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单行悬挂式玉米收获机换向箱的研究设计2
六、悬挂式单行玉米收获机的设计
1 总体方案的确定
1.1整机结构配置设计
本玉米收获机采用飞象牌单缸卧式拖拉机右侧悬挂配置的方式,其总体结构如图1所示。
1.果穗箱 2.机架 3.传动系统 4.主换向箱 5. 摘穗装置 6.拖拉机 7.升运器
图1 悬挂式玉米收获机简图
1.2玉米收获工艺流程和工作原理
1.2.1工艺过程
茎秆拉断→摘穗→果穗升运→果穗收集→果穗堆放
1.2.2工作原理
玉米收获机顺垄作业时,左,右分禾器将倒伏的玉米茎秆扶起并导入左,右拨禾链中,左,右拨禾链以适当的线速度将每一株茎秆垂直地导入一对拉茎辊之间。当茎秆被拉茎辊抓取时,茎秆被急速拉向辊的下方,这时果穗也随茎秆移动。当遇到设在拉茎辊上方的摘穗板时,在冲出力和拉茎力的综合作用下,完成摘穗工作;同时,拨禾链将果穗拨到果穗输送器中,果穗被输送到果穗箱中,而茎秆继续被拉茎辊拉向下方,果穗箱内堆集一定数量果穗后,将果穗堆放在地上。拉茎辊工作原理如图2所示。
图2 摘穗板式拉茎棍工作原理
2 传动系统设计
悬挂式玉米收获机的传动路线为;拖拉机飞轮输出动力轴→皮带传动→传动轴→链轮传动→换向箱。
3 主体结构参数和运动参数的设计
3.1 摘穗板组合式摘穗装置
主要由一对卧式拉茎辊、摘穗板及带拨齿的喂入链等组成。摘穗板位于拉茎辊上方,拉茎辊轴线与水平面成25°角,摘穗板上平面装有一对带拨齿的拨禾喂入链,其作用是为了保持玉米茎秆直立状态喂入,并将摘落的果穗输送至果穗升运器。玉米摘穗台简图如图3所示。
3.1.1 拨禾喂入链结构参数的确定
喂入链选用农业机械用输送滚子链,链号38V、节距p=38mm,拨尺长L=50mm,拨齿间距300mm。
3.1.2拨禾喂入链运动参数的确定
喂入链运动分析如图3所示。为了保持玉米茎秆直立状态喂入,则
式中:―机器前进速度,=1.28m/s;
― 喂入链线速度,m/s;
―喂入链水平方向分速度;
―拉茎棍水平方向倾角,=25°。
即
1.41m/s
取链轮直径D=111mm,转速为270r/min,确定喂入链线速度为1.57m/s。
3.1.3 拉茎辊结构参数的确定
(1)拉茎辊直径及倾角的确定。拉茎辊由前后两段组成,前段为带螺旋的锥体,主要引导和辅助喂入作用;后段为拉茎 ,形状为锥形六叶辊。大端直径=90mm,小端直径为=81mm,拉茎辊水平倾角为25 。
1.喂入链 2.摘穗板 3.拉茎棍 4.清草刀
图3 玉米摘穗台
(2)拉茎辊有效工作长度的确定。拉茎辊最小工作长度应能保证摘穗部位最高的和最低的玉米穗,如图4所示。值按下式计算
式中: - 拉茎辊水平倾角,25°;
-最高结构和最低结穗部位的高度差,一般=400~600mm
取1000,=1000°=423mm。
一般拉茎辊工作长度范围是480~1100mm,多数为600~900mm。考虑到结构和重量因素,取540mm,这时=1183mm。
图4 拉茎棍的工作长度
3.1.4拉茎辊圆周速度的确定
拉茎辊圆周速度与玉米收获机作业速度、被拉引的茎秆长度有关,一般要求取4.5~5.1m/s。由经验公式得
式中:n―拉茎辊转速,r/min;
h―拉茎辊作用的茎秆长度,h=1.7m;
―拉茎辊平均直径,=0.085m;
取拉茎棍转速为n=830r/min,则拉茎辊平均圆周速度为
/60=4.71m/s
此结果满足设计要求。
3.2果穗升运器
3.2.1果穗升运器结构参数的确定
根据整机总体配置设计及玉米果穗物理特征尺寸,确定升运器为链条刮板结构形式,其宽度为300m,水平倾角为25°。
3.2.2 果穗升运器运动参数的确定
果穗升运器的刮板线速度必须适应割台输送果穗的喂入链速度n。已知:输送链轮分度圆直径 D=103mm;输送链轮转速年n=240r/min。则
=1.3m/s
3.3果穗箱设计
3.3.1果穗箱容积计算
决定果穗容积的因素:一是拖拉机允许的悬挂质量:二是收获作业时整流机质量约为500kg, 悬挂式玉米收获机整机质350kg,作业时悬挂质量储备取20%,这是允许的作业最大悬挂质量为400kg。果穗收集果穗最大质量为
kg
实测果穗质量为0.39kg/穗,50kg果穗容积为0.14m3,果穗箱容积储备系数为1.3,这时果穗容积为V=0.18m3。
3.3.2果穗箱结构参数的确定
果穗箱设计为长方体形结构,外形尺寸(长×宽×高)800×500×450
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