农业机械学之谷物收获机械概述.pptx

1、谷物收获机械,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,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。,请单击,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。,概 述

2、,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),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,分段收获法收获过程录像,概 述,谷物的收获方法,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：

3、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,联合收获法收获过程录像,概 述,谷物的收获方法,三、两段收获法 先利用割晒机进行收割，待晾晒35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,两段收获法收获过程录像,概 述,谷物的收获方法,谷物的机械收获系统,谷物的机械收获系统,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

4、收获方法,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。,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,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

5、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。,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。,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。,收割机,收割台,(一)立式收割台,分禾器,扶禾轮,切割

6、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。,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

7、.压杆 9.导向杆,(二)卧式收割台,Vm,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,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=24km/h（12m/s），Vd=2m/s，Q=VmB/667（亩/时），一般为49亩/时。,收割机,收割台,(二)卧式收割台,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

8、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,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,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

9、行轮 2.前辊轴 3.中辊轴 4.齿带 5.后辊轴,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,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,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。,横切,斜切,削切,实验结果表明

10、：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,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；,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,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

11、比，滑切进入材料时的实际刃口角/比正切时的刃口角变小了，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。,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

12、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,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,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12 m/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12 m/s，要保证正常的切割，动、定刀

13、片之间的切割间隙必须在00.5mm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。,收割机,切割机构,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。,P,Pw,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，PPw。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,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

14、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,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,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,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

15、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,往复式切割器，一般由动刀片、定刀片、护刃器、压刃器、摩擦片、刀杆等组成。,收割机,切割机构,三、切割器的类型与构造,护刃器,动刀片,压刃器,摩擦片,刀杆,定刀片,往复式切割机构组成的功用：动刀片与定刀片相对做直线往复运动，平均切割速度为12m/s。该机构特点是：结构简单、工作可靠、适应能力强、作业幅宽大，纵向尺寸小，目前绝大多数的收割机和联合收获机上采用这种形式的切割器。本节的重点也将针对往复式切割器的类型、结构、工作原理、参数分析等

16、进行介绍。根据动刀片直线运动行程S、相邻动刀片和相邻定刀片之间的安装间距 t 和 t0 三者的组合关系，往复式切割器可分为三种基本类型。,收割机,切割机构,三、切割器的类型与构造,收割机,切割机构,三、切割器的类型与构造,1、普通型,t0,S=t,动刀片,定刀片,结构尺寸关系为 S=t=t0=76.2 mm 工作特点是：割刀的切割速度较高，切割性能好，对粗细茎秆有较强的适应性，广泛用于稻麦作物的收割机械上。,收割机,切割机构,三、切割器的类型与构造,2、普通 型,t0,t,S=2t=2to,结构尺寸关系为 S=2 t=2 t0=152.2 mm 动刀片间距t和定刀片间距t0与标准型相同，但割刀行程S为标准型的2倍。工作特点特点：割刀往复运动频率低，惯性力小、适合于抗振性较差的小型收割机。,3、低割型,to,S=t,收割机,切割机构,三、切割器的类型与构造,结构尺寸关系为 S=t=2 t0=76.2 mm 在标准型切割器的基础上，在两定刀片之间又增加了一个定刀片，使得定刀片之间的间距缩小1倍，切割谷物时，茎秆的横向歪斜量小，割茬较低，对收割低荚大豆和牧草较为有利。但有堵刀现象。,往复式切