1、水稻聯合收獲機割臺部分設計作者：xxx 指導老師：xxx（xxx大學 11級機械制造極其自動化 合肥230036）下載須知：本文檔是獨立自主完成的畢業設計，只可用于學習交流，不可用于商業活動。另外：有需要電子檔的同學可以加我2353118036，我保留著畢設的全套資料，旨在互相幫助，共同進步，建設社會主義和諧社會。摘要：聯合收獲機是將收割機和脫粒機用中間輸送裝置連接成為一體的機構，現在已經得到廣泛的應用。其中割臺是其重要的組成部分，收割臺的功用是切割作物，并將作物運向脫粒裝置，它由撥禾輪、切割器、分禾器和輸送器等組成。本文設計了一種全喂入式水稻聯合收獲機收割臺，撥禾輪將作物撥向切割器，切割器將

2、作物割下后，由撥禾輪撥倒在割臺上。割臺螺旋推運器將割下的作物推集到割臺中部，并由螺旋推運器上的伸縮扒指將作物轉向送入傾斜輸送器，然后由傾斜輸送器的輸送鏈耙把作物喂入滾筒進行脫粒。本聯合收割機的割臺具有結構簡單、成本低廉、使用方便的特點，縮小了聯合收獲機的體積并減輕機重，對多種作物均有較好的適應性。關鍵詞：聯合收獲機；水稻；全喂入式；割臺1 緒 論1.1 研究的目的和意義水稻是我國主要種植的糧食作物之一，2006年全國耕地面積12204.69萬hm2，水稻種植面積約2929.46萬hm2，占世界水稻種植面積的20%，居世界界第二；總產量約2億t，占世界稻谷總產量的35%，位居世界第一。全國農業機

3、械總動力為7.26億kW，每公頃耕地擁有農機動力為5.77kW，機械化耕地、水稻種植和收獲作業水平分別為55.39%、9%和38.8%，水稻生產耕種收獲綜合機械化水平達36.5%。由于我國幅員遼闊，地形復雜，而水稻的種植收獲受氣候條件、地理環境、耕作制度、經濟條件等諸多因素的影響，各地栽種水稻的方式、方法大不相同，從而導致水稻生產機械化發展緩慢，生產力落后。并且種植方式除少數農場外，大多數是農戶經營，田塊比較小，而且在收獲時田間比較濕軟，因此我國水稻收獲的機械化水平比較低。水稻收獲方式主要有：人工收獲、割曬分段收獲和聯合收獲3種，在人工收獲中，由人工完成整個收獲過程，時間長、效率低、費工費力且

4、損失浪費嚴重。據測算，人工割、捆、垛、運及脫粒等總損失率10%25%，而割曬分段收獲由割曬機進行收割，然后由人工進行捆束、脫粒、清揚和曬場。這種收獲方式較人工收獲提高了收割效率，且有利于水稻后熟和改善米質，同時可借助通風和日曬降低水稻含水量，便于脫粒，減少烘干和曬場的作業量，但是整個收獲過程還需很多勞力配合，工效仍較低，谷粒的總損失較大。若使用水稻聯合收割機進行收獲，則可以一次性完成收割、脫粒、清選及裝袋等過程，不僅大大提高了收獲效率，降低了收獲成本而且損失率僅為1%5%。因此，研制一種新型輕便的水稻收獲機收割裝置，把更多的農民從艱苦的勞動條件下解放出來，大幅度提高勞動生產率，對農民來說是最實

5、惠的。1.2 水稻收獲機的發展現狀 在國外許多工業發達的國家，其谷物收獲都是用聯合收獲機完成的。在我國，盡管近年來收獲機械發展很快，但由于經濟、人口等諸多因素的影響，聯合收獲機擁有量還比較低。隨著農村城市化的進程，越來越多的耕地被占用，糧食的總產量在逐年減少。一些農學專家為了解決我國糧食問題正在研究超級雜交稻，每公頃產量在10000kg以上的雜交水稻已經問世，并逐步在大面積推廣。超級雜交稻最高每公頃產量可望達到15000kg。截至2004年底，超級稻新品種在四川、福建、湖南、安徽、遼寧、浙江等水稻主產區已累計推廣1000萬hm2。從今年起，我國將在廣東、福建、湖南、湖北、江西、江蘇、浙江、安徽

6、、四川、重慶、吉林、遼寧等12個省市率先啟動實施超級稻示范推廣項目，力爭今年超級稻推廣面積達到400萬hm2。超級雜交稻與現有水稻的特性差別很大，單產高、長勢密、莖稈粗、稈青葉茂、含水率高。收獲這種水稻，對現有全喂入和半喂入機型在技術是一個嚴峻的挑戰，現有推廣使用的聯合收割機都不適應超級稻的收獲，脫粒裝置處理容量與高產大流量不匹配，稈青葉茂的作物在大流量的條件下分離更加困難。如何解決這種高產超級稻的收獲問題已引起收獲機械專家們的注意，也已成為科技領導部門重視和關注的問題。有些收獲機械專家認為，割前脫粒(梳脫式)機型由于作業時莖稈不進入機器中，可以減少機具對物料的處理量、降低損失、減少功耗、提高

7、工作效率，是解決超級稻收獲的理想機具之一。在我國某些地區近年因為稻草作為工：業原料的用途迅速增加，用戶要求整草的呼聲很高。寧夏中衛地區對水稻莖稈保留有強烈的要求，主要用于大棚及苗木覆蓋；有的地區用莖稈作為食用菌的培養基。對全喂入機型草秸不能回收，割茬高反映強烈，有些地區全喂入機型已不受歡迎。河北省正在進行一項研究，小麥收獲時在田間保留秸稈不切割，夏季種植玉米時采用免耕種植方式，以利于保墑，玉米產量也增加。黑龍江省正在進行一項試驗和研究，水稻收獲后保留莖稈不割，下茬種植時僅在要插秧的行上采用免耕或少耕法，莖稈腐爛氨化后既增加了土壤肥力，又減少了病蟲害。農民要求秸稈完整性的需求將促進梳脫式機型和半

8、喂人機型的發展。當前主流機型的發展是在保證良好性能的前提下，向高效、大功率、大喂人量方向發展，以提高生產率；對收獲損失率低、高清潔度的主要工作部件的研究更為深入，研制單滾筒或雙滾筒縱置的軸流式脫粒分離結構；新材料和先進制造技術的廣泛應用使產品性能更好、可靠性更高；以人為本，廣泛應用機電一體化和自動化技術，向舒適性、使用安全性、操作方便性方向發展；向智能化收獲機發展，使操縱、調節更加靈活、快捷、方便。我國地形復雜，水稻種植的農藝、作物品種、土壤情況、水文條件相差較大，單一的水稻收獲機械不可能適用所有的水稻收獲，加上自然條件和經濟因素的影響，多品種、多機型將成為近一段時期內水稻收獲機械的發展特點。

9、在工業發達國家，水稻收獲機械已經有了長足的發展，除了具有傳統的基本功能外，自動化控制秸稈堆放處理、自動打包等技術也在水稻聯合收割機上得到了應用，這也必將成為我國水稻聯合收割機發展的主要方向。在我國重點發展水稻聯合收割機：全喂入式水稻聯合收割機須用切流脫粒滾筒加軸流分離滾筒，小型機以橫置、大型機以縱置為宜，目前以深受廣大農場及農村用戶認可。半喂入式水稻聯合收割機宜積極發展國產機型，不宜盲目模仿追求現代化，要善于簡化以降低成本。割前摘脫式水稻聯合收割機的誕生，必將在將來的市場競爭中占有一席之地。我國水稻收獲機械的發展任重道遠。1.3收獲機的總體構造它由割臺裝置、中間輸入裝置、脫粒裝置、分離清選裝置

10、、集糧部件、底盤、發動機、液壓裝置、行走系統、自監控裝置及傳動系統等部分組成。本文主要研究割臺的傳動。1.4割臺的定義 1) 割臺由扶禾裝置、切割裝置、割臺輸送裝置、割臺傳動裝置組成。割臺多分為立式，也有臥式的。臥式的割臺采用撥禾輪扶持作物，立式割臺采用扶禾器。 2)立式割臺一般采用鏈條撥指式扶禾器。它的工作部件主要有：扶禾鏈，撥禾指，夾持輸送鏈，扶禾星輪和分禾尖。1.5割臺的工作原理工作時，撥禾輪首先把作物扶住撥向割刀，讓割刀把作物割倒后，撥禾輪隨即把作物推倒到割臺上，橫向輸送機構把割倒下來的作物向左側集送到伸縮撥指機構。圖1 割臺部分三維示意圖2切割器設計2.1切割器的農業技術要求 切割器

11、是收割機上重要的通用部件之一。其性能的好壞對于收獲作業的順利進行，降低收獲損失等都具有很大的作用。因此，它必須滿足一些特定的要求。（1） 不漏刀，不堵刀（2） 結構簡單，適用性強（3） 功率消耗少，震動小（4） 割茬低而整齊2.2切割器的組成它由動刀片、定刀片、刀桿、護刃器、壓刃器、摩擦片、護刃器粱組成。2.3往復式切割器的切割性能參數分析2.3.1切割速度分析 實驗指出：在割刀鋒利、割刀間隙正常（動、定刀片間的間隙為0-0.5mm)的條件下，切割速度在0.6-0.8m/s以上時能順利地切割莖桿；若低于此限，則割茬不整齊并有堵刀現象。 為了探討切割器在切割莖桿過程中的速度大小，需繪制切割器的切

12、割速度圖，并進行分析，普通II型切割器的切割速度圖（如圖1）圖2 普通II型切割器的切割速度圖 普通II型切割器的切割速度圖的特點是：割刀在一個行程中與兩個定刀片相遇，因而有兩個切割速度范圍，分別為及從兩個范圍的速度看，雖沒有包括最大割刀速度，但仍屬于較高速度區段，因而切割性能較好。因此，安裝割刀時，應當使曲柄銷處在左右兩止點位置時，定刀片和動刀片的中心線重合。2.3.2切割平均速度割刀的速度為一變量，為便于表示割刀速度的大小，常以平均值即割刀平均速度 表示。 式中 n割刀曲柄速度 r割刀曲柄半徑 S割刀行程 式中 可得: 代入可得： 2.3.3 割刀進距對切割器性能的影響 割刀走過一個行程（

13、）時，機器前進的距離稱為割刀進距。即或式中 機器前進度 n割刀曲柄轉速 割刀曲柄角速度 割刀進距的大小，直接影響到動刀（刃部）對地面的掃描面積切割圖，因而對切割器性能影響較大。它也是確定切割器曲柄轉速的另一重要參數。普通II型切割器的切割圖（如下圖）圖3 普通II型切割器的切割圖 由圖可知，在定刀片軌跡線內的作物被護刃器及定刀片推向兩側，在相鄰兩定刀片之間的面積為切割區。在切割區中有三種面積：1） 一次切割區（I）：在此區域內的作物被動刀片推至定刀片刃線上，并在定刀片支持下切割，其中大多數莖桿沿割刀運動方向傾斜，但傾斜量較小，割茬較低。2） 重切區（II）：割刀的刃線在此區域內通過兩次，有可能

14、將割過的殘茬再割一次，因而浪費功率3） 空白區割刀刃線沒有在此區域內通過。該區的谷物被割刀推向前方的下一次的一次切割區內，在下一次切割中被切斷。因而莖桿的縱向傾斜量較大，割茬較高，且由于切割較集中，切割阻力較大。若空白區太長，莖稈被推倒造成漏割。由上述分析可知：空白區和重切區都對切割性能有不良的影響，因此，應減少該兩區的面積。而空白區和重切區又與影響切割圖圖形的割刀進距有直接關系。當進距增大時，切割圖圖形變長，空白區增加，而重切區減少；反之，則相反。此外，動刀片的刃部高度h也影響到切割圖的形狀。H增大時，空白區減少，而重切區增加；反之，則相反。2.3.4 切割器功率計算切割器功率，包括：切割功

15、率和空轉功率兩部分。即 式中 機器前進速度，米/秒； 機器割幅，米； 切割每平方米面積的莖桿所需的功率，公斤·米/米2，經測定，割水稻10-20馬力大小與切割器的安裝技術狀態有關，一般每米割幅所需空轉功率為0.8-1.5馬力。帶入可得:3 撥禾輪的設計3.1撥禾輪的作用撥禾器是把待割的作物莖桿向切割器的方向引導，對倒伏作物，要在引導的過程中將其扶正，在切割時扶持莖桿，以順利切割，把割斷的莖桿推向割臺輸送裝置，以免莖桿堆積在割臺上。因此，撥禾、扶禾裝置能提高收割臺的工作質量、減少損失、改善機器對倒伏作物的適應性。3.2偏心撥禾輪的結構設計它由帶彈齒的管軸、主輻條（左、右兩組）、幅盤、副

16、幅條、偏心盤、偏心吊桿、支撐滾輪和調節桿等組成。如下圖圖4 撥禾輪偏心機構示意圖 圖中M是固定撥禾輪軸上的幅盤，M1是調節用的偏心圓環。3.3偏心撥禾輪的運動分析撥禾輪工作時撥板的運動是一種復合運動，由撥板繞軸的回轉運動和機器的前進運動復合而成，其運動軌跡如下圖a，設撥禾輪軸在地面上的投影點O為坐標原點（圖b）,X軸沿地面指向前進方向，Y軸垂直向上，撥禾輪外緣上一點由水平位置開始逆時針方向旋轉，其軌跡方程為： 式中 R撥禾輪半徑 w撥禾輪角速度 H撥禾輪軸割刀的垂直安裝高度 h割刀離地高度 機器前進速度 a.作圖法 b.解析法圖5 撥禾輪的運動軌跡3.4撥禾輪的正常工作條件 撥禾板的運動軌跡形

17、狀，決定于撥禾的圓周速度與機器前進速度的比值，稱為撥禾速度比。軌跡形狀隨值不同的變化規律如圖所示圖6 不同值時撥禾輪運動軌跡的形狀1.>1 2.=1 3.<1值從0變化到時，撥禾輪的軌跡形狀由直線（）變化到短幅擺線（）,普通擺線（），長幅擺線（）直至圓（）。要使撥禾輪完成對莖桿的引導、扶持和推送作用，就必須使撥禾板具有向后的水平分速度。軌跡曲線上各點切線的方向，就是撥禾板在各種位置時的絕對速度方向。由圖分析可知，只有當>1時，即軌跡形狀為長幅擺線時，運動軌跡形成扣環，在扣環下部，撥禾板具有向后的水平分速度。由此可知，撥禾輪正常工作的必要條件是：撥禾速度比。4 割臺螺旋推運器（

18、攪龍）的設計4.1攪龍結構設計 割臺螺旋推運器由兩端的螺旋葉片和伸縮扒指兩部分組成。螺旋將割下的谷物沿軸向推向伸縮趴指，扒指將谷物流轉過900縱向送入傾斜輸送器，由輸送齒耙將谷物喂入滾筒，其結構如圖所示圖7 螺旋推運器1、傳動軸 2、傳動盤 3、滾筒 4、葉片 5、固定擋板6、深溝球軸承 7、軸套8、撥指 9、撥指座套 10、偏心銷軸11、檢視蓋 12、攪龍短軸 13、撥指調節板 為了提高喂入均勻性，螺旋有一小部分伸入到撥指區域內。撥指部分是一個可以拆開的圓筒，撥指軸10剛性地安裝在螺旋推運器軸的懸臂6上，撥指的另一端插入裝在螺旋推運器外殼的套筒中。工作時，軸12是固定不動的，傳動軸1帶動螺旋

19、推運器旋轉時，滾筒帶動撥指8繞軸10旋轉，由于軸10配置在螺旋推運器的前下方，所以撥指除了旋轉外還沿滾筒外沿滑動，轉至前下方時從殼中伸出抓取谷物，而轉至后上方時縮回殼中。 為了使割臺攪龍順利輸送谷物，攪龍與割臺框架應有合理的配合關系。若底隙過大，則要等到谷物積得夠厚后螺旋葉片才能把它推撥到，過小則會增加輸送阻力，嚴重時還會堵塞死攪龍，葉片與底板的最小間隙，大、中型機取15-20毫米，小型機取8-10毫米。攪龍葉片與后擋板的間隙過大會造成回草現象，過小也會塞死攪龍，通常后側間隙，大、中型機取25-30毫米，小型機取15-20毫米。一般來說這兩個間隙應根據割幅大小不同而定，割幅大的，間隙要大，小的

20、可以小點。4.2割臺螺旋的參數設計 割臺螺旋的主要參數有螺旋角、內徑、外徑、螺距、和轉速等。4.2.1螺旋角a 在同樣條件下，螺旋角大，生產率高，但工作費力；螺旋角小，則生產率低，但工作省力。若螺旋角太大時甚至不能工作，一般取a=200。4.2.2內徑d割臺螺旋的內徑大小應使其周長略大于割下谷物莖桿長度，以免被莖桿纏繞。水稻收獲時割下莖桿的長度約為900mm，所以割臺螺旋的內徑大小d應滿足。即為設計選取內徑d=300mm。4.2.3外徑D 確定割臺螺旋的外徑時，注意到螺旋葉片的高度不宜過小，應該能夠容納割下的谷物（設計采用的葉片高度為100mm），因而螺旋外徑為D=500mm。4.2.4 螺距

21、S 螺距的大小決定于螺旋葉片對作物的輸送能力。利用螺旋來輸送谷物，必須克服谷物對葉片的摩擦，才能使輸送物前進。一般螺距大，生產率高，但工作費力，所以S通常都選用接近下限值，特別是對矮桿輸送有利。為此，螺旋推運器的螺距S值應為： 0=500式中 d螺旋內徑 a內徑的螺旋升角為200 為了保證螺旋對谷物的輸送和提高輸送的均勻性，選擇螺距值S=460mm。4.2.5螺旋轉速n 由于谷物只是占有螺旋葉片空間的一小部分，因此只能按經驗數據確定。一般在150-200轉/分范圍內，即可滿足輸送要求。由于收獲機的實際傳輸動力和收割功率，確定螺旋的轉速n=150r/min。結 論聯合收獲機是將收割機和脫粒機用中

22、間輸送裝置連接成為一體的機構。它能在田間一次完成切割、脫粒、分離和清選等項作業，以直接獲得清潔的谷粒，因而生產率很高。在國外許多工業發達的國家，其谷物收獲都是用聯合收獲機完成的。其中割臺是其重要的組成部分，收割臺的功用是切割作物，并將作物運向脫粒裝置，它由撥禾輪、切割器、分禾器和輸送器等組成。本文設計的一種全喂入式水稻聯合收獲機的臥式收割臺，撥禾輪將作物撥向切割器，切割器將作物割下后，由撥禾輪撥倒在割臺上。割臺螺旋推運器將割下的作物推集到割臺中部，并由螺旋推運器上的伸縮扒指將作物轉向送入傾斜輸送器，然后由傾斜輸送器的輸送鏈耙把作物喂入滾筒進行脫粒。本聯合收割機的割臺具有結構簡單、成本低廉、使用

23、方便的特點，縮小了聯合收獲機的體積并減輕機重，對多種作物均有較好的適應性。把更多的農民從艱苦的勞動條件下解放出來，大幅度提高勞動生產率，給農民帶來了實惠。致 謝經過三個月的忙碌和工作，本次畢業論文設計已經接近尾聲，作為一個本科生的畢業論文，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！在論文寫作過程中，得到了伍德林老師的親切關懷和耐心的指導，他嚴肅的科學態度，嚴謹的治學精神，

24、精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，伍德林老師不僅在學業上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩伍德林老師的專業水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。老師這種一絲不茍的負責精神，使我深受感動。更重要的是老師在指導我的論文的過程中，始終踐行著“授人以魚，不如授之以漁”的原則。他常教導我要志存高遠，嚴格遵守學術道德和學術規范，為以后的繼續深造打好堅實的基礎。在此謹向伍德林老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 最后，衷心感謝所有老師對

25、我的栽培、支持和鼓勵，感謝所有朋友的關心和幫助。向在百忙中抽出時間對此論文進行評審并提出寶貴意見的各位專家表示衷心地感謝！參考文獻1 李顯旺. 我國水稻聯合收獲機械的發展現狀及前景J. 中國農機化, 2006,(01)2 付亞平,王旭. 淺談我國水稻收獲機械現狀及推廣前景J. 現代化農業, 2005,(01)3 陳立東. 我國水稻聯合收割機的現狀及發展對策J. 河北農業科技, 2002,(11) .4 陶功舉. 谷物收獲機械的現狀及開發趨勢J. 湖北農機化, 1998,(02)5 李慶章 李彥 韓濱. 我國水稻聯合收割機的發展狀況，農機市場，2006，6:2627.6 侯建華. 小型谷物清選機

26、的研制D. 山東農業大學, 2005 .7 劉開順. 減少水稻聯合收割機使用中谷粒損失的技術措施J. 廣西農業機械化, 2005,(04) .8 陳德峻,魏燦苗,徐建恒,陳霓. 履帶自走式全喂入聯合收割機結構設計的改進J. 農業機械學報, 2002,(01) .9 徐笑非. 小型全喂入聯合收割機撥禾輪工作機理及調整J. 福建農機, 2004,(02)10 Orlov P. Fundamentals of Machine Design. Moscow: Mir Pub.,198711 Rajput R K. Elements of Mechanical Engineering. Katson P

27、ubl. House,198512 Hindhede I,Uffe. Machine Design Fundamentals: A Practical Approach. New York: Wiley, 1983Design of Combine harvester HeaderAbstract:Unites the harvester is connects into the harvester and the thresher with the middle feedway a body's organization, now already obtained the widespread application. And the header is its important constituent, header's function cuts the crops, and transports the crops to the threshing mechanism, it by the reel paddle, the cutter bar, the nearside divider and the conveyor and so on is com