自走式玉米收獲機(jī)關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)及工作原理

0 引言

我國(guó)玉米種植面積和總產(chǎn)量位居世界第二位。玉米的用途非常廣泛，除了可以作為人們?nèi)粘５目诩Z之外，還是畜牧業(yè)主要的飼料原料；而玉米秸稈又可以作為飼料、燃料和肥料的原料；同時(shí)，玉米還是重要的工業(yè)原料，如酒精、醫(yī)藥等。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們經(jīng)濟(jì)收入和物質(zhì)生活水平也在不斷提高，飲食結(jié)構(gòu)也在發(fā)生改變，食物中除了必要的口糧外，對(duì)蛋、奶、禽、肉的需求有較大的提高，這些因素促進(jìn)了玉米種植面積和產(chǎn)量的提高。因此，玉米在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。近年來(lái)，我國(guó)玉米種植面積不斷增加，目前已經(jīng)超過小麥成為第二大糧食作物，在玉米生產(chǎn)各環(huán)節(jié)中，收獲環(huán)節(jié)作業(yè)量最大，勞動(dòng)強(qiáng)度最高。因此，實(shí)現(xiàn)玉米收獲機(jī)械化非常必要。加快發(fā)展玉米機(jī)械化收獲，對(duì)于改變傳統(tǒng)的玉米收獲方式，提高秸稈利用水平，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，建設(shè)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)都具有十分重要的地位和作用。

自走式玉米收獲機(jī)是自帶動(dòng)力獨(dú)立行走的玉米收獲專用機(jī)械，其功能包括對(duì)成熟的玉米進(jìn)行摘穂(收籽粒)、剝皮、收集，同時(shí)對(duì)玉米秸稈粉碎還田作業(yè)。自走式玉米收獲機(jī)有收籽粒和收整穗兩種機(jī)型。本文主要針對(duì)收果穗的玉米聯(lián)合收獲機(jī)(以下稱收獲機(jī))總體結(jié)構(gòu)、工作原理及收獲關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行闡述。

1 收獲機(jī)的總體結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1 總體結(jié)構(gòu)

收獲機(jī)主要由割臺(tái)、升運(yùn)裝置、剝皮裝置、儲(chǔ)糧倉(cāng)、機(jī)架、底盤機(jī)架、轉(zhuǎn)向橋、發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)橋等幾大部分組成(圖1)。

1.2 工作原理

收獲機(jī)作業(yè)時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出軸傳出動(dòng)力，經(jīng)中央傳動(dòng)箱分三路，其一驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋，是收獲機(jī)行走作業(yè)的動(dòng)力，其二驅(qū)動(dòng)割臺(tái)，其三驅(qū)動(dòng)剝皮裝置，其二、其三是收獲機(jī)收割、摘穗、剝皮及儲(chǔ)糧作業(yè)時(shí)的動(dòng)力。收獲機(jī)的工作原理是：收獲機(jī)作業(yè)時(shí)割臺(tái)中的切割器將玉米秸稈切斷，再經(jīng)割臺(tái)上的分禾器、摘穗箱把玉米秸稈與果穗分離，分離后的果穗被送到升運(yùn)裝置，秸稈經(jīng)粉碎后直接還田，由升運(yùn)裝置運(yùn)送的果穗進(jìn)入剝皮裝置進(jìn)行剝皮處理,經(jīng)剝皮處理后的果穗被運(yùn)送到儲(chǔ)糧倉(cāng)。

2 關(guān)鍵收獲部件的構(gòu)造及工作原理

2.1 割臺(tái)的構(gòu)造及工作原理

割臺(tái)主要由機(jī)架、摘穗箱、變向器、拉莖輥、粉碎裝置和傳動(dòng)系組成，動(dòng)力由收獲機(jī)的中央傳動(dòng)箱傳入，在通過割臺(tái)變向器后，動(dòng)力方向由縱向變橫向，該動(dòng)力經(jīng)傳動(dòng)系進(jìn)入摘穗箱，將動(dòng)力分三個(gè)方向傳出，第一向動(dòng)力驅(qū)動(dòng)拉莖輥，第二向動(dòng)力驅(qū)動(dòng)撥禾鏈，第三向動(dòng)力驅(qū)動(dòng)粉碎系統(tǒng)和升運(yùn)器。其工作過程為：割臺(tái)上的切割器將玉米秸稈切斷，經(jīng)分禾器傳送到拉莖輥和撥禾鏈上，拉莖輥使秸稈向下運(yùn)動(dòng)，撥禾鏈?zhǔn)菇斩捪蚝筮\(yùn)動(dòng)，兩者運(yùn)動(dòng)方向相互垂直，在兩力的作用下將玉米果穗與秸稈強(qiáng)制分離(圖2)。之后，撥禾鏈將果穗輸送到橫向輸送器，再經(jīng)升運(yùn)裝置進(jìn)入儲(chǔ)糧倉(cāng)。

基層畜牧獸醫(yī)動(dòng)物防疫機(jī)構(gòu)是政府設(shè)置在基層的負(fù)責(zé)畜牧獸醫(yī)防疫工作的機(jī)構(gòu)，對(duì)畜牧獸醫(yī)動(dòng)物防疫工作的開展具有重要的推動(dòng)作用。但是，畜牧獸醫(yī)動(dòng)物防疫工作并未受到上級(jí)政府，尤其是相關(guān)主管部門的重視，這主要與相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的畜牧獸醫(yī)防疫觀念滯后有關(guān)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：將畜牧獸醫(yī)看作“雞肋”，不重視畜牧獸醫(yī)防疫工作；管理松散如散沙，監(jiān)管乏力，缺乏一致性；基層畜牧獸醫(yī)防疫工作環(huán)境惡劣、設(shè)備簡(jiǎn)陋；延遲畜牧獸醫(yī)防疫工作資金的發(fā)放；不注重基層畜牧獸醫(yī)動(dòng)物防疫人才的引進(jìn)培養(yǎng)等。

2.2 摘穗箱構(gòu)造、功能及計(jì)算

摘穗箱由1個(gè)球墨鑄鐵的箱體、輸入軸、2個(gè)撥禾鏈軸、2個(gè)拉莖輥齒輪軸、2對(duì)16∶26錐齒輪、1套27∶12錐齒輪、軸承、油封、螺栓和軸承壓蓋組成(圖3)

。錐齒輪的齒數(shù)分別為z

=27、z

=12、z

=16、z

=26。

將有關(guān)數(shù)據(jù)代入式(3)得出

=2.0 m·s

以新疆牧神牌4Y2-4玉米收獲機(jī)為例，當(dāng)拉莖輥的轉(zhuǎn)速ω

在1 500 r·min

左右時(shí)，作業(yè)效果最佳，與輸入軸的轉(zhuǎn)速ω

的關(guān)系式如式(1)

其中:Ps為地面氣壓(hPa);f(φ,h0)=(0.002 66cos2φ-0.000 28h0),φ為GPS接收站的緯度,h0為相對(duì)于旋轉(zhuǎn)橢球體的地基GPS測(cè)站高度(km)。

ZHANG Liang, FENG Ansheng. Discussion on 2017 edition SME standards and guidelines for valuation of mineral properties[J]. Conservation and utilization of mineral resources, 2018(6):9-13,19.

(1)

主動(dòng)撥禾鏈輪和從動(dòng)撥禾鏈輪均為農(nóng)機(jī)專用38齒鏈輪，其節(jié)圓直徑

=95 mm。撥禾鏈的線速度

與撥禾鏈輪軸的轉(zhuǎn)速

的關(guān)系式如式(3)

撥禾鏈輪軸的轉(zhuǎn)速

與輸入軸的轉(zhuǎn)速

的關(guān)系式如式(2)

(2)

將數(shù)據(jù)代入式(2)得

=410 r·min

將數(shù)據(jù)代入式(1)得

=666 r·min

醒腦靜注射液聯(lián)合改良去大骨瓣減壓術(shù)對(duì)重型顱腦損傷患者術(shù)后顱內(nèi)壓及血清炎性因子水平的影響 … 陳 波等（5）：674

(3)

摘穗箱的功能是把玉米秸稈與果穗分離，再將分離后的果穗送到升運(yùn)裝置。

收獲機(jī)作業(yè)，要保持作業(yè)時(shí)植株受到的沖擊最小，此時(shí)撥禾鏈工作時(shí)的水平方向分速度必須大于或等于收獲機(jī)的前進(jìn)速度，否則會(huì)造成堵塞。經(jīng)試驗(yàn)，割臺(tái)的工作角度在20°～25°時(shí)，作業(yè)效果最佳。收獲機(jī)的前進(jìn)速度為

與撥禾鏈的線速度

之間關(guān)系式為

采用逐次鏡像法計(jì)算導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度[3]，采用CISPR公式[4]計(jì)算無(wú)線電干擾水平、BPA公式 計(jì)算可聽噪聲[5]、前蘇聯(lián)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算電暈損失。計(jì)算對(duì)比結(jié)果如表4所示。

∈

×sin(90°-20°)～

×sin(90°-25°)

(4)

將有關(guān)數(shù)據(jù)代入式(4)得

∈2.1～2.2 m·s

。

收獲機(jī)作業(yè)時(shí)擋位通常為I擋，所以

∈2.1～2.2 m·s

可以滿足割臺(tái)的速度要求，若提高作業(yè)速度，則割臺(tái)轉(zhuǎn)速也需相應(yīng)提高。

2.3 升運(yùn)裝置的結(jié)構(gòu)、功能及工作原理

升運(yùn)裝置的動(dòng)力經(jīng)過割臺(tái)過渡軸傳遞到升運(yùn)器的下軸，下軸上用平鍵和卡簧固定兩個(gè)單排鏈輪，上軸用卡簧固定兩個(gè)鏈輪，安裝使用過程中保證兩條鏈條同步運(yùn)動(dòng)，因?yàn)橄鹉z刮板是安裝在兩條鏈條之間的，上軸兩側(cè)分別安裝有皮帶輪和鏈輪。皮帶輪經(jīng)過皮帶將動(dòng)力傳遞給風(fēng)機(jī)軸，帶動(dòng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，而另一側(cè)的鏈輪則經(jīng)過鏈條將動(dòng)力傳遞給下排雜輥軸的鏈輪，驅(qū)動(dòng)兩個(gè)排雜輥工作。升運(yùn)器在使用過程中要最大程度地減小對(duì)玉米果穗的沖擊，要求升運(yùn)器的線速度不能過快，而且升運(yùn)器刮板的材質(zhì)不能過硬。

升運(yùn)裝置主要由殼體、鏈條、刮板、上軸、下軸、排雜輥、上軸鏈輪、下軸鏈輪、風(fēng)機(jī)鏈條、若干個(gè)橡膠刮板及風(fēng)機(jī)總成等組成(圖4)。升運(yùn)器下部固裝在割臺(tái)上，跟隨割臺(tái)上下移動(dòng)，升運(yùn)器上端與割臺(tái)絞接，可自由移動(dòng)，升運(yùn)器移動(dòng)的角度范圍設(shè)計(jì)為40°～50°之間。

2.3.2 功能

林語(yǔ)堂將促進(jìn)東西方文化交流作為了自己的人生使命(黃寧夏2012:118)，他深知中西方文化、習(xí)慣的巨大差異，兩種文化在語(yǔ)言、行文思路上都存在著巨大的差異。所以，在進(jìn)行翻譯的過程中，林語(yǔ)堂最大限度地使用了讀者能夠接受的、習(xí)慣的句式、措辭、語(yǔ)篇結(jié)構(gòu)等形式進(jìn)行表達(dá)，提升譯本的可讀性，優(yōu)化讀者的閱讀感受，讓讀者能夠更好地理解和接受文本中的內(nèi)容。對(duì)于文化內(nèi)容，林語(yǔ)堂十分注意使用讀者較為熟悉的文化信息展開思想的傳遞，讓中國(guó)文化精神以及語(yǔ)言行為模式得到傳播。

2.3.3 工作原理

2.3.1 結(jié)構(gòu)

升運(yùn)裝置的主要功能是將割臺(tái)摘下的玉米果穗輸送到剝皮機(jī)或糧倉(cāng)，升運(yùn)裝置頂部有一對(duì)排雜輥，排雜輥的作用是將被拉莖輥夾斷通過升運(yùn)裝置運(yùn)來(lái)的斷秸稈排出機(jī)器外，避免進(jìn)入剝皮機(jī)增加負(fù)荷。升運(yùn)器出口下端的風(fēng)機(jī)是用來(lái)清選玉米果穗的，將果穗皮等雜物排出機(jī)外，避免雜物進(jìn)入剝皮機(jī)或糧倉(cāng)。

2.4 剝皮機(jī)結(jié)構(gòu)、功能及原理

2.4.1 剝皮機(jī)結(jié)構(gòu)

剝皮機(jī)主要由機(jī)架、剝皮裝置、壓送輥、清選篩和傳動(dòng)系統(tǒng)等組成(圖5)。

2.4.2 剝皮機(jī)的功能、工作原理

剝皮機(jī)的功能是去除由升運(yùn)裝置傳送來(lái)的果穗苞葉及斷莖稈。其工作原理為剝皮裝置中帶有釘齒的兩根做相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的剝皮輥，通過擠壓力、撕扯將玉米果穗和苞葉分離并排出，果穗由剝皮機(jī)上的兩組壓送輥產(chǎn)生的螺旋推力輸送出剝皮裝置，排出的苞葉及碎莖稈掉入清選篩子，苞葉及碎莖稈在清選篩的作用下排出機(jī)外，夾在苞葉及碎莖稈中的籽粒經(jīng)過清選篩子分離后落入回收倉(cāng)。

由表4可知，對(duì)應(yīng)于每個(gè)X2因子的固定水平，與X3形成的雙因子效應(yīng)產(chǎn)量，最高值都在X3的-1、0水平，且表現(xiàn)為X2在低水平時(shí)最高值X3在-1水平，X2在0水平及以上時(shí)最高值X3在0水平。這說明磷肥的適宜施用范圍在-1與0水平之間，當(dāng)施氮量的增加時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加磷肥的施用，但不宜太高。而X3在-1.682與-1水平時(shí)最高值X2在-1水平，X3在0、1水平時(shí)最高值X2在0水平，X3在1、1.682水平時(shí)最高值X1在1水平，說明豇豆的適宜施氮量應(yīng)在-1～1水平，低于或高于該區(qū)間產(chǎn)量都會(huì)降低。最高點(diǎn)的峰值點(diǎn)為X2=0，X3=0。

收獲機(jī)剝皮裝置中的剝皮輥全部采用傾斜布置。剝皮輥與水平面的夾角

越大，果穗通過剝皮輥的時(shí)間就越短，作業(yè)效率就越高，但是剝皮效果也會(huì)越差，而果穗損傷率和籽粒損失率會(huì)減小。綜合幾個(gè)因素考慮并加以試驗(yàn)驗(yàn)證，得出

=15°時(shí)，剝皮質(zhì)量最高。剝皮輥轉(zhuǎn)速越快，產(chǎn)生的下推速度就越快，生產(chǎn)率高，但是剝凈率下降，損失率大，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證剝皮輥線速度在1～1.3 m·s

范圍內(nèi)最為合適。當(dāng)剝皮輥的直徑較小時(shí)，剝皮輥對(duì)果穗的摩擦力減小，剝皮效果下降，當(dāng)剝皮輥直徑較大時(shí)，剝皮輥對(duì)果穗的損傷嚴(yán)重，損失率增加，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證剝皮輥的直徑在60～80 mm時(shí)，剝皮效果為佳

。

福建馬坑礦業(yè)股份有限公司通過選鐵尾礦回收鉬資源，每年多回收鉬精礦400 t，新增產(chǎn)值5 473萬(wàn)元/年，新增毛利率4 419萬(wàn)元/年，上繳稅金2 000多萬(wàn)元/年。該技術(shù)的應(yīng)用，最大限度地回收了尾礦中的鉬資源，大大提高了礦物資源的回收利用水平。同時(shí)，減少了尾礦排放量，減輕了尾礦庫(kù)對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的破壞。

3 結(jié)語(yǔ)

自走式玉米收獲機(jī)是自帶動(dòng)力在獨(dú)立行走的對(duì)成熟的玉米進(jìn)行摘穂(收籽粒)、剝皮、收集，同時(shí)對(duì)玉米秸稈粉碎還田作業(yè)的農(nóng)業(yè)機(jī)械。自走式玉米收獲機(jī)有收籽粒和收整穗兩種機(jī)型。針對(duì)自走式收果穗的玉米聯(lián)合收獲機(jī)的總體結(jié)構(gòu)、工作原理及收獲關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行了 的闡述。并對(duì)收獲關(guān)健部件中的割臺(tái)、摘穗箱、升運(yùn)裝置及剝皮機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理、及相關(guān)的計(jì)算進(jìn)行了說明。

[1] 王建廷，李耀明，馬征等.玉米收獲機(jī)械關(guān)鍵裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2019(9):1-6.

[2] 孫兆柱，楊永發(fā)，祁禹衡.小型玉米收獲機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2021(6):84-88.