第二章割草機(jī)與摟草機(jī)

1、第二章第二章 割草機(jī)和摟草機(jī)割草機(jī)和摟草機(jī)牧草收獲技術(shù)要求牧草收獲技術(shù)要求青貯飼料的作用 青貯飼料是將新鮮的青飼料（秸稈等）鍘碎裝入青貯窖（池）或青貯塔內(nèi)，通過封埋措施，造成缺氧條件，利用微生物的發(fā)酵作用，達(dá)到長期保存青飼料的一種方法。 青貯飼料的好處青貯飼料的好處是： （1） 可增加單位面積飼料產(chǎn)量 青貯可在飼料作物產(chǎn)量和營養(yǎng)價(jià)值最高階段一次性收割貯藏，可及時(shí)播種下茬。 （2） 可使青飼料全年均衡供應(yīng) 青貯飼料可保證牲畜一年四季青飼料的供給，可實(shí)現(xiàn)畜產(chǎn)品的長年生產(chǎn)與供應(yīng)。 （3）可以提高作物利用率，飼喂價(jià)值高。整株植物都可制作青貯飼料，營養(yǎng)豐富，易被消化吸收， 比單純籽?；蚪斩掞曃箖r(jià)值高30

2、%50%，青貯飼料經(jīng)發(fā)酵后可使原來飼料中難以消化的纖維素變?yōu)樘牵逝?、羊等對青貯飼料的纖維素消化率可提高10.7%。 。 （4）可有效保護(hù)營養(yǎng)，養(yǎng)分損失少。和干草相比，制成青貯飼料后，養(yǎng)分只損失10%，而干草則至少損失20-40%。并且青貯后蛋白質(zhì)、維生素保存較多，調(diào)制干飼料，因落葉、氧化，光化等原因，營養(yǎng)物質(zhì)損失30-40%，胡蘿卜素?fù)p失達(dá)90%。青貯飼料營養(yǎng)損失一般不超過10%，尤其粗蛋白質(zhì)、胡蘿卜素?fù)p失量極少。 。 （5）提高適口性。青貯飼料具有酸甜的芳香味，適口性好，可提高家畜食欲。 （6）容易保存。 青貯飼料不受天氣影響，占地面積少，保存時(shí)間長，良好的青貯料保存期長達(dá)20-30年。

3、玉米青貯飼料的類型 （1）整株青貯。整株青貯是指玉米乳熟后期至蠟熟前期，即在玉米籽粒定漿時(shí)整株帶穗收割進(jìn)行加工青貯。玉米乳熟后期帶穗收獲，營養(yǎng)最豐富，容易被消化吸收，而且產(chǎn)量最高，還可省去籽粒和秸稈單收所費(fèi)的工時(shí)。玉米整株青貯的營養(yǎng)價(jià)值是玉米籽實(shí)的1.5倍。 （2）秸稈青貯。秸稈青貯是指玉米收獲果穗后，用秸稈做青貯飼料。秸稈做青貯飼料時(shí)，一般要求保綠性要好，秸稈含水量達(dá)到60%-67%。秸稈青貯是整株青貯營養(yǎng)價(jià)值的30%。（3）籽實(shí)青貯。是指對玉米籽實(shí)進(jìn)行青貯。其干物質(zhì)含量為70%，占整株玉米營養(yǎng)價(jià)值的61-66%。與曬干的玉米相比，高水分玉米青貯可使肉牛日增重提高3%，飼料報(bào)酬率提高10%。

4、籽實(shí)貯存時(shí)要粉碎后再貯存。割草機(jī)技術(shù)要求與割草機(jī)分類 ：n割茬低、切割速度快。通常往復(fù)式割草機(jī)為1.62.0ms，旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)為6090ms。 n割茬平整，應(yīng)盡量接近地面，能適應(yīng)地形，并能調(diào)整割茬高度。 n起落機(jī)構(gòu)應(yīng)靈活迅速，遇到障礙時(shí)，能在1一2s內(nèi)將切割器升起。 n割下的牧草應(yīng)均勻鋪放于地面上，盡量減少機(jī)器對牧草打擊翻動。 n切割方式對切割性能的影響n莖稈的物理機(jī)械性質(zhì)對切割性能的影響n切割速度與切割阻力的關(guān)系1、切割方式對切割性能的影響 所謂切割方式主要是指割刀進(jìn)入材料的方向，歸納起來主要有正切和滑切兩種基本方式。 正切割刀的絕對運(yùn)動方向垂直與割刀刃口的切割方式。如圖所示： PV莖桿割刀

5、刃口觀察幾種典型的切割方式PPP橫切斜切削切 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：正切中的三種切割方式因其切入莖稈的方向與莖稈本身的纖維方向存在較大的差異，切割阻力和切割功率消耗也不同。其中，橫切阻力最大，斜切比橫切下降30%40%，削切比橫切下降60%。 結(jié)論：橫切、斜切、削切三種切割方式均應(yīng)屬正切。 滑切割刀的絕對運(yùn)動方向與割刀刃口既不垂直又不平行的切割方式 設(shè)：Vn割刀運(yùn)動的法向速度； Vt割刀運(yùn)動的切向速度 ；割刀運(yùn)動的絕對速度方向與法向速度方向的夾 角，此處定義為滑切角。 PVnVtV切割理論的力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果和割刀運(yùn)動幾何分析結(jié)果表明，滑切比正切省力。 滑切比正切省力的機(jī)理？高略契金力學(xué)試驗(yàn)：高略契金力學(xué)試

6、驗(yàn)步驟是，在割刀上一面施加法向力P，一面使割刀刃口沿切向方向產(chǎn)生滑移，滑移量為S，在切割條件相同的情況下（材料、深度），產(chǎn)生如下一組對比數(shù)據(jù)： 割刀切向滑移值S （mm）規(guī)定試驗(yàn)切割深度所需法向力P （g）6001.55002.0400520040試驗(yàn)結(jié)果： 高略契金力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果表明，割刀在切割同一種材料、同一深度的物料時(shí)，切向滑移量越大，所需切割力就越小，即切割越省力。試驗(yàn)過程表明，當(dāng)割刀切向滑移量為零時(shí)即為正切，只要存在滑移就會產(chǎn)生滑切，因此，滑切比正切省力。 P3S = 常數(shù)常數(shù)高略契金常數(shù)定理割刀運(yùn)動幾何分析：對比分析割刀刃口上某質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入材料時(shí)正切刃口角和滑切刃口角的大小，刃口角越小越

7、省力。 技術(shù)路線：將割刀刃口局部放大，設(shè)割刀在A點(diǎn)切入材料，切割方式分別為正切和滑切，正切刃口角為，滑切刃口角為/。A/D滑切ECB正切當(dāng)進(jìn)行滑切時(shí)，幾何分析結(jié)果如下： tg=BC / AC tg/=DE / AE 又AE = AC / cos DE = BC tg/= tgcos cos1， （cos= tg/ / tg1） tg/tg，/ 分析結(jié)果表明，滑切與正切相比，滑切進(jìn)入材料時(shí)的實(shí)際刃口角/比正切時(shí)的刃口角變小了，這也是滑切比正切省力的原因之一 。 從力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果和割刀運(yùn)動幾何分析結(jié)果兩方面說明了滑切比正切省力。在對物體進(jìn)行切割時(shí)，盡可能地采用滑切方式，以利于降低切割阻力和功率消耗。

8、 2、莖稈的物理機(jī)械性質(zhì)對切割性能的影響 莖稈的物理機(jī)械性質(zhì)主要是指莖稈本身所固有的一些特性，他包括切割阻力、彎曲阻力、彈性摸量、抗彎強(qiáng)度等。而這些因素隨莖稈的品種、成熟度和濕度等的變化而變化。只要割刀克服了橫切面內(nèi)的切割阻力，莖稈就會被切斷。 但是，在切割小麥、牧草這樣的剛度較小的作物時(shí)，只要受到較小的外力就會發(fā)生彎斜，給順利切割造成一定的困難。因此，要實(shí)現(xiàn)對莖稈的完全切割，一般可采取二種措施： 低速有支承切割高速無支承切割有支承切割在動刀片運(yùn)動的反向施加一支承力的切割稱為有支承切割。 單支承切割用動刀片配合定刀片的切割。定刀片動刀片P雙支承切割用動刀片配合帶有護(hù)刃器的定刀片的切割 。有支承

9、切割可使莖稈獲得一定的抗彎能力，可在低速狀態(tài)下進(jìn)行切割，切割速度為：Vp = 12 m / s。 P研究結(jié)果表明：在同樣切割速度的情況下，雙支承切割比單支承切割能獲得較好的使用參數(shù)。 在進(jìn)行單支承切割時(shí)，切割速度為Vp = 12 m / s，要保證正常的切割，動、定刀片之間的切割間隙必須在= 00.5mm范圍內(nèi)，否則，莖稈的切割阻力增大，有可能發(fā)生撕裂現(xiàn)象。這給切割器的設(shè)計(jì)與安裝帶來很大的困難 。 而在進(jìn)行雙支承切割時(shí)，切割速度為Vp = 12 m / s，相對于割刀的上下抗彎能力有較大幅度的增強(qiáng)，動定刀片之間的切割間隙可允許在= 11.5mm范圍內(nèi)，這就給切割器的設(shè)計(jì)、使用、安裝提供了比較寬

10、松的條件，所以目前收獲機(jī)械普遍采用雙支承切割方式。 無支承切割只有動刀片而無定刀片直接切割莖稈的切割稱為無支承切割。 PPw 由于莖稈是在沒有任何扶持的狀態(tài)下進(jìn)行切割的，僅靠莖稈自身的抗彎能力Pw是很難與動刀片的切割力相平衡的，此時(shí)，PPw。切割速度較低時(shí)，莖稈將被推倒或折斷。 PPw 但當(dāng)動刀片以較高的速度進(jìn)入材料時(shí)，原來靜止的莖稈在瞬間獲得動刀片所傳遞的速度并立即產(chǎn)生很大的加速度以及與其方向相反的慣性力Pg。速度越大則慣性力就越大，因而莖稈的抗彎能力也就越大，有利于莖稈的順利切割。 當(dāng)P = Pg + Pw 時(shí)，可使得莖稈在直立狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)切割，因此，無支承切割所需的切割速度要比有支承切割大

11、的多。 Pg例如，切割小麥時(shí)，使用帶有護(hù)刃器的往復(fù)式切割器，其切割速度僅為12m / s，而無支承的回轉(zhuǎn)式 切 割 器 的 刀 片 速 度 則 需1020m/s，如果切割牧草，則需4050m/s，這使得機(jī)構(gòu)功率消耗增大、振動增加，傳動裝置也將比較復(fù)雜。3、切割速度與切割阻力的關(guān)系 試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著切割速度的增加，切割阻力有所下降。速度阻力關(guān)系圖如下： 切割速度切割阻力0 割刀組件由刀桿和鉚在刀桿上的動刀片和刀頭等組成。刀梁組件由刀梁和固定在刀梁上的護(hù)刃器、壓刃器、摩擦片及鉚在護(hù)刃器上的定刀片等組成。刀梁兩端設(shè)有內(nèi)外滑掌，用來支承切割器。拔草板組件固定在外滑掌后面，它將切割器右端的已割草向左推

12、動一段距離，留出空道，防止下一次割草時(shí)被機(jī)器右輪碾壓。往復(fù)式切割器，一般由動刀片、定刀片、護(hù)刃器、壓刃器、摩擦片、刀桿等組成。 往復(fù)式切割器結(jié)構(gòu)簡圖護(hù)刃器動刀片壓刃器摩擦片刀桿定刀片往復(fù)式切割器的傳動機(jī)構(gòu) 往復(fù)式切割器的工作特點(diǎn)是動刀片做直線往復(fù)運(yùn)動，要實(shí)現(xiàn)將動力輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)楦畹兜闹本€運(yùn)動方法很多，目前在收割機(jī)械上應(yīng)用較多的有三種類型：曲柄連桿機(jī)構(gòu)、擺環(huán)機(jī)構(gòu)、行星齒輪機(jī)構(gòu)，其中行星齒輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用最廣。 1、曲柄連桿機(jī)構(gòu) oABtxxy特點(diǎn)：機(jī)構(gòu)簡單、成本低廉、占據(jù)空間大。 2、擺環(huán)機(jī)構(gòu) 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、鉸鏈較少、工作可靠、制造成本高。 3、行星齒輪機(jī)構(gòu) xyoo1A 行星齒輪的節(jié)圓直徑是齒

13、圈節(jié)圓直徑的一半，銷軸置于割刀的運(yùn)動直線上，曲柄回轉(zhuǎn)時(shí)，銷軸在割刀運(yùn)動方向線上作往復(fù)運(yùn)動，其行程等于齒圈節(jié)圓直徑。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、振動小，便于機(jī)構(gòu)配置，但成本高，機(jī)構(gòu)復(fù)雜 。 棘輪裝置由棘輪、卡爪盤、卡爪和彈簧組成。棘輪就是行走輪的輪轂17，而卡爪盤14則固定在行走輪軸 13上，三個(gè)卡爪16和彈簧15分別裝入卡爪盤的凹槽內(nèi)。棘輪裝置起了差速作用。可避免轉(zhuǎn)動慢的打滑或輪軸受扭矩作用。n當(dāng)遇到障礙物時(shí)，形成起落位置I越障位置。n短途運(yùn)輸時(shí)，在I位置的基礎(chǔ)上繼續(xù)升高，形成起落位置短途運(yùn)輸位置。n需要降落切割器時(shí)，切割器靠自重落下；長途運(yùn)輸時(shí)，在位置基礎(chǔ)上繼續(xù)升高，形成長途運(yùn)輸位置。往復(fù)式切割器的工作

14、原理 及運(yùn)動分析 1、刀片的幾何形狀 無論使用什么樣的切割器，都必須滿足滑切的要求，而能否保證割刀直線運(yùn)動下的滑切，割刀的幾何形狀非常關(guān)鍵。目前，比較理想的幾何形狀是梯形和三角形，而梯形更具合理性，因?yàn)槿切我坏┏霈F(xiàn)磨損，將影響割刀刃口的長度，近而最終影響割刀的切割質(zhì)量。 三角形動刀片梯形動刀片hh1結(jié)論：梯形動刀片比三角形動刀片使用壽命長，工作質(zhì)量高，是目前最常用的結(jié)構(gòu)形式。梯形刀片的結(jié)構(gòu)參數(shù)bhadVnVAb前橋?qū)?，a底部寬h刃部高 滑切角 一般情況下，越大，滑切能力越強(qiáng)，切割也就越省力，當(dāng)由150增至450時(shí)，切割阻力將減少一半。滑切角與切割阻力P之間的關(guān)系曲線如下： oPa=76b=1

15、7h=55d=24 但要特別注意的是，的變化范圍一定要首先滿足莖稈被動定刀片鉗住的條件： oAN1BN2F1F2R1R2+1+21 、2 分別表示動定刀片與谷物莖稈的摩擦角，1+245520，試驗(yàn)結(jié)果表明，=290，=6015/時(shí)切割效果最好。 在這里有一個(gè)問題需要說明，往復(fù)式切割器割刀的運(yùn)動是水平橫向運(yùn)動和直線前進(jìn)運(yùn)動的合成，割刀橫向運(yùn)動的平均速度Vp與機(jī)器前進(jìn)運(yùn)動的速度Vm的 配合關(guān)系，決定了割刀絕對運(yùn)動軌跡，這一配合關(guān)系我們習(xí)慣上用割刀進(jìn)距（切割進(jìn)距）H來表示。 割刀進(jìn)距割刀完成一個(gè)行程S的時(shí)間t內(nèi)機(jī)組所前進(jìn)的距離。 H = Vm t = Vm 30 / n 有時(shí)也用刀機(jī)速比來表示 =V

16、p / Vm =S / H HHSdoA 由圖可知，在定刀片運(yùn)動軌跡線內(nèi)的谷物莖稈將被動刀片切割，切割區(qū)內(nèi)的莖稈在動刀片的左右推動下被推向定刀片實(shí)施剪切，由于值的不同，切割區(qū)內(nèi)莖稈被處理的程度也有些不同，有可能出現(xiàn)三種情況。 區(qū)（一次切割區(qū)）：在此區(qū)內(nèi)的莖稈首先被動刀片推至定刀片刃口線上，并在定刀片和護(hù)刃器的雙支承下被切割，由于動刀片只有一次通過該區(qū)，故稱為一次切割區(qū)。區(qū)內(nèi)的莖稈由于所處的位置不同，多數(shù)莖稈是在橫向歪斜狀態(tài)下被切割的，歪斜狀態(tài)下被切割的莖稈割茬高度有所增加。 =1區(qū)（重割區(qū)）：動刀片刃口線兩次通過該區(qū)，有可能發(fā)生對莖稈的二次切割但并非一定。當(dāng)區(qū)面積較小時(shí)，且位于切割區(qū)的中部，盡

17、管動刀片兩次通過該區(qū)，但由于莖稈左右歪斜量大致相同，不可能發(fā)生重割。反之，當(dāng)由于割刀進(jìn)距H較小時(shí)，區(qū)面積增大，在第二次行程時(shí)，離動刀片較遠(yuǎn)而離定刀片較近的莖稈就有可能被重割一次。重割將無謂地增加功率的消耗。 =1.4區(qū)（空白區(qū)）：動刀片的刃口線沒有經(jīng)過該區(qū)，如果該區(qū)面積較小時(shí)，且位于動刀片前橋?qū)挾萣的掃描范圍之內(nèi)，莖稈將被動刀片的前橋推向割刀下次行程的一次切割區(qū)內(nèi)被切割，但歪斜量較大，割茬較高，且為集束切割，切割阻力大，功率消耗增加。如果割刀進(jìn)距H過大，空白區(qū)增大，動刀片前橋?qū)挾萣的掃描面積沒有全部掠過該區(qū)域，就有可能造成漏割。 =0.7 經(jīng)以上分析我們不難看出，值的大小或H值的正確選取對割刀

18、的切割質(zhì)量影響很大，通過繪制切割圖，就可以確定最佳的速度比值，一般為= 0.81.2 。 n懸掛機(jī)架用來安裝傳動機(jī)構(gòu)和切割器，并以三點(diǎn)聯(lián)接。傳動機(jī)構(gòu)采用皮帶傳動。動力由拖拉機(jī)動力輸出軸輸出.通過萬向節(jié)軸、大小皮帶輪和曲柄連桿驅(qū)動割刀運(yùn)動，進(jìn)行割草作業(yè)。割刀的運(yùn)動或停止由拖拉機(jī)動力輸出軸結(jié)合或分離來控制。n切割器的構(gòu)造與9GJ21型割草機(jī)的基本相同。上傳動式旋轉(zhuǎn)割草機(jī)的切割器通常由26個(gè)成對反向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子(滾筒)組成，每個(gè)轉(zhuǎn)子割幅0.4一1.2m，裝有刀片24個(gè)，傳動采用圓錐齒輪傳動裝置，或三角帶傳動裝置，傳動裝置設(shè)在轉(zhuǎn)子的上部。下傳動式旋轉(zhuǎn)割草機(jī)的切割器一般由48個(gè)成對反向旋轉(zhuǎn)的圓盤組成。切割器工作時(shí)刀片的運(yùn)動是由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和前進(jìn)運(yùn)動所合成。即：V=Vm+Vi,因此刀刃的運(yùn)動軌跡為一余擺線。n最低切割速度必須大于一定數(shù)值，才能順利地進(jìn)行無支承切割。應(yīng)有的切割速度一般為60一90ms，