5、曲面直刃盘筒式切碎刀

　　设计参数选取：

　　切碎刀直径D=420mm

　　摘穗辊在最佳工作转数1000转下,茎秆线速度=3.77m/s切刀转数nj=1885rpm　切刀线速度V切=41.45m/s取刀宽90mm ，刀长200mm，刀厚6mm，弧半径R=144mm，刃口角α=400，刀片曲面分析，见 图五所示。β角为刀片上任意一点的切线与此点与回转中心连线的夹角，经分析茎秆切段距刀片距离越远，β角越大，则运动速度越快，利于茎秆的抛送。盘筒曲面切碎刀的安

　　装位置见 图六。这种刀片在切断茎秆后直接将茎秆抛出机外，能够满足粉碎直接抛送要求。抛送筒的安装角度、定刀的位置、动定刀的间隙对粉碎质量和抛送指标都有很大影响，调整合适的抛送角，使抛送距离最远，定刀位置应使茎秆能顺利抛到机外，动定刀间隙不宜过大，过大会降低粉碎质量，且功耗增加。按照正交试验方法[4]，对此切刀型式进行了大量的配合试验，试验采用两因素四水平正交表，两因素分别为喂入量和切刀转速，喂入量的四个水平分别为1.5m/s、1.7m/s、1.9m/s、2.2m/s。切刀转速四个水平分别为1800rpm、1900rpm、2000rpm、2100rpm，以粉碎刀的功率消耗，茎秆切断长度和抛送距离作为试验指标，进行多指标试验。每一个配合速度重复三次试验。试验数据经计算机处理求得各种状况下数据的均值和均方差。数据处理后列于下表。

　　表三：

　　输送速度(喂入量)

　　切刀转速

　　功耗KW

　　切段长度mm

　　抛送距离

　　M/s

　　rpm

　　均值

　　方差

　　均值

　　方差

　　m

　　1.5

　　1800

　　9.2

　　1.8

　　40.0

　　4.8

　　8.3

　　1.5

　　2100

　　13.1

　　1.7

　　28.3

　　5.0

　　9.2

　　1.7

　　1800

　　10.0

　　1.4

　　39.1

　　3.2

　　8.5

　　1.7

　　2100

　　11.7

　　2.4

　　27.1

　　4.2

　　9.2

　　1.9

　　1800

　　9.4

　　1.8

　　39.2

　　4.9

　　8.7

　　1.9

　　1900

　　10.6

　　0.9

　　31.5

　　5.3

　　8.9

　　1.9

　　2100

　　11.0

　　1.7

　　26.4

　　5.1

　　9.2

　　2.2

　　1800

　　10.0

　　2.4

　　39.0

　　5.3

　　8.1

　　2.2

　　2000

　　13.6

　　2.3

　　28.7

　　5.3

　　9.2

　　从表中可看出，取喂入量为1.9m/s、切刀转速2000rpm时，比较理想。功率消耗随切刀转速提高而增大。切段长度随转速增加而缩短。抛送距离和切刀转速成正比增加。因此曲面形直刃盘筒式切碎刀，具有结构简单，易于加工制造，粉碎质量好，便于刃磨等优点，还可同时完成茎秆抛送回收，省略茎秆输送装置，降低了机器的生产成本。此切刀生产能力满足机组作业速度在10km/h情况下收获作业要求。其缺点是功率消耗较大，其刀型切割原理是用动定刀剪切茎秆，没有滑切作用。因此此种刀型没得到推广。

　　6、滚筒式直刃切碎刀切碎装置

　　4YL-2C型是将茎秆回收作饲料的牵引式玉米收获机机型，此机型切碎装置切刀采用平面直刃滚筒式切碎刀切碎装置。 切碎装置主要由切碎架、切刀滚筒、动刀、定刀、导板组成;结构如图七所示：

　　切碎架由焊接加工而成，刀筒、动定刀和传动箱都固定其上，它直接装在摘穗箱后部。切刀为立式滚筒平板直刃切碎刀，共两组，旋转方向相反，每个滚筒上安装6组、共12片动刀，左右动刀不能互换。6组刀安装后，其刀尖应在φ300圆周上，其圆柱度为1～1.5mm,每组上两片动刀应调整一致。定刀断面为矩形，四个棱边都可作为工作面，磨损后可更换工作面。动刀与定刀间隙可调整，间隙保持在1mm为好，间隙小容易打刀，间隙大时切段质量不好，消耗功率增加。

　　设计参数的选取：

　　动刀片平面配置与切碎滚筒轴线夹角即β=3°，切碎刀滚筒直径φ300mm。

　　刀片刃应为椭圆曲线如 图八

　　椭圆长轴之半 a===2866.1

　　b=150

　　椭圆曲线方程为=1

　　由于切刀螺旋角β较小，滚筒直径φ300较小，刀片AB段取直刃与椭圆曲线最大间隙仅1mm，因此取椭圆弧AB中点F，用直线段AF、BF代替椭圆弧AB，取动刀片AF=BF=240mm，两个动刀片安装一起成一组刀片。每组动刀片长480 mm，取∠O2AC=72°计算出，上刀盘安装倾角=∠O4GM=68040′26″，上刀盘安装倾角=∠O6HN=54015′6″,上、下刀盘之间旋转7.15°以保证切刀与滚筒轴线夹角为3°取动刀片宽80 mm，刀片刃倾角α=25°切刀转数n=2000rpm。

　　切刀线速度：V==31.4m/s

　　4YL-2C型玉米收获机进行了多点大面积的生产考核试验，此种机器分别在梨树县十家堡，双辽市白音塔乡和兴隆乡进行了生产查定。

　　从生产试验查定表明：

　　< >机器作业速度快，平均作业速度为7.7KM/h.效率高，查定期间作业41.76h，收获玉米624亩，平均为15亩/h，最高时速达10KM/h，小时作业量为19亩/h。燃油消耗少，平均亩耗油0.94kg，最多为1.04kg,最少为0.714kg。 机具故障少，使用可靠。在整个生产试验期间，机器没有零、部件损坏，生产查定的41.76h内共发生轻微故障10次，总计时间为0.413h，使用有效度达95～96% 。 4YZL3型自走式玉米收获机应用此刀型作切碎部件[5]。此切碎装置直接安装在摘穗辊后侧，对辊式平板直刃刀轴线与摘辊轴线平行，茎秆经过摘穗辊后，被安装在对辊上的切刀切断后抛到风机中，再由风机抛送到饲料拖车内。此切碎装置是由辊1、辊2、及安装在辊上的平板直刃刀组成。见图九所示：

　　切刀参数选择：

　　辊1和辊2的中心距为100mm，两对辊是由一对齿数相同的啮合齿轮传动的，每个辊上均匀安装8片平板直刃切刀，由于是齿轮传动，两对辊旋向相反，切刀在切割茎秆时，两切刀间隙为0.6mm，取切刀宽22mm ，切刀厚5mm，切刀长470mm，切刀刃倾角23°，切刀转数1400rpm，切刀直径d=104mm，切刀线速度V=7.6m/s。用此种型式的切刀安装玉米收获机上作试验。试验采用两因素四水平正交表， 两因素分别为喂入量和切刀转数，喂入量的四个水平分别为1.5m/s、1.7m/s、1.9m/s、2.2m/s，刀转速的四个水平分别为1200rpm,1300rpm,1400rpm,1500rpm,以粉碎刀的功率消耗、茎秆切段长度作为试验目标进行的指标试验，每一个配合速度重复三次试验.将试验所得的数据用计算机处理,求得各种状况下数据的均值和均方差.数据处理后列于表:

　　表四

　　输送速度(喂入量)

　　切刀转速

　　功 率 消 耗

　　切段长度

　　M/s

　　rpm

　　均值

　　方差

　　均值

　　方差

　　1.5

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