玉米联机合收获机

玉米联机合收获系统设计姓名：专业：班级：学号：•一、研发背景•二、机械化收获玉米的方法•三、玉米联合收获机•四、我国玉米联合收获机发展趋势一、研发背景玉米不仅是人们的口粮和“饲料之王”，也是重要工业原料，可加工成的工业产品达3000多种。玉米是三大粮食作物中最适合作为工业原料的品种，也是加工程度最高的粮食作物。玉米更是我国三大产物之一，全国现有种植面积约3．4亿亩。玉米的种植工序简单、便于管理、有易高产，稳产等优点。但是，收获玉米却十分麻烦的事，要摘穗、剥苞衣，况且由于其产量高，一个劳动力每天只能收获半亩地左右，还要运输、脱粒、扬场、晒干等，为减轻农民收获玉米的劳动难度，农村需要适用的玉米联合收获机。二、机械化收获玉米的方法•（一）分段收获法：分段收获有两种不同的作业程序：•（1）用割晒机将玉米割倒、铺放，经几天晾晒后，待籽粒湿度降到20－22％，用机械或人工摘穗和剥皮，然后运至场上用脱粒机脱粒。（2）用摘穗机在玉米生长状态下进行摘穗（称为站秆摘穗），然后将果穗运到场上，用剥皮机进行剥皮而后脱粒，或将果穗直接脱粒。茎秆用机器切碎或圆盘耙耙碎还田。（二）联合收获法：联合收获法有几种不同的收获工艺：（1）用玉米联合收获机，一次完成摘穗、剥皮、茎秆放铺或切碎抛撒还田等项作业，然后将不带苞叶的果穗运到场上，经晾晒后进行脱粒。(2）用谷物联合收获机换装玉米割台，一次完成摘穗、剥皮（脱粒、分离和清选）等项作业。在地里的茎秆用其他机械切碎还田，有的玉米割台装有切割器，先将玉米割倒，并整株喂入联合收获机的脱粒装置进行脱粒、分离和清选。（3）用割晒机（或人工）将玉米割倒，并放成人字形条铺，经几天晾晒后，用装有拾禾器的谷物联合收获机拾禾脱粒。三、玉米联合收获机（一）.黑箱图玉米植株驱动能驱动信号玉米棒（切碎的茎秆）工作机构能量显示信号土壤湿度温度风力噪声废气震动（二）、玉米联合收获机分类、型号及结构（1）玉米联合收割机的分类根据摘穗装置的配置方式不同，分为卧式摘穗辊机型和立式摘穗辊机型；根据与动力挂接方式的不同，分为牵引式、背负式和自走式机型。（2）玉米联合收获机的型号玉米联合收获机的型号主要由牌号、型号和名称组成。如“春雨4YZ-4型玉米联合收获机”，“春雨”是牌号，即商标；“4YZ-4”是型号，在型号中“4”代表农业机械分类，表示收获机械，“Y”代表“玉米”，即玉字的汉语拼音的第一个字母。“Z”表示为“自走式”，“4”为主要技术参数，表示每个行程的收获行数为4；“玉米联合收获机”是名称。（3）玉米联合收获机的工作原理工作时，分禾器将茎秆导入拨禾链，在它的拨送和夹持下，经摘穗辊前端的导锥进入摘穗机构，摘下的果穗落入输送器，由输送器输送到升运器，升运器将果穗升运送到剥皮机，经剥皮机剥皮的玉米被抛送到果穗箱内，玉米苞叶和断秸秆被排除机外。摘穗后的茎秆被粉碎装置粉碎后，均匀的抛洒于地表。落入粮仓的果穗堆满后在有操纵阀和油缸的作用下进行卸粮。（4）主要部件和功用摘穗装置：扶禾器、摘穗齿箱、摘穗辊、切草刀、拨禾链。输送装置：包括水平输送器和果穗升运器。剥皮装置：主要由压制器、剥皮辊等组成。清杂和集穗装置：清杂风机、果穗箱。茎秆粉碎装置：主要由还田机壳体、V型带传动系统、刀轴、地辊、悬挂机构等组成。（三）、卧立式摘穗辊机比较（1）卧辊式玉米联合收获机一般为两/三行牵引式，站秆摘穗。国产4YW－2为纵卧辊式玉米联合收获机，由分禾器、拨禾链、摘穗辊、果穗第一升运器、除茎器、剥皮装置、果穗第二升运器、苞叶螺旋、籽粒回收螺旋和茎秆切碎刀等组成。其工作过程：分禾器从根部将禾秆扶正并引向带有拨齿的拨禾链，链分三层单排配置（机器外侧一排较长，机器内侧两排较短），将茎秆扶持并引向摘穗辊。摘穗辊为纵向倾斜配置，每行一对，相对向里转动，前端为带螺纹的锥体，起导禾作用；中部为带螺纹的圆柱体，起摘穗作用；后段为深槽状圆柱体，将上部剩余或拉断的茎秆拉下或咬断，以防阻塞。两辊在回转中将禾秆引向摘辊间隙之中，并不断向下方拉送。由于果穗直径较大通不过间隙而被摘落。摘下的果穗由摘辊上方滑向中央第一升运器中。果穗经升运器被运到上方，并滑落到剥皮装置中。经过摘辊碾压后的茎秆，其上部多已被撕碎或折断，基部约有1m长左右仍站立在田间。在机器的后方设有横置卧式甩刀式切碎刀，将残存的茎秆切碎并抛撒于地面。剥皮装置1.下剥皮辊2.上剥皮辊3.除茎器4.压送器5.隔离杆（2）立辊式玉米联合收获机它一般为两行或三行牵引式（如4YL－2为两行，丰收－3为三行），割秆后摘穗，并将茎秆放铺/切碎。4YL－2玉米联合收获机由分禾器、拨禾链、圆盘式切割器、喂入链、摘穗器、放铺台、果穗第一升运器、剥皮装置、果穗第二升运器、苞叶输送螺旋、籽粒回收螺旋和挡禾板等组成（见下图）。其工作过程：分禾器（图12－5）将禾秆从根部扶正并引向拨禾链。拨禾链将禾秆推向圆盘式切割器。当茎秆被割断后，在切割器和拨禾链的配合作用下送向喂入链。喂入链将茎秆夹紧并送向摘穗辊的间隙中，将穗摘下。摘穗辊为斜立式（垂直线倾斜25º）。每行有两对摘辊，一般前辊呈螺旋凸棱形表面，主要起摘穗作用，称为摘穗辊；后辊呈多梭形表面，主要起拉引茎秆的作用，称为拉茎辊。茎秆在摘辊的碾压作用下向后方移动。由于挡禾板的阻挡，使禾秆向垂直于辊轴方向旋转并抛出。已摘下的果穗落入果穗第一升运器。升运至剥皮机构，茎秆落入后方的放铺台，台上带拨齿的链条将茎秆间断地堆放到地面。若需茎秆还田时，可将放铺台拆下，换装切碎器，将茎秆切碎并抛撒还田。它的剥皮装置与卧式的机型类似，已剥去苞叶的果穗经第二升运器与回收籽粒一起送入后方的拖车。小结：上述两种类型的玉米联合收获机在条件适宜的情况下工作性能基本相同：损失率为2%以下；落地漏摘果穗损失约2～3％；总损失为4～5％；籽粒破碎率为7～10％；苞叶的剥净率为80％以上。但在条件较差的情况下，则各有特点：一般在玉米青湿、植株密度较大、杂草较多情况下，立辊式玉米收获机故障较多，在摘辊处易发生堵塞，而倾斜卧辊式玉米收获机则适应性较强，故障较少；在收获结穗部位较低的果穗时，则立辊式机型比卧辊式机型的漏摘果穗损失率较小。此外，立辊式机型能够进行茎秆放铺和收集，而卧辊式机型则不能放铺茎秆。4YZ-4型收获机分析（一）主要功能参数（二）.整机工艺流程（三）主要工作部件（执行系统）•（1）割台•玉米割台的收获行数为四行。由分禾器、拨禾链、拉茎辊、摘穗板、清除刀、果穗螺旋和链耙式升运器等组成。（2）摘穗器工作中，茎秆在两辊和两辊凸棱之间沿轴向移动时被向下拉伸，由于茎秆的抗拉力较大（1000～1500N），而果穗与穗柄的连接力及穗柄与茎秆的连接力较小（约500N），因此果穗在两摘辊碾拉下被摘落。果穗一般在它与穗柄的连接处被揪断，并剥掉大部分苞叶。摘穗辊的后段为强拉段，表面上具有较高大的凸棱和沟槽（长约120～320mm）。其主要作用是将茎秆的末稍部分和在摘穗中已拉断的茎秆强制从缝隙中拉出和咬断，以防堵塞。纵卧式摘辊的主要特点：在摘穗时茎秆的压缩程度较小，因而功率耗用较小，对茎秆不同状态的适应性较强，工作较可靠；但摘落的果穗带有苞叶较多。A．摘辊工作的基本条件a.能抓取茎秆设两摘辊为圆柱形断面，当茎秆在喂入机构的作用下与摘辊接触时，则摘辊对茎秆端部便产生支反力N和抓取力T，摘辊能抓取茎秆的条件是Tx＞Nx即Tcosα＞Nsinα而T＝Nμj式中μj——摘辊对茎秆的抓取系数；α——对茎秆的起始抓取角。摘辊抓取茎杆的条件a)开始喂入b)喂入后b不抓取果穗当茎秆在摘辊间隙中被向后拉引而穗与摘辊相遇时，摘辊对果穗端部便产生支反力Ng和抓取力Tg。为了使果穗不被抓取，必须满足下述条件挤落果穗条件即Ngsinαg＞Tgcosαg式中Tg＝Ngμg;μg－摘辊对果穗的抓取系数。代入上式得Ngsinαg＞Ngμgcosαg简化得tgαg＞μgc碾拉断果穗摘辊在工作中不断向后方拉引茎秆，而果穗被挡在摘辊间隙之外。当拉引茎秆的力大于茎秆前进阻力和果穗摘断力时，则果穗被碾拉断，落在摘辊的前方。满足此条件的受力分析如图12－14。设摘辊对茎秆的水平拉引力为Tjx，茎秆进入摘辊的阻力为Njx，碾拉断果穗需的力为Rg，则碾拉断果穗的条件为2gjxjxRNTd.摘辊直径的确定摘辊直径根据摘辊抓取茎秆而不抓取果穗两条件而确定。从抓取茎秆条件中，可看出下列尺寸关系222cosDhdDOAOBDhd1cos式中D——摘辊直径；d——茎秆直径；h——摘辊间隙；α——摘辊茎秆的起始抓取角。e.茎秆在立式摘辊中的运动及摘辊长度分析当茎秆被喂入链从根部喂入摘穗辊后，迅速由摘辊的下段过渡到摘辊的上段，此后茎秆按上段的运动规律运动。摘辊的圆周速度可分解为摘辊的轴向移动速度v1茎秆的拉伸速度v2，即v1＝vctgβ0v2＝vcscβ0v—摘辊圆周速度；β0—由于挡禾板的作用，茎秆在上段始端A位置时的倾角f.立式摘辊的速度选择立式摘辊的工作长度较小，生产率受到限制，且果穗被摘掉后能迅速脱离摘辊，而不易咬伤。为了提高生产率，一般取其圆周速度较卧辊稍高，为4～5.5m/s。(3)剥皮装置剥皮装置的构造和工作过程剥皮装置多为辊式。它由若干对相对向里侧回转的剥皮辊和压送器等组成。剥皮辊是该机构的主要的工作部件，其轴线与水平成10º～12º倾角，以利于果穗沿轴向下滑。每对剥皮辊的轴心高度不等，呈V形或槽形配置。槽形配置的果穗横向分布较均匀，性能较好，目前采用较多。在剥皮辊的下端设有深槽形的强制段，可将滑到剥辊末端的散落苞叶和杂草等从间隙中拉出以防堵塞.在剥皮辊的上方，设有压送器，使果穗对剥辊稳定地接触而避免跳动。压送器有键式、叶轮式和带式等几种。目前胶板叶轮式压送器应用较多。A)带键式压送器的剥皮装置b)带叶轮式压送器的剥皮装置c)V形配置d)槽形配置剥皮装置工作时，压送器缓慢地回转（或移动），使果穗沿剥皮辊表面徐徐下滑。由于每对剥辊对果穗的切向抓取力不同（上辊较小，下辊较大）果穗便回转。果穗在旋转和滑行中不断受到剥皮辊的抓取，将苞皮或苞叶撕开，并从剥辊的间隙中拉出。为了增加剥皮辊对苞叶的抓取能力，上置的剥皮辊一般为胶制，表面具有凸棱，其抓取能力较强；下置的剥皮辊为铸铁制，表面具有螺旋形槽纹，并带有可拆卸的凸钉，既有利于果穗下滑又具有较强的抓取能力。当果穗青湿难以剥掉苞叶时，可加装凸钉以增强剥取作用；当果穗干燥，籽粒容易脱落和破碎时，则由下方向上逐次减少凸钉，以减少落粒和破碎损失.剥皮装置的参数选择1．剥皮辊直径根据剥辊不能抓取果穗的条件而确定。在现有机器上，剥辊直径为68～103mm。2．剥皮辊轴心高度差根据果穗在两剥辊中的稳定性而确定。剥辊轴心高度差即α＋γ＜90º剥皮辊的转速试验指出：剥皮辊的转速范围为200～400r/min较适宜。转速过高，将影响苞叶剥净率；过低则生产率降低。剥皮辊长度根据试验资料：剥皮辊以1m左右长为适宜。过长时，剥净率无明显增加，但破碎率增大；过短时，则剥净率降低。现有机器上的剥皮辊长度为800～1100mm。剥皮辊的生产率每对剥皮辊的生产率，根据对剥净率的要求不同，差别较大。一般要求剥净率在80％以上时，生产率为400～700kg/h，即0.11～0.2kg/s。在玉米联合收获机上，摘穗辊对数与剥皮辊的对数比为1∶2～1∶3。近来新型机器上，为提高生产率，一般取1∶3比例。（4）茎秆粉碎装置茎秆粉碎装置一般由机架部分、变速箱、压轮部分、悬挂部分、切碎部分、罩壳等组成。工作过程：玉米收获机通过动力输出轴经过万向节将动力传至茎秆粉碎装置的变速箱，经过两级加速后带动切碎部分的刀轴高速旋转，均匀分布。（四）传动系统1.割台总成2.切割器总成3.割台总成4.茎杆输送箱总成5.切碎机总成6.驾驶室总成7.驱动桥总成8.仪表总成9.操纵总成10.电平、电器总成11.输送器总成12.传动总成13.大输送总成14.振动筛总成15.剥皮机齿轮箱总成16.苞叶输送器总成17.剥皮机总成18.动力总成19.粮箱总成20.转向桥总成21.机架总成22.液压系统总成123