玉米聯(lián)機(jī)合收獲機(jī)

玉米聯(lián)機(jī)合收獲系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓名：專業(yè)：班級(jí)：學(xué)號(hào)：一、研發(fā)背景二、機(jī)械化收獲玉米的方法三、玉米聯(lián)合收獲機(jī)四、我國(guó)玉米聯(lián)合收獲機(jī)發(fā)展趨勢(shì)一、研發(fā)背景

玉米不僅是人們的口糧和“飼料之王”，也是重要工業(yè)原料，可加工成的工業(yè)產(chǎn)品達(dá)3000多種。玉米是三大糧食作物中最適合作為工業(yè)原料的品種，也是加工程度最高的糧食作物。玉米更是我國(guó)三大產(chǎn)物之一，全國(guó)現(xiàn)有種植面積約3．4億畝。玉米的種植工序簡(jiǎn)單、便于管理、有易高產(chǎn)，穩(wěn)產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。但是，收獲玉米卻十分麻煩的事，要摘穗、剝苞衣，況且由于其產(chǎn)量高，一個(gè)勞動(dòng)力每天只能收獲半畝地左右，還要運(yùn)輸、脫粒、揚(yáng)場(chǎng)、曬干等，為減輕農(nóng)民收獲玉米的勞動(dòng)難度，農(nóng)村需要適用的玉米聯(lián)合收獲機(jī)。二、機(jī)械化收獲玉米的方法（一）分段收獲法：分段收獲有兩種不同的作業(yè)程序：（1）用割曬機(jī)將玉米割倒、鋪放，經(jīng)幾天晾曬后，待籽粒濕度降到20－22％，用機(jī)械或人工摘穗和剝皮，然后運(yùn)至場(chǎng)上用脫粒機(jī)脫粒。（2）用摘穗機(jī)在玉米生長(zhǎng)狀態(tài)下進(jìn)行摘穗（稱為站稈摘穗），然后將果穗運(yùn)到場(chǎng)上，用剝皮機(jī)進(jìn)行剝皮而后脫粒，或?qū)⒐胫苯用摿?。莖稈用機(jī)器切碎或圓盤耙耙碎還田。（二）聯(lián)合收獲法：聯(lián)合收獲法有幾種不同的收獲工藝：（1）用玉米聯(lián)合收獲機(jī)，一次完成摘穗、剝皮、莖稈放鋪或切碎拋撒還田等項(xiàng)作業(yè)，然后將不帶苞葉的果穗運(yùn)到場(chǎng)上，經(jīng)晾曬后進(jìn)行脫粒。(2）用谷物聯(lián)合收獲機(jī)換裝玉米割臺(tái)，一次完成摘穗、剝皮（脫粒、分離和清選）等項(xiàng)作業(yè)。在地里的莖稈用其他機(jī)械切碎還田，有的玉米割臺(tái)裝有切割器，先將玉米割倒，并整株喂入聯(lián)合收獲機(jī)的脫粒裝置進(jìn)行脫粒、分離和清選。

（3）用割曬機(jī)（或人工）將玉米割倒，并放成人字形條鋪，經(jīng)幾天晾曬后，用裝有拾禾器的谷物聯(lián)合收獲機(jī)拾禾脫粒。三、玉米聯(lián)合收獲機(jī)（一）.黑箱圖玉米植株驅(qū)動(dòng)能驅(qū)動(dòng)信號(hào)玉米棒（切碎的莖稈）工作機(jī)構(gòu)能量顯示信號(hào)土壤濕度溫度風(fēng)力噪聲廢氣震動(dòng)（二）、玉米聯(lián)合收獲機(jī)分類、型號(hào)及結(jié)構(gòu)（1）玉米聯(lián)合收割機(jī)的分類

根據(jù)摘穗裝置的配置方式不同，分為臥式摘穗輥機(jī)型和立式摘穗輥機(jī)型；根據(jù)與動(dòng)力掛接方式的不同，分為牽引式、背負(fù)式和自走式機(jī)型。

（2）玉米聯(lián)合收獲機(jī)的型號(hào)

玉米聯(lián)合收獲機(jī)的型號(hào)主要由牌號(hào)、型號(hào)和名稱組成。如“春雨4YZ-4型玉米聯(lián)合收獲機(jī)”，“春雨”是牌號(hào)，即商標(biāo)；“4YZ-4”是型號(hào)，在型號(hào)中“4”代表農(nóng)業(yè)機(jī)械分類，表示收獲機(jī)械，“Y”代表“玉米”，即玉字的漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母?！癦”表示為“自走式”，“4”為主要技術(shù)參數(shù)，表示每個(gè)行程的收獲行數(shù)為4；“玉米聯(lián)合收獲機(jī)”是名稱。

（3）玉米聯(lián)合收獲機(jī)的工作原理

工作時(shí)，分禾器將莖稈導(dǎo)入撥禾鏈，在它的撥送和夾持下，經(jīng)摘穗輥前端的導(dǎo)錐進(jìn)入摘穗機(jī)構(gòu)，摘下的果穗落入輸送器，由輸送器輸送到升運(yùn)器，升運(yùn)器將果穗升運(yùn)送到剝皮機(jī)，經(jīng)剝皮機(jī)剝皮的玉米被拋送到果穗箱內(nèi)，玉米苞葉和斷秸稈被排除機(jī)外。摘穗后的莖稈被粉碎裝置粉碎后，均勻的拋灑于地表。落入糧倉(cāng)的果穗堆滿后在有操縱閥和油缸的作用下進(jìn)行卸糧。

（4）主要部件和功用

摘穗裝置

：扶禾器

、摘穗齒箱

、摘穗輥

、切草刀

、撥禾鏈。

輸送裝置

：包括水平輸送器和果穗升運(yùn)器。

剝皮裝置

：主要由壓制器、剝皮輥等組成。

清雜和集穗裝置

：清雜風(fēng)機(jī)

、果穗箱

。

莖稈粉碎裝置

：主要由還田機(jī)殼體、V型帶傳動(dòng)系統(tǒng)、刀軸、地輥、懸掛機(jī)構(gòu)等組成。（三）、臥立式摘穗輥機(jī)比較（1）臥輥式玉米聯(lián)合收獲機(jī)

一般為兩/三行牽引式，站稈摘穗。國(guó)產(chǎn)4YW－2為縱臥輥式玉米聯(lián)合收獲機(jī)，由分禾器、撥禾鏈、摘穗輥、果穗第一升運(yùn)器、除莖器、剝皮裝置、果穗第二升運(yùn)器、苞葉螺旋、籽粒回收螺旋和莖稈切碎刀等組成。其工作過(guò)程：分禾器從根部將禾稈扶正并引向帶有撥齒的撥禾鏈，鏈分三層單排配置（機(jī)器外側(cè)一排較長(zhǎng)，機(jī)器內(nèi)側(cè)兩排較短），將莖稈扶持并引向摘穗輥。摘穗輥為縱向傾斜配置，每行一對(duì)，相對(duì)向里轉(zhuǎn)動(dòng)，前端為帶螺紋的錐體，起導(dǎo)禾作用；中部為帶螺紋的圓柱體，起摘穗作用；后段為深槽狀圓柱體，將上部剩余或拉斷的莖稈拉下或咬斷，以防阻塞。兩輥在回轉(zhuǎn)中將禾稈引向摘輥間隙之中，并不斷向下方拉送。由于果穗直徑較大通不過(guò)間隙而被摘落。摘下的果穗由摘輥上方滑向中央第一升運(yùn)器中。果穗經(jīng)升運(yùn)器被運(yùn)到上方，并滑落到剝皮裝置中。

經(jīng)過(guò)摘輥碾壓后的莖稈，其上部多已被撕碎或折斷，基部約有1m長(zhǎng)左右仍站立在田間。在機(jī)器的后方設(shè)有橫置臥式甩刀式切碎刀，將殘存的莖稈切碎并拋撒于地面。剝皮裝置1.下剝皮輥2.上剝皮輥3.除莖器4.壓送器5.隔離桿（2）立輥式玉米聯(lián)合收獲機(jī)

它一般為兩行或三行牽引式（如4YL－2為兩行，豐收－3為三行），割稈后摘穗，并將莖稈放鋪/切碎。4YL－2玉米聯(lián)合收獲機(jī)由分禾器、撥禾鏈、圓盤式切割器、喂入鏈、摘穗器、放鋪臺(tái)、果穗第一升運(yùn)器、剝皮裝置、果穗第二升運(yùn)器、苞葉輸送螺旋、籽?；厥章菪蛽鹾贪宓冉M成（見(jiàn)下圖）。其工作過(guò)程：分禾器（圖12－5）將禾稈從根部扶正并引向撥禾鏈。撥禾鏈將禾稈推向圓盤式切割器。當(dāng)莖稈被割斷后，在切割器和撥禾鏈的配合作用下送向喂入鏈。喂入鏈將莖稈夾緊并送向摘穗輥的間隙中，將穗摘下。

摘穗輥為斜立式（垂直線傾斜25o）。每行有兩對(duì)摘輥，一般前輥呈螺旋凸棱形表面，主要起摘穗作用，稱為摘穗輥；后輥呈多梭形表面，主要起拉引莖稈的作用，稱為拉莖輥。莖稈在摘輥的碾壓作用下向后方移動(dòng)。由于擋禾板的阻擋，使禾稈向垂直于輥軸方向旋轉(zhuǎn)并拋出。已摘下的果穗落入果穗第一升運(yùn)器。升運(yùn)至剝皮機(jī)構(gòu)，莖稈落入后方的放鋪臺(tái)，臺(tái)上帶撥齒的鏈條將莖稈間斷地堆放到地面。若需莖稈還田時(shí)，可將放鋪臺(tái)拆下，換裝切碎器，將莖稈切碎并拋撒還田。它的剝皮裝置與臥式的機(jī)型類似，已剝?nèi)グ~的果穗經(jīng)第二升運(yùn)器與回收籽粒一起送入后方的拖車。小結(jié)：上述兩種類型的玉米聯(lián)合收獲機(jī)在條件適宜的情況下工作性能基本相同：損失率為2%以下；落地漏摘果穗損失約2～3％；總損失為4～5％；籽粒破碎率為7～10％；苞葉的剝凈率為80％以上。但在條件較差的情況下，則各有特點(diǎn)：一般在玉米青濕、植株密度較大、雜草較多情況下，立輥式玉米收獲機(jī)故障較多，在摘輥處易發(fā)生堵塞，而傾斜臥輥式玉米收獲機(jī)則適應(yīng)性較強(qiáng)，故障較少；在收獲結(jié)穗部位較低的果穗時(shí)，則立輥式機(jī)型比臥輥式機(jī)型的漏摘果穗損失率較小。此外，立輥式機(jī)型能夠進(jìn)行莖稈放鋪和收集，而臥輥式機(jī)型則不能放鋪莖稈。4YZ-4型收獲機(jī)分析（一）主要功能參數(shù)（二）.整機(jī)工藝流程（三）主要工作部件（執(zhí)行系統(tǒng)）（1）割臺(tái)玉米割臺(tái)的收獲行數(shù)為四行。由分禾器、撥禾鏈、拉莖輥、摘穗板、清除刀、果穗螺旋和鏈耙式升運(yùn)器等組成。（2）摘穗器

工作中，莖稈在兩輥和兩輥凸棱之間沿軸向移動(dòng)時(shí)被向下拉伸，由于莖稈的抗拉力較大（1000～1500N），而果穗與穗柄的連接力及穗柄與莖稈的連接力較小（約500N），因此果穗在兩摘輥碾拉下被摘落。果穗一般在它與穗柄的連接處被揪斷，并剝掉大部分苞葉。

摘穗輥的后段為強(qiáng)拉段，表面上具有較高大的凸棱和溝槽（長(zhǎng)約120～320mm）。其主要作用是將莖稈的末稍部分和在摘穗中已拉斷的莖稈強(qiáng)制從縫隙中拉出和咬斷，以防堵塞?？v臥式摘輥的主要特點(diǎn)：在摘穗時(shí)莖稈的壓縮程度較小，因而功率耗用較小，對(duì)莖稈不同狀態(tài)的適應(yīng)性較強(qiáng)，工作較可靠；但摘落的果穗帶有苞葉較多。A．摘輥工作的基本條件a.能抓取莖稈

設(shè)兩摘輥為圓柱形斷面，當(dāng)莖稈在喂入機(jī)構(gòu)的作用下與摘輥接觸時(shí)，則摘輥對(duì)莖稈端部便產(chǎn)生支反力N和抓取力T，摘輥能抓取莖稈的條件是

Tx＞Nx即Tcosα＞Nsinα而T＝Nμj式中μj——摘輥對(duì)莖稈的抓取系數(shù)；α——對(duì)莖稈的起始抓取角。摘輥?zhàn)ト∏o桿的條件a)開始喂入b)喂入后b不抓取果穗

當(dāng)莖稈在摘輥間隙中被向后拉引而穗與摘輥相遇時(shí)，摘輥對(duì)果穗端部便產(chǎn)生支反力Ng和抓取力Tg。為了使果穗不被抓取，必須滿足下述條件擠落果穗條件即Ngsinαg＞Tgcosαg式中Tg＝Ngμg;μg－摘輥對(duì)果穗的抓取系數(shù)。代入上式得Ngsinαg＞Ngμgcosαg簡(jiǎn)化得tgαg＞μgc碾拉斷果穗

摘輥在工作中不斷向后方拉引莖稈，而果穗被擋在摘輥間隙之外。當(dāng)拉引莖稈的力大于莖稈前進(jìn)阻力和果穗摘斷力時(shí)，則果穗被碾拉斷，落在摘輥的前方。滿足此條件的受力分析如圖12－14。

設(shè)摘輥對(duì)莖稈的水平拉引力為Tjx，莖稈進(jìn)入摘輥的阻力為Njx，碾拉斷果穗需的力為Rg，則碾拉斷果穗的條件為

d.摘輥直徑的確定

摘輥直徑根據(jù)摘輥?zhàn)ト∏o稈而不抓取果穗兩條件而確定。

從抓取莖稈條件中，可看出下列尺寸關(guān)系

式中D——摘輥直徑；d——莖稈直徑；h——摘輥間隙；α——摘輥莖稈的起始抓取角。e.莖稈在立式摘輥中的運(yùn)動(dòng)及摘輥長(zhǎng)度分析

當(dāng)莖稈被喂入鏈從根部喂入摘穗輥后，迅速由摘輥的下段過(guò)渡到摘輥的上段，此后莖稈按上段的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)。

摘輥的圓周速度可分解為摘輥的軸向移動(dòng)速度v1莖稈的拉伸速度v2，即

v1＝vctgβ0

v2＝vcscβ0v—摘輥圓周速度；β0—由于擋禾板的作用，莖稈在上段始端A位置時(shí)的傾角f.立式摘輥的速度選擇

立式摘輥的工作長(zhǎng)度較小，生產(chǎn)率受到限制，且果穗被摘掉后能迅速脫離摘輥，而不易咬傷。為了提高生產(chǎn)率，一般取其圓周速度較臥輥稍高，為4～5.5m/s。(3)剝皮裝置剝皮裝置的構(gòu)造和工作過(guò)程剝皮裝置多為輥式。它由若干對(duì)相對(duì)向里側(cè)回轉(zhuǎn)的剝皮輥和壓送器等組成。剝皮輥是該機(jī)構(gòu)的主要的工作部件，其軸線與水平成10o～12o傾角，以利于果穗沿軸向下滑。每對(duì)剝皮輥的軸心高度不等，呈V形或槽形配置。槽形配置的果穗橫向分布較均勻，性能較好，目前采用較多。在剝皮輥的下端設(shè)有深槽形的強(qiáng)制段，可將滑到剝輥末端的散落苞葉和雜草等從間隙中拉出以防堵塞.

在剝皮輥的上方，設(shè)有壓送器，使果穗對(duì)剝輥穩(wěn)定地接觸而避免跳動(dòng)。壓送器有鍵式、葉輪式和帶式等幾種。目前膠板葉輪式壓送器應(yīng)用較多。A)帶鍵式壓送器的剝皮裝置b)帶葉輪式壓送器的剝皮裝置c)V形配置d)槽形配置

剝皮裝置工作時(shí)，壓送器緩慢地回轉(zhuǎn)（或移動(dòng)），使果穗沿剝皮輥表面徐徐下滑。由于每對(duì)剝輥對(duì)果穗的切向抓取力不同（上輥較小，下輥較大）果穗便回轉(zhuǎn)。果穗在旋轉(zhuǎn)和滑行中不斷受到剝皮輥的抓取，將苞皮或苞葉撕開，并從剝輥的間隙中拉出。

為了增加剝皮輥對(duì)苞葉的抓取能力，上置的剝皮輥一般為膠制，表面具有凸棱，其抓取能力較強(qiáng)；下置的剝皮輥為鑄鐵制，表面具有螺旋形槽紋，并帶有可拆卸的凸釘，既有利于果穗下滑又具有較強(qiáng)的抓取能力。當(dāng)果穗青濕難以剝掉苞葉時(shí)，可加裝凸釘以增強(qiáng)剝?nèi)∽饔?；?dāng)果穗干燥，籽粒容易脫落和破碎時(shí)，則由下方向上逐次減少凸釘，以減少落粒和破碎損失.剝皮裝置的參數(shù)選擇1．剝皮輥直徑根據(jù)剝輥不能抓取果穗的條件而確定。在現(xiàn)有機(jī)器上，剝輥直徑為68～103mm。2．剝皮輥軸心高度差根據(jù)果穗在兩剝輥中的穩(wěn)定性而確定。剝輥軸心高度差即α＋γ＜90o剝皮輥的轉(zhuǎn)速試驗(yàn)指出：剝皮輥的轉(zhuǎn)速范圍為200～400r/min較適宜。轉(zhuǎn)速過(guò)高，將影響苞葉剝凈率；過(guò)低則生產(chǎn)率降低。剝皮輥長(zhǎng)度根據(jù)試驗(yàn)資料：剝皮輥以1m左右長(zhǎng)為適宜。過(guò)長(zhǎng)時(shí)，剝凈率無(wú)明顯增加，但破碎率增大；過(guò)短時(shí)，則剝凈率降低。現(xiàn)有機(jī)器上的剝皮輥長(zhǎng)度為800～1100mm。剝皮輥的生產(chǎn)率每對(duì)剝皮輥的生產(chǎn)率，根據(jù)對(duì)剝凈率的要求不同，差別較大。一般要求剝凈率在80％以上時(shí)，生產(chǎn)率為400～700kg/h，即0.11～0.2kg/s。在玉米聯(lián)合收獲機(jī)上，摘穗輥對(duì)數(shù)與剝皮輥的對(duì)數(shù)比為1∶2～1∶3。近來(lái)新型機(jī)器上，為提高生產(chǎn)率，一般取1∶3比例。（4）莖稈粉碎裝置

莖稈粉碎裝置一般由機(jī)架部分、變速箱、壓輪部分、懸掛部分、切碎部分、罩殼等組成。工作過(guò)程：玉米收獲機(jī)通過(guò)動(dòng)力輸出軸經(jīng)過(guò)萬(wàn)向節(jié)將動(dòng)力傳至莖稈粉碎裝置的變速箱，經(jīng)過(guò)兩級(jí)加速后帶動(dòng)切碎部分的刀軸高速旋轉(zhuǎn)，均勻分布。（四）傳動(dòng)系統(tǒng)1.割臺(tái)總成2.切割器總成3.割臺(tái)總成4.莖桿輸送箱總成5.切碎機(jī)總成6.駕駛室總成7.驅(qū)動(dòng)橋總成8.儀表總成9.操縱總成10.電平、電器總成11.輸送器總成12.傳動(dòng)總成13.大輸送總成14.振動(dòng)篩總成15.剝皮機(jī)齒輪箱總成16.苞葉輸送器總成17.剝皮機(jī)總成18.動(dòng)力總成19.糧箱總成20.轉(zhuǎn)向橋總成21.機(jī)架總成22.液壓系統(tǒng)總成12345678910液壓系統(tǒng)1.液壓泵2.單穩(wěn)閥3.主控制閥4.輔助控制閥5.上層割臺(tái)油缸6.下層割臺(tái)油缸7.果穗箱油缸8.無(wú)極變速油缸9.拋擲器主油缸10.拋擲器輔助油缸11.拋擲器回轉(zhuǎn)馬達(dá)12.全液壓轉(zhuǎn)向器13.轉(zhuǎn)向油缸1

玉米收獲機(jī)液壓系統(tǒng)由操縱和轉(zhuǎn)向兩個(gè)系統(tǒng)組成。操縱系統(tǒng)用來(lái)完成控制上下層割臺(tái)的升降、果穗箱翻轉(zhuǎn)卸料、行走無(wú)極變速、拋擲器拋擲角度調(diào)