拨禾指式玉米摘穗机构拨禾区段功能分析

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1、2015年3月农机化研究第3期拨禾指式玉米摘穗机构拨禾区段功能分析11211许振冻，张道林，李春宁，卜令昕，崔萌(1．山东理工大学农业工程与食品科学学院，山东淄博255049;2．福田雷沃国际重工股份有限公司，山东潍坊261206)摘要:针对拨禾指玉米摘穗机构拨禾指曲线形状对拨禾输送性能的影响，分析了拨禾曲线工作过程在各工作区的功能，提出了横向拨禾α1区、螺旋喂入α2区、摘穗分禾α3区、拨穗α4区4个区域功能区段的作用与要求，初步建立了适合各功能区段要求的拨禾指曲线模型，并对模型进行了试验验证。关键词:

2、玉米收获机;拨禾指;区段功能+中图分类号:S225．51文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)03－0015－05DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.03.004②在α2范围内为螺旋喂入区。进入该区域后，玉米植0引言株受拨禾轮和上下螺旋喂入辊的共同作用，被输送到长期以来，行距适应性问题一直是制约玉米收获摘穗板入口处，进入摘穗区α3。在该区域内，要求玉［1］机快速发展的瓶颈之一。近年来，为了解决玉米收米植株不能被拨禾指和螺旋喂入辊钳住，能够顺利向［2－5］获的行距适

3、应性，很多学者进行了创新性探索，如后输送。③在α3范围内为摘穗区，由摘穗装置将玉米通过加大分禾链开口、采用强制拨禾喂入扶禾杆、采果穗摘下。在该区域内，要求玉米植株能顺利输送到用往复式切割与分禾器配合及采用独立拨禾轮和拨摘穗板末端完成摘穗，既要求拨禾指和摘穗板不能钳穗轮等措施。这些技术一方面实现了技术的创新，但住玉米茎秆，又要求在摘穗板末端拨禾指能顺利滑还不能满足玉米收获机械化发展的要求。采用先割脱。④在α4范围内为拨穗区。玉米果穗被摘下后，被断玉米茎秆、再拨禾喂入摘穗的新技术，通过分禾器、拨禾指拨送到果

4、穗输送装置。在该区域内，要求果穗拨禾轮、立轴式甩刀和摘穗机构的优化组合，提高了能顺利脱离拨禾指，不能被拨禾指和顶罩卡住，能够［6］玉米收获机对行距的适应性。其中，拨禾指曲线的被顺利拨送到后面的果穗输送装置。形状及各段的功能是拨禾输送的重点，因此分析曲线的形状是问题的重点。1结构与工作原理拨禾指式玉米收获机分禾、喂入装置由左、右分禾器、拨禾轮和上、下螺旋喂入辊组成。拨禾指工作区域划分为(见图1):①在α1范围内为横向拨禾区。玉米植株由分禾器初分禾后进入该区域，被拨禾轮下方的立轴式割刀切断，同时在拨禾图1拨

5、禾指工作区域示意图轮的拨送作用下被横向拨送到上、下螺旋喂入辊，进1．1横向拨禾α1区入螺旋喂入区。在该区域内，既要求拨禾指能顺利拨如图2所示，设横向拨禾区内任意一点有玉米植送植株，又要求拨禾指和下盖板不能钳住玉米植株。株m。取m为隔离体，其受力为:拨禾指对玉米植株收稿日期:2014－04－04的压力N1、摩擦力f1;下盖板对玉米植株的支持力基金项目:公益性行业(农业)科研专项(200903059－04);山东省N1'、摩擦力f1'。设拨禾指与下盖板的夹角为θ1，取财政支持农业重大应用技术创新项目(213

6、0106)θ1角平分线为Y轴，角平分线的法线为X轴。为保证作者简介:许振冻(1987－)，男，山东济宁人，硕士研究生，(E－mail)xuzhendong1987@126．com。玉米植株能在拨禾指和下盖板的作用下顺利滑动，则通讯作者:张道林(1957－)，男，山东淄博人，教授，硕士生导师，(E［7］有－mail)zdlzb@sdut．edu．cn。·15·2015年3月农机化研究第3期θ1θ1θ1θ11．3摘穗分禾α3区N1·sin+N1'·sin＞f1·cos+f1'·cos2222如图4所示，玉米

7、植株m在拨禾轮的拨送作用其中，因玉米植株截面为圆形，为保持植株的稳下，经螺旋喂入过程开始进入摘穗板。取m为隔离定，有N1=N1'=N，f1=f1'=f，f=μN，可得θ1＞体，其受力为:拨禾指对玉米植株的压力N3、摩擦力f32arctanμ。，右侧摘穗板对玉米植株的支持力N'、摩擦力f'。33据文献，含水率为60%时玉米植株与钢材的摩擦设拨禾指与右侧摘穗板在摘穗板入口处的夹角为因数为0．61～0．69，则有θ1＞64°。因此，为使玉米θ'，取θ'角平分线为Y轴，角平分线的法线为X轴。33植株能在横向拨禾

8、区顺利拨送，则拨禾指与下盖板在为保证玉米植株能在拨禾指和摘穗板的作用下能顺任意位置的夹角θ1均应大于64°，拨禾指与下盖板夹利进行摘穗分禾，要求拨禾指和右侧摘穗板不能钳住角α1的取值范围为玉米茎秆，则应有θ1＞64°(1)θ3'θ3'θ3'θ3'N3·sin+N3'·sin＞f3·cos+f3'·cos2222(3)同理可得，θ3'＞2arctanμ。由θ'3＞64°，可计算得拨禾轮回转中心到摘穗板的距离d最小为200mm。同理可知(如图5