1、割草机切割器,设计人：侯富强 梁伟钱洪峰 唐成,Page 2,三、往复式切割器的构造和传动机构,一、茎杆物理机械性质及其与切割的关系,1,四、切割器的工作原理及运动分析,3,二、切割器的类型及应用,2,4,Page 3,一、谷物茎秆的切割理论,切割器是收割机上的重要工作部件，他主要完成对谷物茎秆的切割任务，为了有一个良好的工作质量，一般对切割器有如下的技术要求：割茬整齐、不漏割、不堵刀、功率消耗小。谷物茎秆的切割过程与割刀的特性、茎秆的物理机械性质、切割方式、切割速度、割刀与茎秆的相对位置等有关。,Page 4,1、切割方式对切割性能的影响,所谓切割方式主要是指割刀进入材料的方向，归纳起来主要
2、有正切和滑切两种基本方式。,Page 5,正切,横切,斜切,削切,Page 6,滑切,割刀的绝对运动方向与割刀刃口既不垂直又不平行的切割方式。,设：Vn割刀运动的法向速度；,Vt割刀运动的切向速度 ；,割刀运动的绝对速度方向与法向速度方向的夹 角，此处定义为滑切角。,Page 7,切割理论的力学试验结果和割刀运动几何分析结果表明，滑切比正切省力。,Page 8,高略契金力学试验结果表明，割刀在切割同一种材料、同一深度的物料时，切向滑移量越大，所需切割力就越小，即切割越省力。试验过程表明，当割刀切向滑移量为零时即为正切，只要存在滑移就会产生滑切，因此，滑切比正切省力。,P3S = 常数,高略契金
3、常数定理,Page 9,2、茎秆的物理机械性 质对切割性能的影响,茎秆的物理机械性质主要是指茎秆本身所固有的一些特性，他包括切割阻力、弯曲阻力、弹性摸量、抗弯强度等。而这些因素随茎秆的品种、成熟度和湿度等的变化而变化。只要割刀克服了横切面内的切割阻力，茎秆就会被切断。,Page 10,但是，在切割象小麦、水稻这样的刚度较小的作物时，只要受到较小的外力就会发生弯斜，给顺利切割造成一定的困难。因此，要实现对茎秆的完全切割，一般可采取二种措施：,低速有支承切割,高速无支承切割,Page 11,有支承切割在动刀片运动的反向施加一支承力的切割称为有支承切割。,单支承切割用动刀片配合定刀片的切割。,Pag
4、e 12,双支承切割用动刀片配合带有护刃器的定刀片的切割 。,有支承切割可使茎秆获得一定的抗弯能力，可在低速状态下进行切割，切割速度为：Vp = 12 m / s。,结果表明：在同样切割速度的情下，双支承切割比单支承切割能获得较好的使用参数。,Page 13,无支承切割只有动刀片而无定刀片直接切割茎秆的切割称为无支承切割。,由于茎秆是在没有任何扶持的状态下进行切割的，仅靠茎秆自身的抗弯能力Pw是很难与动刀片的切割力相平衡的，此时，PPw。切割速度较低时，茎秆将被推倒或折断。,Page 14,但当动刀片以较高的速度进入材料时，原来静止的茎秆在瞬间获得动刀片所传递的速度并立即产生很大的加速度以及与
5、其方向相反的惯性力Pg。速度越大则惯性力就越大，因而茎秆的抗弯能力也就越大，有利于茎秆的顺利切割。,当P = Pg + Pw 时，可使得茎秆在直立状态下实现切割，因此，无支承切割所需的切割速度要比有支承切割大的多。,Page 15,3、切割速度与切割阻力的关系,试验结果表明，随着切割速度的增加，切割阻力有所下降。速度阻力关系图如下：,切割速度,切割阻力,0,Page 16,二、切割器的类型与构造,从目前收割机和联合收获机应用情况看，切割器主要有圆盘式切割器,往复式切割器和甩刀回转式切割器三种基本类型。,我们组主要讲往复式切割器,Page 17,往复式切割器，一般由动刀片、定刀片、护刃器、压刃器
6、、摩擦片、刀杆等组成。,往复式切割器结构简图,动刀片与定刀片相对做直线往复运动，平均切割速度为12m/s，特点是：结构简单、工作可靠、适应能力强、作业幅宽大，纵向尺寸小，目前绝大多数的收割机和联合收获机采用这种形式的切割器。,机构组成的功用,Page 20,四、往复式切割器的构造和传动机构,往复式切割器的工作特点是动刀片做直线往复运动，要实现将动力输出的旋转运动变为割刀的直线运动方法很多，目前在收割机械上应用较多的有三种类型：曲柄连杆机构、摆环机构、行星齿轮机构，其中行星齿轮机构应用最广。,Page 21,1、曲柄连杆机构,特点：机构简单、成本低廉、占据空间大。,Page 22,2、摆环机构,
7、特点：结构紧凑、铰链较少、工作可靠、制造成本高。,Page 23,3、行星齿轮机构,行星齿轮的节圆直径是齿圈节圆直径的一半，销轴置于割刀的运动直线上，曲柄回转时，销轴在割刀运动方向线上作往复运动，其行程等于齿圈节圆直径。特点：结构紧凑、振动小，便于机构配置，但成本高，机构复杂 。,Page 24,五、往复式切割器的工作原理 及运动分析,(一) 刀片的几何形状,无论使用什么样的切割器，都必须满足滑切的要求，而能否保证割刀直线运动下的滑切，割刀的几何形状非常关键。目前，比较理想的几何形状是梯形和三角形，而梯形更具合理性，因为三角形一旦出现磨损，将影响割刀刃口的长度，近而最终影响割刀的切割质量。,P
8、age 25,三角形动刀片,梯形动刀片,结论：梯形动刀片比三角形动刀片使用寿命长，工作质量高，是目前最常用的结构形式。,Page 26,o,A,二、动刀片的绝对运动轨迹,Page 27,由图可知，在定刀片运动轨迹线内的谷物茎秆将被动刀片切割，切割区内的茎秆在动刀片的左右推动下被推向定刀片实施剪切，由于值的不同，切割区内茎秆被处理的程度也有些不同，有可能出现三种情况。,Page 28,（三）割刀惯性力的平衡,往复式切割器在工作时做高速往复直线运动，由于其速度是变化的，将在机器上产生较大的惯性力，速度越高惯性力就越大，机器的振动也就越严重。据测试，每米割刀所产生的惯性力高达600800N，严重地影响了机器的使用寿命和工作质量，因此，必须对割刀的惯性力予以平衡。以曲柄连杆机构为研究对象，建立割刀惯性力的平衡关系式。 常用的措施：在曲柄销对面增加平衡配重,谢谢光赏,
