自走式割捆機(jī)設(shè)計(jì)概述

毛安石

（長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春130122）

2015年2月1日，中共中央、國(guó)務(wù)院《關(guān)于加大改革創(chuàng)新力度加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的若干意見》是為了加大改革創(chuàng)新力度加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)提出的意見[1]。我國(guó)糧食作物品種多，種植技術(shù)先進(jìn)，但由于我國(guó)機(jī)械行業(yè)技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比有著明顯的落差，導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的功能性遠(yuǎn)落戶與發(fā)達(dá)國(guó)家。2015年，中共十八屆五中全會(huì)通過《中共中央關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃的建議》，將綠色發(fā)展與創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、開放、共享等發(fā)展理念共同構(gòu)成五大發(fā)展理念[2]。但目前，農(nóng)民收獲后，造成玉米秸稈、水稻秸稈、蘆葦秸稈等遺留，而適應(yīng)綠色發(fā)展的企業(yè)急需各種秸稈為原料，進(jìn)行發(fā)電、造紙、飼養(yǎng)牲畜、手工藝品等的利用。如何將二者需求結(jié)合，就是亟待進(jìn)行現(xiàn)代化農(nóng)用設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造，捆綁機(jī)就是符合企業(yè)需要、符合國(guó)情并促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的農(nóng)用機(jī)械設(shè)備之一。

1 自行走式割捆機(jī)的結(jié)構(gòu)部件及工作原理

1.1 自行走式割捆機(jī)主要部件

為使捆綁機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、輕便靈活、使用可靠、操作簡(jiǎn)單、作業(yè)性能強(qiáng)，維護(hù)保養(yǎng)方便等優(yōu)特點(diǎn)。主要部件應(yīng)包含撥草輪，往復(fù)式切割裝置，帶式輸送器，升降油缸，驅(qū)動(dòng)輪，前、后機(jī)架，傳動(dòng)系統(tǒng)，撿拾器，撥草叉，打捆針，壓縮腔，卸草捆板，打結(jié)器，發(fā)動(dòng)機(jī)，離合器等[3]。

1.2 自走式割捆機(jī)工作原理

（1）自行式割捆機(jī)結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)?，F(xiàn)在普遍使用的方草捆撿拾壓捆機(jī)不能一次完成切割、鋪條、撿拾、壓捆等多項(xiàng)工作，需與割草機(jī)、摟草機(jī)或切割壓扁機(jī)配套使用，并壓捆機(jī)多為牽引式作業(yè)，回轉(zhuǎn)半徑大，不適合于種植面積比較小的草場(chǎng)進(jìn)行飼草的撿拾打捆作業(yè)。大部分現(xiàn)有的收獲機(jī)械的結(jié)構(gòu)不合理，生產(chǎn)率低，更不便在小塊地作業(yè)，無法實(shí)現(xiàn)站立麥稈、站立稻稈的自動(dòng)化收集功能，而且收獲后的麥稈、稻稈不便于運(yùn)輸和貯存。自行式割捆機(jī)轉(zhuǎn)彎半徑小，可適合小面積作業(yè)，無需配套其他動(dòng)力和切割、鋪條機(jī)械，可實(shí)現(xiàn)在田間行走中一次完成對(duì)牧草、站立麥稈和站立稻稈的切割、鋪條、撿拾、壓縮和打捆聯(lián)合作業(yè)，收獲后的草捆便于運(yùn)輸和貯存。

（2）自行式割捆機(jī)工作原理。自行式割捆機(jī)是在驅(qū)動(dòng)輪的前方安裝撥草輪、往復(fù)式切割裝置和兩個(gè)帶式輸送器，撥草輪位于整機(jī)的最前端，往復(fù)式切割裝置安裝在撥草輪的后下方，兩個(gè)帶式輸送器分別安裝在往復(fù)式切割裝置的后方左右兩側(cè)。由撥草輪、往復(fù)式切割裝置和帶式輸送器組成割臺(tái)，割臺(tái)升降油缸的一端與割臺(tái)后端連接，其另一端與驅(qū)動(dòng)輪橋連接，驅(qū)動(dòng)輪橋安裝在驅(qū)動(dòng)橋管梁上。驅(qū)動(dòng)輪橋的上方是駕駛室，駕駛室的后方安裝發(fā)動(dòng)機(jī)。離合器、傳動(dòng)系統(tǒng)和換向齒輪箱位于發(fā)動(dòng)機(jī)的下方。萬向節(jié)裝置的一端與換向齒輪箱連接，其另一端與飛輪連接。機(jī)架鉸接桿把前機(jī)架和后機(jī)架兩部分聯(lián)接在一起，兩個(gè)轉(zhuǎn)向油缸分別安裝在機(jī)架鉸接桿的兩側(cè)，機(jī)器通過轉(zhuǎn)向油缸實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。飛輪后方的機(jī)架上安裝升降油缸，通過支承輪的軸，可實(shí)現(xiàn)撿拾器、輸送攪龍的升降。飛輪、齒輪箱和曲柄連桿機(jī)構(gòu)位于萬向節(jié)裝置的后方，壓縮活塞連接在曲柄連桿機(jī)構(gòu)后端。撥草叉位于壓縮活塞的下方并且安裝在喂入通道內(nèi)。撿拾器位于輸送攪龍的前下方。輸送攪龍位于撥草叉的下方，連接在割臺(tái)兩邊側(cè)板上。壓縮腔位于支承輪的上方，與喂入通道的上方連接。監(jiān)控系統(tǒng)、草捆長(zhǎng)度控制裝置和打結(jié)器位于壓縮腔的上面，打結(jié)器安裝在草捆長(zhǎng)度控制裝置的前面，監(jiān)控系統(tǒng)安裝在打結(jié)器的后面。打捆針位于壓縮腔的下面、喂入通道的后面。草捆密度調(diào)節(jié)裝置安裝在壓縮腔的后部。發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)輪行走的同時(shí)，一部分動(dòng)力傳遞給撥草輪、往復(fù)式切割裝置和帶式輸送器，完成撥草、撿拾和輸送動(dòng)作，另一部分動(dòng)力完成往復(fù)壓縮動(dòng)作和打結(jié)動(dòng)作。

2 切割裝置要求與結(jié)構(gòu)

2.1 割捆機(jī)對(duì)切割裝置的要求

切割裝置工作效率直接影響割捆機(jī)整體工作效率。因此必須具備以下幾個(gè)特點(diǎn)：一是無漏割和堵刀現(xiàn)象。不僅要求切割裝置在結(jié)構(gòu)上能很好地滿足前置作業(yè)的需求，在材料上也要提出韌性和硬度、鋒利度要求。二是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并易于維修與更換，作業(yè)過程中可能會(huì)與堅(jiān)硬物接觸而損壞，要易于更換。三是保持運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，減小振動(dòng)，收獲作業(yè)中的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，可降低落粒損失。

2.2 往復(fù)式切割裝置結(jié)構(gòu)示意圖

往復(fù)式切割裝置主要由支承和刀片兩部分組成，配備其他附件和傳動(dòng)裝置。切割部分的動(dòng)刀片兩側(cè)有刀刃。刀刃分光刃和齒紋刃兩類。光刃切割時(shí)載荷較小，割茬相對(duì)整齊，需經(jīng)常磨刀，致使損耗較快、壽命短。齒紋刃刀片基本不磨刀，雖然切割時(shí)載荷較大，但是使用方便。切割部分的定刀片為支承結(jié)構(gòu)。護(hù)刃器用于保護(hù)切割裝置并起到機(jī)架的作用，保持支撐裝置的正確位置，能對(duì)秸稈進(jìn)行分束以及利用護(hù)刃上舌與支撐裝置構(gòu)成兩點(diǎn)支承等。壓刃器用于保持動(dòng)、定刀片之間的剪切間隙，防止切割裝置在運(yùn)動(dòng)中抬起。有時(shí)還需要用到摩擦片。往復(fù)式切割裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1往復(fù)式切割裝置結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 圓盤式切割裝置

為提高往復(fù)式切割裝置的工作效率，也可將割頭部分改為圓盤式結(jié)構(gòu)。此類切割裝置的切削刃在水平面內(nèi)作直接回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)相對(duì)平穩(wěn)，其切削效果強(qiáng)于往復(fù)式切割裝置。為了適應(yīng)較高的作業(yè)速度和提升對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性，使用鉸鏈刀片。近年來國(guó)外回轉(zhuǎn)式機(jī)型發(fā)展較多，并有逐步擴(kuò)大的趨勢(shì)。鉸鏈刀片的多圓盤式的切割裝置，如圖2所示。

圖2鉸鏈刀片的多盤式切割裝置結(jié)構(gòu)示意圖

3 自走式割捆機(jī)發(fā)展趨勢(shì)

為適應(yīng)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展需要，我國(guó)很多割捆機(jī)制造企業(yè)研發(fā)的新機(jī)型，結(jié)構(gòu)與功能逐漸向歐美等國(guó)際企業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化農(nóng)用機(jī)械靠攏，但由于我國(guó)耕地形式、經(jīng)營(yíng)方式以及經(jīng)營(yíng)者的經(jīng)濟(jì)狀況等因素影響，我們要有自己的設(shè)備特點(diǎn)。針對(duì)國(guó)內(nèi)需求來研發(fā)和制造符合實(shí)際的設(shè)備，分型號(hào)分檔次來制造設(shè)備，不能大批量的向歐美等國(guó)制造特大型的割捆機(jī)。盡力設(shè)計(jì)小展臂高機(jī)動(dòng)性的農(nóng)用機(jī)械，提高壓縮腔壓縮性能，大幅減小出捆后秸稈的占用空間，降低儲(chǔ)存和運(yùn)輸成本。

4 結(jié) 語

國(guó)內(nèi)的割捆機(jī)正處于功能開發(fā)階段，設(shè)計(jì)與制造中要適應(yīng)國(guó)情，滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)需要，不能一味追求高性能，而忽視了成本的提高。要在其滿足使用功能的條件下，降低研發(fā)成本。使農(nóng)民買得起，用得好。