作 物 之 一 ，种 植 面 积 占 全 国 粮 食 总 面
用率也不高 。另外 ， 支点位于后部 ， 翻转时箱体连带果穗 的重量 ， 会全部作用于后壁部 分 ， 所 以设计上 ， 后壁部分就需要很高 的强 度支撑 ， 材料用量相应 的也增加了。再者 ， 由于重力臂 的变长 ， 需 要更大的力量来翻转箱体 ， 油缸就必须加粗 ， 这都造成 了成本 的
了改进 。这次改变充分借鉴 了侧 翻仓 的一些结构优点 ， 箱体支臂
放 置 到 了箱 体 两 侧 偏 后 的 位 置 ，通 过 一 个 横 贯 箱 体 后 壁 的 通 轴
系统 、操控 系统和储运系统等几大部分组成 。而所谓 的储运系
统， 即平常所说的升运器和果穗箱 。在这里 ， 主要 讨论 目前各种 结构 的果穗箱的特点 ， 以及其对底盘车架部分的影响。 结合 目前市场上 的主流机型来说 ，果穗 箱主要 由后翻转型
和 侧 翻转 型 两 种 结 构 。根 据 机 型本 身 结 构 和农 民 用 户 的实 际需 求， 两 种结 构 的果 穗 箱 可 以说 是各 有 优 缺 点 。
旋切数学建模下的玉米收获机结构优化分析
旋切数学建模下的玉米收获机结构优化分析霍国义(河南水利与环境职业学院基础部，郑州450011)摘要：以玉米收获机为研究对象，针对现有玉米收获机在摘穗过程中造成玉米穗出现的咬伤、无法正常采摘现象，通过旋切数学建模的方法进行摘穗辊结构优化设计。
对摘穗辊的现有结构进行分析，得出玉米收获正常进行的限制条件，并计算出摘穗过程中摘穗辊上的受力及功率消耗。
根据计算结果进行摘穗辊的结构设计，同时采用旋切数学建模的方法，建立摘穗辊工作中的碰撞模型和接触模型。
仿真分析表明：玉米穗在进入或脱出阶段，摘穗辊会出现较大的动量变化及力的冲击变化，研究结果可为后续玉米收获机摘穗辊的设计提供参考。
关键词：玉米收获机；摘穗辊；旋切数学建模；碰撞模型；接触模型中图分类号：S225.5+1文献标识码：A文章编号：1003-188X(2021)09-0045-040引言玉米在我国大多数区域内可进行种植，面积和产量均处于世界第一位，玉米种植环境条件复杂，生产成本高，玉米收获机械尚未形成标准化和规模化［］,且玉米收获的机械化发展程度远低于小麦收获的自动化程度⑵。
玉米收获机的发展作为我国农业机械化发展的一个重要方向，与现代农业的发展是相辅相成的⑶。
现阶段，无论数量和质量，玉米收获机的发展已进入高速发展的阶段。
新型摘穗装置可适应各种工作环境，促进了玉米收获机的迅猛发展⑷。
玉米收获机大多数为穗茎联合型收获机，同时安装剥皮装置，在进行玉米穗采摘的同时，将玉米叶剥掉。
摘穗装置是实现玉米穗与玉米茎秆分离的装置,目前最常用的形式是摘穗辊式,其工作性能直接影响玉米收获机的收获率，并决定玉米收获机能否稳定工作⑸。
摘穗辊为玉米收获机摘穗过程的主要执行部件,在使用过程中与玉米穗的接触受力直接影响果穗的外观情况〔6］。
笔者以玉米摘穗过程为出发点，对现有摘穗装置摘穗辊进行分析,得出玉米摘穗装置咬伤玉米果穗的原因及咬伤形式〔7］。
同时，利用旋切数学建模分析法对摘穗辊结构参数进行优化,并通过仿真分析模拟摘穗装置工作方式E5］，分析采摘过程中摘穗辊的速度和加速度，旨在对新型摘穗装置的研究提供方向。
4YZX-2B型自走式玉米联合收获机的研究设计
２ ２ － ］ Ｌ 作 张 紧 离 合 器
国北方地 区种植模式等具体情况 ， 长治市农机部 门研制成
功了 ４ Ｙ Ｚ Ｘ 一 ２ Ｂ型 自走式 玉米 收获机 。
图 １ 整机结构 示意 图
种种原 【 六 ］ ， 经 过 对 生产 实 际 的反 复 调研 ， 根据 山西 省 和我
９ 一底盘架； １ ０ － 万向传 动轴 ； １ １ 一 输送槽 ； １ ２ － 前驱动桥 ； １ ３ － 剥皮机 １ ４ 一 传动箱 ； １ ５ 一 行走主动皮带轮； １ ６ － 后转 向桥； １ ７ － 集穗箱 ；
结构质量 工作幅宽
收 获行 数 适应行距
ｋ ｇ ｌ ／ Ｌ ｒ ｎ
行 ｍ ｍ
３ ５ ｏ ｏ １ ６ ０ ０
２ ５ ０ ０ － ７ Ｏ ０
的剥皮辊抓取和剥除玉米穗的苞 叶。每对剥皮辊长度 是影 响剥皮净率的主要参数。为保证剥净苞叶 ， 剥皮辊
应 有足 够 的长 度 ， 但 过 长会 引起 籽 粒脱 落 和破 碎 。常用
（ １ ） 采 用 自走 底 盘 ， 有柴油机动 力输出 ， 通 过 万 向
轴驱动割台 ， 秸秆粉碎机工作 ， 传动效率高 ， 重心低 ， 前
后 四轮 油刹 制 动 ， 安全 性 能高 ， 机动 灵 活 。
三、 主 要部件 设 计
１ ． 玉 米摘 穗 装 置
（ ２ ） 对于全 国大部分地 区不同结穗高度 、 不 同种植
整体 结构 配置 与工 作过 程
米联合收割机 的保有量有 ２ ． ５ 万台。随着国家农机购置补 贴政策的深入贯彻 ， 预计在近 ５ 年 内全国玉米联合收割机
一玉米摘穗装置的类型.
纵卧辊式摘穗装置摘辊结构图
①机构组成：一对相对回转的摘穗辊、摘辊间隙 调整机构、传动装置等。
②工作原理：摘穗时，随着机器的前进，摘穗辊 前段引导茎秆进入摘辊中段的摘辊间隙，茎秆在 两摘辊之间一边轴向移动一边被向下拉，果穗被 摘辊阻挡并被摘离。
2.横卧辊式摘穗装置
①结构组成：一对相对回转的横向卧辊、喂入 轮、喂入辊、输送装置等。
αs—摘辊对茎秆的初始抓取角。
T Ntg Ntg cos s＞N sin s
＞ s
2.摘辊不抓取果穗的条件
αg
Ng
Tg
N g sin g＞Tg cos g
g＞
g
四.玉米联合收获机的工艺过程
由摘穗台摘下玉米果穗，利用谷物联合收获机上的脱 粒、分离、清粮装置来实现直接收获玉米籽粒。
第五节 玉米收获机的工作原理
一.玉米摘穗装置的类型 二.摘穗装置的结构和工作原理 三.摘穗辊参数及理论分析 四.玉米联合收获机工艺过程
一.玉米摘穗装置的类型
玉米摘穗装置的功用是使果穗与茎秆实现分 离，由于工作原理、结构和配置方式的不同，摘 穗装置大致分为三种基本类型：
纵卧辊式摘穗装置 横卧辊式摘穗装置
三.摘穗辊参数及理论分析 1.摘辊抓取茎秆的条件
当茎秆在喂入机构的 作用下与摘辊接触时，摘 辊对茎秆端部便产生支反 力N和抓取力T，则摘辊能 抓取茎秆的条件是： d
Nx N
A αs
Tx
T
Tx＞N x
T cos s＞N sin s
T cos s＞N sin s
令：φ—摘辊对茎秆的摩擦角；
立辊式摘穗装置
二.摘穗装置的结构和工作原理
尽管摘穗装置的类型很多，但是其摘穗原理 和机构组成基本相同。摘穗装置一般为一对相对 转动的摘棍，利用一定的抓取能力和工作间隙将 茎秆通过，而将果穗阻隔。由于摘辊的安装方向 不同，其结构和工艺过程稍有差别。