农业机械学-谷物收获机械

东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学谷物收获机械东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学第一节概述第二节收割机第三节脱粒机第四节联合收割机第五节玉米收割机械谷物收获机械内容结构东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学概述收获是谷物栽培的最后一个环节，而收获作业的季节性又很强。收获过早，籽粒不饱满，影响产量；收获过晚，则容易造成落粒损失。北方许多地区还需要在小麦收获后及时腾地种植其它大秋作物。所以，赶农时是机械收获的一个重要目的。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学概述国内外收获机械发展概况一、国外发展概况国外收获机发展比较有代表性的国家和地区为欧美及日本等地。欧美多为全喂入脱粒，机型大，生产率高，适合较大规模的生产条件；日本则以中小型水稻收获机为主，多采用半喂入，机型小，生产率相对较低。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学概述国内外收获机械发展概况二、国内发展概况1.入门阶段2.发展阶段3.利用引进技术发展阶段(1981-1990)东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学一、分段收获法用多种相对独立的机械（收割机、运输车、脱粒机、扬场机等）分别对作物完成收割、运输、脱粒、清选等作业的方式。这种方法在西方发达国家已经完全淘汰，但在发展中国家仍在大量使用。其特点是技术比较成熟，机型较多、生产率低，设备简单、技术水平低、价格低廉、维护保养简便，但作业周期长、收获积累损失大，劳动强度大。概述谷物的收获方法东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学分段收获法收获过程录像概述谷物的收获方法东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学二、联合收获法利用联合收获机一次完成作物的收割、脱粒、分离和清选等多项作业的方式。特点：机械化程度高、生产率高、作业周期短、积累损失小、作业质量好。设备投资大、机器利用率低、技术水平要求高。概述谷物的收获方法东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学联合收获法收获过程录像概述谷物的收获方法东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学三、两段收获法先利用割晒机进行收割，待晾晒3~5天后用带有捡拾器的联合收获机进行捡拾、脱粒、分离和清选作业的方式。特点：机器利用率高，购机投资回收快；生产率高；机械化水平高，缓解收获期紧张，抢农时；利用谷物的后熟作用，提高谷物的品质和质量。概述谷物的收获方法东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学两段收获法收获过程录像概述谷物的收获方法东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学谷物的机械收获系统谷物的机械收获系统联合收获法两段收获法分段收获法脱粒机运输车收割机扬场机联收机割晒机联收机☆☆☆概述谷物的收获方法东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学概述谷物收获的农业技术要求1、收获作业干净，总损失不超过2%。收获总损失是指收割、脱粒、分离和清选等损失之和。2、籽粒破碎率低，收小麦时不超过1.5%，收水稻时不超过1%。3、割茬低，割茬高度通常要求在15cm以下，便于割后耕地和充分利用茎秆。4、籽粒清洁率高，收小麦时在98%以上，收水稻时在93%以上。5、机器适应性广，适应不同地区、不同作物的收获。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学概述谷物收获机械的种类谷物收获机械主要分为以下三种：1、收割机械2、脱粒机械3、联合收获机械东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学收割机收割机的一般类型收割机是稻麦分段收获时完成收割和铺放两道工序的作业机具。按照茎秆的放铺方向分：收割机、割晒机、割捆机等。按照被割谷物茎秆的输送方式：立式收割机和卧式收割机。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学收割机——工作时，被割刀切断的谷物茎秆形成与前进方向呈900的转向放铺，以便于捡拾和打捆。主要用于分段收获法。收割机收割机的一般类型割晒机——收割机工作时，被割刀切断的谷物茎秆形成与前进方向平行的顺向放铺，以便于两段收获时的晾晒。割捆机——将谷物茎秆割断后进行自动打捆，然后放于田间。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学立式收割机——割台为直立式放置，被割谷物的茎秆在直立状态下输送到收割机一侧的。该机构纵向尺寸短。收割机收割机的一般类型卧式收割机——割台为水平放置，被割谷物茎秆是在水平输送带上运至收割机一侧的。输送平稳。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学收割机收割台(一)立式收割台分禾器扶禾轮切割器输送带谷物茎秆结构组成：分禾器、扶禾星轮、切割器、立式输送带、传动装置等。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学收割机收割台(一)立式收割台工作原理：收割机工作时，输送带和切割器由拖拉机动力输出驱动工作，分禾器将行内谷物茎秆集束引向切割区，并在扶禾星轮的后向扶持作用下被切割器切割，随即靠向立式输送带被其传送到一侧放铺。立式收割机的类型有侧向放铺型和后放铺型两种。侧向放铺型有侧向输送侧面放铺型和中间输送侧面放铺型两种结构。中间输送侧放铺型收割机1.分禾器2.扶禾器3.输送带4.换向阀门5.导禾槽后放铺收割机1.小分禾器2.扶禾三角带拨齿3.星轮4.压簧5.输送带6.转向星轮7.转向夹持输送带8.压杆9.导向杆东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学(二)卧式收割台Vmω拨禾轮分禾器切割器输送带结构组成：分禾器、拨禾轮、切割器、输送装置、传动装置等。收割机收割台东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学由于割台为立式，纵向尺寸小，重量较轻，置于拖拉机前方，有利于机组的纵向稳定性。但对倒伏作物和低产谷物适应性不理想。常用的机型有：4GL-140/170，Vm=2~4km/h（1~2m/s），Vd=2m/s，Q=VmB/667（亩/时），一般为4~9亩/时。收割机收割台(二)卧式收割台东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学工作原理：收割机工作时，拨禾抡、输送带和切割器由拖拉机动力输出驱动工作，分禾器将行内谷物茎秆集束引向切割区，并在拨禾轮的后向推送扶持下被切割器切割，随即倒向输送带（也可能是螺旋搅龙）被传出。由于茎秆是在水平状态下被输送的，因此输送平稳，且拨禾抡对倒伏作物具有一定的扶起作用。但机构纵向尺寸大，不利于拖拉机前置配置，故很少在小型拖拉机上使用。(二)卧式收割台收割机收割台东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学卧式收割台的输送带有单带和双带之分：单带为割晒机使用，双带为收割机使用，如图所示：单带双带(二)卧式收割台收割机收割台东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学收割机拾禾器按照结构的不同,分为三种:1.弹齿式拾禾器2.伸缩扒指式拾禾器3.齿带式拾禾器弹齿式拾禾器的结构及原理1.滚道盘2.曲柄3.滚轮4.滚筒圆盘5.管轴6.弹齿7.罩环伸缩扒指式拾禾器1.滑脚2.偏心轴3.扒指4.主轴5.转筒齿带式拾禾器1.仿行轮2.前辊轴3.中辊轴4.齿带5.后辊轴东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学一、茎秆物理机械性质及其与切割的关系切割器是收割机上的重要工作部件，他主要完成对谷物茎秆的切割任务，为了有一个良好的工作质量，一般对切割器有如下的技术要求：割茬整齐、不漏割、不堵刀、功率消耗小。实验结果表明：谷物茎秆的切割过程与割刀的特性、茎秆的物理机械性质、切割方式、切割速度、割刀与茎秆的相对位置等有关。收割机切割机构东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学1、切割方式对切割性能的影响所谓切割方式主要是指割刀进入材料的方向，归纳起来主要有正切和滑切两种基本方式。收割机切割机构⑴正切——割刀的绝对运动方向垂直与割刀刃口的切割方式。如图所示。PV茎秆割刀刃口东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学PP横切斜切削切实验结果表明：三种切割方式因其切入茎秆的方向与茎秆本身的纤维方向存在较大的差异，切割阻力和切割功率消耗也不同。其中，横切阻力最大，斜切比横切下降30%~40%，削切比横切下降60%。正切分为横切、斜切、削切三种切割方式。收割机切割机构东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学⑵滑切——割刀的绝对运动方向与割刀刃口既不垂直又不平行的切割方式。设：Vn——割刀运动的法向速度；Vt——割刀运动的切向速度；α——割刀运动的绝对速度方向与法向速度方向的夹角，此处定义为滑切角。1、切割方式对切割性能的影响收割机切割机构PVnVtVα东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学1、切割方式对切割性能的影响收割机切割机构切割理论的力学试验结果和割刀运动几何分析结果表明，滑切比正切省力。分析结果表明，滑切与正切相比，滑切进入材料时的实际刃口角γ/比正切时的刃口角γ变小了，这也是滑切比正切省力的原因之一。从力学试验结果和割刀运动几何分析结果两方面说明了滑切比正切省力。在对物体进行切割时，尽可能地采用滑切方式，以利于降低切割阻力和功率消耗。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学茎秆的物理机械性质主要是指茎秆本身所固有的一些特性，它包括切割阻力、弯曲阻力、弹性模量、抗弯强度等。而这些因素随茎秆的品种、成熟度和湿度等的变化而变化。只要割刀克服了横切面内的切割阻力，茎秆就会被切断。但是，在切割像小麦、水稻这样的刚度较小的作物时，只要受到较小的外力就会发生弯斜，给顺利切割造成一定的困难。因此，要实现对茎秆的完全切割，一般可采取低速有支承切割和高速无支承切割。收割机切割机构2、茎秆的物理机械性质对切割性能的影响东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学⑴有支承切割——在动刀片运动的反向施加一支承力的切割称为有支承切割。☆单支承切割——用动刀片配合定刀片的切割。定刀片动刀片P收割机切割机构2、茎秆的物理机械性质对切割性能的影响☆双支承切割——用动刀片配合带有护刃器的定刀片的切割。P东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学有支承切割可使茎秆获得一定的抗弯能力，可在低速状态下进行切割，切割速度为1~2m/s。收割机切割机构2、茎秆的物理机械性质对切割性能的影响研究结果表明：在同样切割速度的情况下，双支承切割比单支承切割能获得较好的使用参数。在进行单支承切割时，切割速度为1~2m/s，要保证正常的切割，动、定刀片之间的切割间隙必须在0~0.5mm范围内，否则，茎秆的切割阻力增大，有可能发生撕裂现象。这给切割器的设计与安装带来很大的困难。东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学收割机切割机构⑵无支承切割——只有动刀片而无定刀片直接切割茎秆的切割称为无支承切割。PPw由于茎秆是在没有任何扶持的状态下进行切割的，仅靠茎秆自身的抗弯能力Pw是很难与动刀片的切割力相平衡的，此时，P＞＞Pw。切割速度较低时，茎秆将被推倒或折断。2、茎秆的物理机械性质对切割性能的影响东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学PPw当动刀片以较高的速度进入材料时，原来静止的茎秆在瞬间获得动刀片所传递的速度并立即产生很大的加速度以及与其方向相反的惯性力Pg。速度越大则惯性力就越大，因而茎秆的抗弯能力也就越大，有利于茎秆的顺利切割。当P=Pg+Pw时，可使得茎秆在直立状态下实现切割，因此，无支承切割所需的切割速度要比有支承切割大的多。Pg收割机切割机构2、茎秆的物理机械性质对切割性能的影响东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学试验结果表明，随着切割速度的增加，切割阻力有所下降。速度—阻力关系图如下：切割速度切割阻力0收割机切割机构3、切割速度与切割阻力的关系东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学•1.不漏割、不堵刀•2.结构简单、适应性强•3.功率消耗少，振动小••4.割茬低而整齐收割机切割机构二、切割机构的农业技术要求东北农业大学2007级校级精品课——农业机械学切割机构由切割器和割刀传动装置组成，切割机构的功用是切断作物茎秆。从目前收割机和联合收获机应用情况看，切割器主要有圆盘式切割器,往复式切割器和甩刀回转式切割器三种基本类型。割刀传动装置将动力传递给割刀，同时将圆周运动改变为往复式直线运动，实现切割过程。收割机切割机构三、切割器的类型与构造东北农业大学2