秸秆饲料收获机割台结构设计与切割器力学分析
联合收割机原理1割台讲解学习
联合收割机原理1割台第一节割台部分割台的作用是将站立的作物切割下来，并均匀地输送到过桥中。
其中包括：切割器、拨禾轮、中央搅龙及传动部件。
一、切割器切割器由动刀部分和定刀部分组成。
动刀部分包括：刀头、动刀片、刀条、铆钉等。
定刀部分包括：护刃器、刀梁、压刃器、摩擦片等。
其中动刀片是通过铆钉铆在刀条1.刀头2.刀杆3.4.5.刀梁6.7.8整动刀片在护刃器中的上下间隙的，摩擦片是用来调整刀条在护刃器中的前后间隙的。
切割器的调整包括以下几方面：（1）护刃器直线度的调整在检修时，应检查所有的护刃器是否在同有直线上，检查时可用一条细线对整割台两侧护刃器的尖部，观察其它护刃器尖部是否在该直线上，如不在同一直线上应在护刃器下部的固定螺母前后加垫片来找平。
（2）动刀片与护刃器对中的调整（W3拨禾轮的作用是将谷物引向切割器，弹齿和齿耙管引导作物的同时作为切割的扶持点，将切割下的谷物铺放在割台上，同时清理掉切割器上的禾秆，以利于割刀继续工作。
别切断作物高度的2/3处，如1-4图1-4拨禾轮过高会造成齿耙管打在作物的穗头上引起籽粒脱落，增加打击损失。
拨禾轮调的过低会造成拨禾轮回带或缠绕。
拨禾轮的高度是由液压油缸控制的，当拨禾轮油缸落到最低位置时，弹齿与切割器之间的间隙不能小于30mm，以防止弹齿插入割刀中。
调整时可通过两侧油缸的调整螺杆来完成，将螺杆向柱塞里拧间隙变小，向外拧间隙变大，调整后应将调整螺杆上的锁紧螺母拧紧。
（2）拨禾轮前后位置的调整在拨禾轮左右的支臂上各有9个孔，调整时可以通过孔位的窜动来改变拨禾轮前后的位置。
当收割比较高大的作物时拨禾轮应尽量向前调整，防止作物铺放在搅龙上方；当收割比较低矮的作物时拨禾轮尽量向后调整，防止割台上出现作物堆积造成喂入不均的现象。
在调整拨禾轮时应保证弹齿与搅龙的最小间隙大于50mm。
（3）弹齿倾角的调整在拨禾轮的侧面设有弹齿倾角的调节机构，调节板上装有两个滚轮支承偏心盘，调节板中央开有长圆孔用定位螺栓与滑动轴承座支架紧固在一起。
优化设计半喂入联合收割机的切割器结构
优化设计半喂入联合收割机的切割器结构半喂入联合收割机是一种常见的农业机械设备，广泛应用于农业生产中的小麦、玉米等作物的收获工作中。
切割器作为半喂入联合收割机的重要组成部分，对于作物的切割效果和收割速度有着重要的影响。
因此，优化设计半喂入联合收割机的切割器结构，对提高农机设备的工作效率和生产效益具有重要意义。
一、切割器的结构原理切割器是半喂入联合收割机的关键部件，其主要作用是将作物切割为适当的长度，方便后续的收集和处理。
与传统的刀片切割不同，半喂入联合收割机的切割器一般采用圆盘刀片和固定刀片的结合，通过切割器的旋转运动将作物切割并送入后续的输送系统。
二、优化设计切割器结构的要点和方法1. 刀片选材和设计：选择高硬度、高耐磨性的材料，提高切割器的整体刚性和耐久性。
同时，结合作物类型和切割要求，设计合适的刀片形状和数量，以实现更高效的切割效果。
2. 刀片布置和间距：合理布置刀片，使其在旋转时能够均匀覆盖整个切割区域，并保证刀片之间的间距适当，以避免切割堵塞和作物残留。
3. 切割器结构强度：考虑到在作业过程中可能遇到的冲击和振动，切割器的结构需要具有足够的强度和刚性，以保证稳定的切割效果。
可以采用合适的加强结构和防护措施，提高切割器的可靠性和寿命。
4. 输送系统的优化：切割器与后续的输送系统密切相关，需要考虑到作物的切割效果和后续的收集和处理要求，优化输送系统的设计，确保切割后的作物能够顺利运送到指定位置。
三、优化设计切割器结构的意义和影响1. 提高切割效率：通过优化设计切割器的结构，可以提高切割效率和作业速度，减少作业时间和人力成本。
2. 提高收割质量：优化设计的切割器可以实现更加均匀和精准的切割，减少作物的损失和残留，提高收割质量和农产品的市场竞争力。
3. 减少机械故障：通过强化切割器的结构和改善刀片布置，可以降低切割堵塞和刀片损坏的风险，减少机械故障的发生，提高设备的可靠性和寿命。
4. 适应不同作物和作业条件：优化设计的切割器可以根据不同作物的特性和作业条件进行调整和改进，提高适应性和灵活性，满足农业生产的多样化需求。
切割器
第三节 切割器一、茎杆物理机械性质及其与切割的关系切割器的切割质量不仅与切割器的结构和参数有关，也取决于茎秆的物理机械性质。
1．茎秆刚度对切割的影响现有切割器按切割原理不同可分为有支承切割和无支承切割两种。
在有支承切割中又有一点支承切割和两点支承切割之分，其切割过程如图8－10所示。
对直径细、刚度小的茎秆，取两点支承切割较为有利（图8－10a ）切割时茎秆弯曲较小（接近剪切状态），切割较省力。
对直径粗、刚度大的茎秆，则可取一点支承切割。
由试验观察：有支承切割的割刀速度，在0.3—0.6m/s 时，小麦茎秆有被压扁和撕破现象，且阻力由大逐渐减小；当速度超过0.6m/s 时，茎秆被压扁和撕破的现象消失，且阻力减少缓慢，故一般对切割谷物取割刀速度为0.8m/s 以上。
无支承切割的过程如图8－11所示。
切割时有切割力P d 、茎秆的惯性力P AB 和P BC 及茎秆的反弹力P r 等。
为使切割可靠，应使茎秆惯性力与茎秆反弹力之和大于或等于切割力。
即P d ≤P AB ＋P BC ＋P r若将茎秆视为一端固定的悬臂梁，根据材料力学分析可知：为增大惯性力和茎秆的反弹力，除需尽可能降低割茬外，还应提高切割速度。
据试验资料，对细茎秆作物（如牧草）切割速度应为30－40m/s ；对粗茎秆作物如玉米，由于茎秆刚度较大，切割速度可较低，为6－10m/s 。
2．茎秆的纤维方向性与切割的关系作物茎秆由纤维素所构成。
其纤维方向与茎秆轴线平行，因此割刀切入茎秆的方向与其切割阻力和功率消耗有着密切关系。
据试验，按图8－12的三种切割方向，其切割阻力和功率消耗有较大的差异。
1）横断切：切割面积和切割方向与茎秆轴线垂直（图8－12a ）。
2）斜切：切割面与茎秆轴线偏斜，但切割方向与茎秆轴线垂直（图8－12b ）。
3）削切：切割面和切割方向都与茎秆轴线偏斜（图8－12c ）。
试验指出：横断切的切割阻力和功率消耗最大；斜切较横断切的切割阻力和功率消耗降低30－40％；削切较横断切的切割阻力降低60％，功率消耗降低30％。
玉米收获机茎秆切割铺放装置的设计与试验
２１ ０ １年 １ ２月
农 机 化 研 究
第 １ ２期
具有一定长度的段茎秆 ， 向后抛送 到玉米 茎秆螺旋 并
推运 器 中 ； 茎秆 段 在 玉 米 茎 秆 螺旋 推 运 器 的 作 用 下 从 两边 向中 间 聚拢并 从 出 口排 出 ； 出 口排 出的 玉 米 茎 从 秆 经过 压 整辊 的压整 作 业成 条铺 放 到 地 面上 。
玉米 收 获机 茎 秆切 割铺 放 装 置 结 构 见 图 １所 示 。 该 装 置 安装 在 玉米 收获 机 底 盘 的 中部 ， 实 现 玉 米 茎 可
秆 的切割 、 聚拢 、 压整 以及铺放成条作业 ， 切后 的茎秆 可以满足后续的捡拾和打捆作业要求 。
足畜牧业和工业的发展 ， 国内农机工作者对 能实现玉
到 人 们 的青 睐 ， 可 作 为 沼 气 、 醇 力 发 电 和 工 业 并 乙 火 （ 工、 轻 建筑 和 纺 织 等 ） 的原 料 ¨ 。为 克 服 玉 米 秸 秆 Ｊ
粉碎还 田的盲 目性 ， 提高玉米秸秆综 合利用 水平 ， 满 足畜牧业 和工业等发展需 求 ， 人们开始关 注玉米秸秆
ｓ ｗ１ ０ ＠ １ ６． ｏ 。 ｚ ４ １ ２ ｔｍ
图 １ 茎 秆切 割铺放 装 置结构 示意
２ ２ 工 作原 理 ．
通 讯 作 者 ：张道林 （ ９ ７ ） 男， １５ 一 ， 山东淄博人 ， 教授 ， 士生导师 。 硕
作业时 ， 高速旋转 的旋转滚刀将玉米茎秆切 割成
要 ：随 着畜 牧 业 和 工业 的发 展 ， 作 物 秸 秆 作 为重 要 的饲 料 与 工 业 原 料 ， 农 其需 求 越来 越 多 ， 米 秸 秆 的 回收 玉
利用 更 是 受 到 人们 的广 泛 关 注 。 为此 ， 计 了一 种 新 型 的 玉 米 收 获 机 茎 秆 切 割 铺 放 装 置 ， 够 实 现 玉 米 茎 秆 的 设 能 切割 、 压整 和 铺 放 。 经 田 间试 验 证 明 ， 装 置效 果 良好 ， 断 的茎 秆 能 够 满 足 打捆 要 求 。 该 切
不对行玉米收获机割台总体方案设计
题，我们最初对传统的摘穗设备提出了两种有益的
改进方案：第一方案是将中发现，由于摘穗板以及两个拉茎辊
之间的距离不一样，造成茎秆向下拉动作业受到影
响，非常不利于正常的玉米作业收获 ；第二种方案
是两个拉茎辊设计成直径尺寸不相同的 ( 如图 4 所
示 )，这样就顺利解决了三个齿轮间的传动问题，
5. 拉茎辊的设计 拉茎辊的主要协同工作职能 是把茎秆向下拉产生引力。由本文前面的分析可以 知道， 圆盘 刀辊 式 玉 米 穗 茎 兼 收 设备与传 统 板 式 摘穗设备的拉茎辊不一样的是 ：圆盘刀辊式玉米 穗茎兼收设备的拉茎辊应该安装在用于切碎茎秆 的圆盘刀辊，所以其结构设计肯定会有所不同。本 设备拉茎辊主要由两部分组成 ：前端的螺旋导入 锥，协同工作是帮助玉米植株顺利的喂入 ；后端是 拉茎辊 , 拉茎辊断面的形状主要有四棱形以及六棱 形两种形式。
同时也解决了拉茎辊的碰撞、拉茎辊与摘穗板不等
距等诸多问题。
图4 4. 摘穗方式的选择 玉米摘穗设备的重要协同 工作是把果穗与茎秆分离，它的工作性能直接关系 到最终的玉米收获机的作业性能，所以摘穗设备是 最为核心的工作部件。目前，我国的玉米收获机使 用的摘穗方式主要有两种，分别是板式摘穗以及辊 式 摘 穗。 其中辊 式 摘 穗 设备 的 特点 是 果 穗含杂率
较低 , 不好的是容易发生果穗的损伤以及落粒，颗 粒损失率较高 ；板式摘穗设备特点是结构较为简 单、损失较少、破损率相对来说低。因为本文设计 的收获玉米设备要求的是一次性最终实现所有的 摘 穗 与 茎 秆 切 碎 作业， 所以 对比 后发 现 板 式 摘 穗 设备比辊式设备在结构上实现起来更为容易。国内 外现有的玉米摘穗茎秆切碎收获设备大多使用的 是板式摘穗方式，在选定釆用板式摘穗方式以后， 需要在摘穗设备中开展两个重要的设计，即拉茎辊 的设计以及摘穗板的设计。
悬挂式玉米秸秆揉碎机切割装置的研究与设计
玉米秸秆揉碎机切割装置是用来割断作物茎秆的主要工作部件,其工作性能应该满足下列要求,即割茬整齐(无撕裂),无漏割,功率消耗小,振动小,结构简单和适应性广等。
目前,茎秆切割有往复式,圆盘式和甩刀回转式3种。
通过对这3种切割方式的比较研究分析发现,往复式切割方式对粗茎秆作物的适应性差,甩刀回转式切割方式割刀逆滚动方向回转,将茎秆切断并拾起后抛向后方,这种对茎秆切断后的输送不适合本机的要求,所以采用圆盘式比较合适,但仍需进行优化设计。
1.圆盘式切割装置整体设计本切割装置采用转筒式结构,由分禾导向秆、圆盘式旋转切割器和转筒组成,圆盘式旋转切割器由盘刀、盘刀固定架、盘刀轴组成。
按照割幅1000毫米的设计要求,切割器的直径要求在800～900毫米范围内,这么大的直径对割刀的强度和加工都造成很大的困难,制造成本也会非常高。
为避免以上问题,本设计不直接采用整体式的大直径圆盘式切割器,而是化整为零,把一个大的切割刀片化为多个小的盘刀,并且固定在专用盘刀固定架上,便于盘刀拆卸和维护。
转筒起输送秸秆作用,所以在转筒圆周上设计了输送齿。
为了保证秸秆被顺利切割,并且能按照顺序可靠地输送到喂入口处,因此,分禾导向秆的设计成为必然。
2.分禾导向秆的设计分禾导向杆虽然结构简单,但是对整机性能影响较大,一方面,由于气候条件、病虫害、风灾等原因导致部分秸秆倒伏、杂乱无章。
分禾导向杆能够起到将杂乱无章的秸秆分顺,倒伏的秸秆挑起进行切割,减少切割损失的作用;另一悬挂式玉米秸秆揉碎机切割装置的研究与设计□杨春华黄若忱摘要通过对茎秆切割方式的比较以及现有玉米秸秆切割器的研究,设计出了适合悬挂式玉米秸秆揉碎机的切割装置。
关键词玉米秸秆切割装置设计(3)秸秆微生物发酵贮存技术(也称微贮技术)。
即农作物秸秆经机械加工和微生物菌剂发酵处理,并将贮存在一定设施内的技术。
微贮饲料主要用于饲喂牛、羊等反刍家畜。
实践表明,微贮后的饲料全面优于没有处理的秸秆,与氨化处理比较,微贮秸秆粗蛋白含量低于氨化秸秆,但采食量和日增重均高于氨化秸秆,成本也比氨化处理低。
玉米收割机割台的设计
院系名称：工 程 学 院 班 级：农业机械化及其自动化 学 号：20094021013 学生姓名：刘 长 亮 指导教师：车 刚 黑龙江八一农垦大学
1 前言
玉米是我国三大粮食作物之一，是仅次于小麦的主要 粮食作物，是优质饲料和重要的工业原料，同时秸秆还是 畜牧业的重要饲料。搞好玉米的生产加工和秸秆的综合利 用对农业、农民、农村乃至整个国民经济发展都具有重要 意义。 玉米生产对工农业的发展起着举足轻重的作用。目前， 我国的小麦收获已基本实现了机械化，而玉米机收水平只 有5%，成为玉米生产过程的瓶颈和难点。玉米生产机械化 水平低严重影响了农业生产机械化的整体水平，阻碍了农 业现代化的进程。
1.1 本课题所涉及的内容国内研究进展
此设计的玉米收获秸干还田型玉米联合收获机，具有 明显的技术优势。本文研究的传动系统作为整机的核心技 术，对整机的性能、配置和布局都起着决定性作用。本传 动系统在结构上除简单美观节约以外，在性能上也是满足 高要求，真正实现小空间大功能低成本，适合我国国情， 值得在国内推广。
3.3 玉米摘穗装置 玉立式摘辊，摘穗辊两轴线所在平面与垂 直面成前倾～夹角，玉米植株由往复式割刀割 断后经夹持链输送至摘穗辊，通过立式摘穗辊 摘穗。植株在弧形挡禾板的作用下与摘穗辊轴 线成～角。由于摘穗辊的提升作用，摘穗后的 植株基本与摘辊成垂直角度并向后输送进切碎 滚筒切碎。
4 轴的设计与校核
轴是保证升运器正常工作的重要部件，轴连 接了链轮输送带，是传递扭矩的零件，它的强度 直接影响升运器的工作寿命，虽然此收集装置中 轴的受力较小，轴的转速也较小，但为了保证升 运器的工作安全可靠性，还是要对轴进行校核。 以下对本课题所设计的四个轴中受力最大的轴— —果穗升运器主动轴进行计算校核。
青贮饲料收获机的设计
青贮饲料收获机的设计学生姓名学号所属学院机械电气化工程学院专业农业机械化及其自动化班级指导教师日期前言玉米秸秆具有很高的利用价值。
近年来，随着畜牧业的快速发展，动物饲料短缺的问题日益严重，在冬季尤为严重。
在我国农村，玉米秸秆作为动物饲料有着悠久的历史，但是玉米秸秆在进行收获时大多采用人工收获，费时费力；机器收获则多是将秸秆粉碎还田。
目前市场上出现了一种玉米收获机，能够将秸秆粉碎的同时送入集草车，这种方法固然便于收集，但运贮作业费工费时。
本实用新型提供一种玉米收获机的摘穗茎秆切碎复合装置，包括摘穗棍，工作时，穗茎兼收割台将果穗摘下并将茎秆收集、切碎，然后，果穗经果穗升运器进入果穗箱，碎玉米茎秆在碎茎秆抛送器的作用下被抛送至集草箱。
关键词：穗茎兼收；摘穗装置；切碎装置目录1绪论 (1)1.1课题研究的目的和意义 (1)1.2国内玉米收获机的研制状况 (1)1.3 国外玉米收获机的研制状况及趋势 (2)1.4现有玉米秸秆青贮机械收获的方法 (3)1.5 课题研究的主要内容 (5)2. 总体方案的设计 (5)2.1设计的基本原理 (5)2.2样机结构及工作原理 (5)3 关键部件的设计 (6)3.1设计指标 (6)3.2摘穗辊设计 (6)3.3滚筒刀的结构设计 (8)4主要部件的选择及强度校核 (10)4.1 轴的设计与校核 (10)4.2键的强度校核 (13)4.3螺旋输送器的计算 (14)4.4 V带的选择 (15)结论 (16)致谢 (18)参考文献 (19)1绪论1.1课题研究的目的和意义玉米是我国三大粮食作物之一，是仅次于小麦的主要粮食作物，是优质饲料和重要的工业原料，同时秸秆还是畜牧业的重要饲料。
搞好玉米的生产加工和秸秆的综合利用对农业、农民、农村乃至整个国民经济发展都具有重要意义。
我国21各省、市、自治区都有玉米种植。
种植面积、总产量仅次于美国，居世界第二位，玉米年产量达12029万吨，约占世界玉米总产量的18%。
高效农作物秸秆粉碎机械的切割质量与能耗优化设计
高效农作物秸秆粉碎机械的切割质量与能耗优化设计随着农业科技的不断发展和农民对农业生产效率的追求，高效农作物秸秆粉碎机械的切割质量与能耗优化设计成为了研究热点。
本篇文章将探讨如何通过优化设计来提高农作物秸秆粉碎机械的切割质量，同时降低能耗。
首先，切割质量的优化设计是高效农作物秸秆粉碎机械设计中的重要环节。
为了保证切割质量，可以采取以下措施。
1. 合理选用切割刀具：切割质量主要与刀具的质量和形状有关。
选择高硬度、高强度、耐磨损的刀片材料，可以提高切割的精度和寿命。
此外，刀具的刃口形状也是影响切割质量的关键因素。
通过优化刃口形状，可以减少秸秆的抵抗力，提高切割效果，并减少切割时的卡刀现象。
2. 调整切割参数：在使用高效农作物秸秆粉碎机械时，可以根据不同作物的特性和切割要求来调整切割参数。
例如，对于不同硬度的秸秆，可以调整切割速度和压力，以实现最佳的切割效果。
此外，合理选择切割刀片数量和布置形式，也可以优化切割质量。
其次，能耗的优化设计是提高高效农作物秸秆粉碎机械利用效率的关键。
为了降低能耗，可以采取以下策略。
1. 优化动力系统：选择高效的动力系统是降低能耗的重要手段。
可以使用高效低能耗的电机，如变频电机等。
通过控制电机的转速和负载，可以实现粉碎机械的低能耗运转。
2. 降低切割阻力：优化切割系统可以降低切割阻力，从而减少能耗。
可以采用先进的切割技术，如多刀片交叉切割、轻负荷切割等。
此外，合理选择秸秆的喂入方式和喂料速度，也可以降低能耗。
3. 应用新型材料：新型材料的应用可以降低高效农作物秸秆粉碎机械的能耗。
例如，使用轻质、高强度的材料来制造关键零部件，如刀片、传动系统等，可以减少功耗和摩擦损失。
除了以上措施，高效农作物秸秆粉碎机械的切割质量与能耗的优化设计还可以借鉴其他领域的技术和经验。
例如，可以引入智能控制技术，通过实时监测和调整切割参数，以适应不同的作物和切割要求。
另外，可以研究并利用能量回收技术，将废热、废气等能源进行再利用，提高能源的利用效率。
秸秆切碎机的毕业设计
秸秆切碎机的毕业设计秸秆切碎机的设计1.引言1.1国内外研究现状秸秆有着悠久的利用的利用历史，自封建社会开始就有着不同的利用方法利用在不同之处。
但是国外对于秸秆利用的研究发展时间比较早，技术比较成熟。
在美国，利用秸秆破碎榨汁成型机对玉米秸秆进行压榨，为秸秆综合利用开辟了一个新途径。
在处理秸秆时,可以将秸秆内的水分和糖分全部榨出，用来生产工业酒精、提取食用素等。
秸秆中含有高密度的纤维物质，这可以作为造纸业和人工造板原料。
剩余不可利用的物质中含有大量的碳物，可作为新生的燃源。
所以秸秆的利用有着巨大潜力。
据悉，目前我国已经研制出的农作物秸秆加工机械设备可以分为五大类：第一类为秸秆还田设备，就是把作物秸秆整株或秸秆及根茬粉碎后埋入土中，作为肥料还田，用以改善土质。
第二类为秸秆饲料加工设备，包括氨化炉、调质机、揉搓机、热喷设备、青贮收获机、压块机等，是通过物理、化学方法对秸秆进行处理，改善秸秆营养价值，提高采食率和消化率。
第三类为制炭设备，包括压块机、炭化机等，是将秸秆压制成棒状或块状，经加热、加压使其炭化。
第四类为草织设备，如草绳草袋机、秸秆剥皮机等。
第五类为秸秆沼气技术及其发电技术的设备，作为清洁能源有广阔的利用和研究前景。
作为农业大国，我国农作物秸秆资源丰富、种类多、数量大、分布广，开辟利用潜力巨大，发展前景十分广漠。
革新开放以来，我国对农作物秸秆处置惩罚进行了大量的研究事情，其中使用最遍及的是粉碎和切碎机械加工。
无论是化学处置惩罚还是生物处置惩罚，其首先的工序需要将秸秆粉碎或切短。
此次主要研究饲养动物草料切碎。
1.2秸秆加工机械存在的主要问题及发展趋势1.2.1主要问题1)秸秆饲料加工机械无论是在性能上还是在可靠性均较差。
切碎机、粉碎机和揉碎机型号繁多、结构大同小异、主要事情部件标准化及通用化程度较低。
(2)秸秆加工机具主要事情部件制造质量低，不仅每年要耗费大量的优良钢材，而且还影响出产率和秸秆饲料的加工质量。
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第40卷第6
期
2019年6
月
Vol. 40 No.
6
Jun. 2019
中国农机化学报Journal of Chinese
Agricultural
Mechanization
DOI： 10. 13733/j. jcam. issn. 2095-5553. 2019. 06. 01
秸秆饲料收获机割台结构设计与切割器力学分析
陈立东1,田可庆
1,李学永
2,杜凤宝彳
，张春雷
S
谢虎§
(1.河北科技师范学院机电工程学院.河北秦皇岛,066600； 2.
唐山鑫万达实业股份有限公司，
河北唐山
，063504；
3.滦南县生产力促进中心，河北滦南,063504；4.滦南县职业教育中心，
河北滦南
，063504；
5.农业农村部南京农业机械化研究所，南京市
,210014)
摘要：针对我国现有青贮饲料收割机械割台效率低、适应性较差、饲料损失率大和缺乏大割台的技术问题•研发设计一台
用于自走式秸秆饲料收获机的4. 5 m的可折叠割台，建立切割器、扶合器、安全离合器、喂入滚筒等模型，利用
ANSYS
Workbench软件对切割器进行仿真分析。结果表明：4. 5 m可折叠割台机动性强、适应性好、切碎均匀性达到95. 95% ,满
足农户需求。关键词：秸秆饲料收获机；割台；切割器；有限元分析
中图分类号:S255. 8 文献标识码：A 文章编号：2095-5553
(2019)
06-0001-05
陈立东，田可庆，李学永，杜凤宝，张春雷，
谢虎.秸秆饲料收获机割台结构设计与切割器力学分析
[J1中国农机化学
报，
2019, 40(6)
：
01-04, 10
Chen Lidong, Tian Keqing, Li Xueyong, Du Fengbao, Zhang Chunlei, Xie Hu. Structural design and mechanical analysis of the cutter of straw feed harvester [J]. Journal of Chinese Agricultural Mechanization, 2019, 40(6): 01 —04, 10
0引言
近年来，国内秸秆饲料收获机械发展迅速，秸秆压
捆机、自走式青饲料收获机等中小型秸秆收获装备技 术水平得到了显著提高，对畜牧业的可持续发展起到 了重要作用。随着畜牧业的快速发展，养殖场对大型 秸秆饲料收获机械需求逐年增加。国内一些学者对收
获机割台进行了深入的研究，代其春⑴等对苜蓿压扁
收割机割台进行了研究，设计了往复式切割器及“
人”
字型条纹凸缘橡胶辐压扁机构，实现了切割、压扁、集 条工序一体化；王进华⑵等人对自走式青贮饲料收获
机矮秆割台喂入机理进行了研究，
得出了拨禾轮结构
与运动参数最优方案；魏万成⑷等人设计了一种携有
辅助脱粒装置、
气流清理装置和仿生切割装置的胡麻
收获割台，
并进行了输送气流场分析
，其切割效果优与
传统的标准型切割器；唐斌⑷等对工业大麻用小型立
式割台切割器运动分析与仿真，得到了割刀的位移、速
度和加速度的变化规律；刘晓⑹等对青饲料收获机割 台扶禾器、分禾器、锯盘、输送滚筒、碾压喂入装置和物
料切碎抛送装置等部件进行了设计优化；申屠留芳⑷
等对叶类蔬菜收获机割台机构进行了设计，所设计的
机构能够满足实际需要并且和理论特性相符；郑美 云⑺等对木薯茎秆切割铺放装置进行了设计与运动学 分析，得到了木薯茎秆夹持输送过程中的运动学模型。
国内学者对秸秆饲料收获割台的研究主要集中在3 m
以内，4.5 m
以上大型割台国内还处于空白。因此，
亟
待开发4. 5
m
以上的大型可折叠割台，以满足大型收
获机割台配套问题。
1总体结构及工作原理
割台是自走式秸秆饲料收获机的关键部件，其性
能直接影响收获机的工作效率和可靠性及稳定性。 4.5 m以上割台采用液压折叠式总体结构，主要由传
动系统、切割辐总成、喂入辐、分禾器、
扶禾装置等组
成，
其中切割棍总成包括
6个矮立辐切割滚筒，其结构
如图1所示。
割台作业时，两侧的分禾器将待割与未割的作物秸 秆分离，分禾叉将待割作物秸秆向圆盘式切割器进行引
导，将被切割器切割后的秸秆由每组相向旋转的切割辗
输送到前喂入滚筒，
最后在后喂入滚筒的作用下经碾压
收稿日期：2019年1月4日 修回日期：2019年1月19日*基金项目：国家重点研发计划资助项目(2016YFD0701304—03)；河北省科技计划项目(17227201D)；唐山市秸秆饲料收获机械技术创新团队资助项 目；河北省光伏组件制造装备技术创新中心资助项目第一作者：陈立东，男,1973年生，河北唐山人，硕士，教授;研究方向为机械创新设计与试验。E-mail
： 624841213@qq. com2中国农机化学报2019
年
喂入装置进入切碎装置进行后续的切碎和抛送工作⑻o6 5 4 3 2
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图1大型割台总体结构
Fig. 1 Overall structure of large cutting table
1.变速箱2.切割滚筒3.梳齿板4.切割器5.分禾叉
6.分禾器7.副机架 &主机架9.扶禾器10.挂架11.后喂入滚筒12.前喂入滚筒
2关键零部件的三维设计
2.1动力传动系统的设计
割台的动力系统由两个主变速箱、
2个后喂入滚
筒变速箱、
2个前喂入滚筒变速箱以及6
个切割银变
速箱组成，其结构如图
2所示。
收获机发动机的动力
经过输出轴传递给右侧主变速箱，右侧主变速箱经传
动轴将动力传输到左侧主变速箱以及采用锥齿轮传动 给右侧后喂入滚筒，此时动力分为左侧传输以及右侧 传输，由于两侧传输系统相同，故仅以右侧传输系统予
以说明，动力由右侧主变速箱通过锥齿轮传动到主机
架右侧主传动轴，主机架右侧主传动轴再将动力依次 传递给2个切割辐变速箱和一个前喂入滚筒变速箱，
由于割台为折叠式，
所以主机架右侧主传动轴通过牙
嵌式离合器将动力传给右侧副机架的副传动轴，右侧 副机架副传动轴再将动力传递给右侧末端的切割辑总 成变速箱。
1.主变速箱
2.后喂人滚筒变速箱3
.前喂人滚筒变速箱
4.牙嵌式离合黠5.切割程变速箱6.主机架传动轴7.副机架传动轴
2.2切割器的设计
切割器是秸秆饲料收获机械中用于切割作物秸秆 的关键部件，作业方式的不同，可分为往复式、圆盘式、
甩刀式切割器⑷。根据切割速度和切割器特点等因，采
用由集束支架、护刃器割刀、
割刀轴组成，其结构如图
3
所示。割刀做圆周运动，作业速度在10〜25 km/h,
惯性
力容易平衡、振动较小，适用于牧草、青饲料、粗杆作物
等的圆盘式切割器。
图3切割器
Fig. 3
Cutter
2.3分禾器的设计
分禾器位于割台的左右两侧，
收获机作业时
，分禾
器将作物秸秆分开，实现不对行收获。若分合器设计 不合理，容易将秸秆推倒，加大秸秆损失率。本设计为
锥形分禾器，其结构如图4所示。
图4锥形分禾器
Fig. 4 Conical divider
2.4安全离合器的设计
安全离合器对于喂入滚筒及变速箱的可靠性至关 重要。本设计采用径向销式安全离合器，由径向销、外 壳、
轮毂、弹簧、弹性挡圈等组成，其结构如图5所示。
通过轮毂轴心的渐开线内花键与变速箱齿轮上的渐开 线外齿轮进行啮合传递转矩，轮毂外围加工有均匀分
布的径向销孔，径向销一侧为斜削型结构
，另一侧有弹
簧孔，弹簧放入径向销弹簧孔，一并放入轮毂的径向销 孔内，通过弹簧的弹力实现径向销的伸缩。
外壳内部
为均匀分布的梯形凹槽，外壳内部均匀分布的梯形凹
槽与径向销接触，
通过齿轮传递的转矩使径向销
T型
结构与梯形凹槽产生挤压力，当转矩逐渐增大时，挤压
力也将逐渐大于两者间的摩擦力，径向销侧滑出梯形 凹槽，起到防止过载致使喂入滚筒的喂入齿或变速箱 内齿轮折断的作用。
图5径向销式安全离合器
Fig. 5 Radial pin safety clutch
1.弹性挡圈2.轮毂3.弹簧4.径向销5.外壳