智能化谷物联合收获机
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1.3 大豆割台

大豆一直被公认为含有优异的食用油脂、优异的植物蛋白,包括对人体有益的多种营养物质,并且大豆不仅仅是饲料作物和粮食作物,它还是世界上重要的油料作物、经济作物和蔬菜作物。大豆在我国拥有着久远的种植历史,我国曾经是世界上主要的大豆出产国之一。近年来,国内的大豆需求量居高不下,而我国的大豆产量却一直跟不上这种形势的变化,造成了不得不进口国外大豆的局面,这种情况直接对我国的粮食战略安全形成了威胁。

割台的好坏直接影响大豆收获的效率及收获的合格率。本节就利用计算机三维软件所建立的大豆割台三维模型对大豆割台进行介绍,如图1-4所示为所建立的大豆割台三维模型,大豆割台与小麦、水稻割台的结构大致相同。

图1-4 大豆割台三维模型

1—拨禾轮 2—拨禾轮升降支架 3—搅龙 4—升降液压缸 5—割台机架

6—搅龙带轮 7—主动链 8—双排链轮 9—从动链 10—单排链轮 11—割刀

在大豆联合收获机进入大豆田间工作时,在机器的前进过程中,处在即割区中的大豆茎秆,由拨禾轮拨向割刀处进行切割,被切割的大豆茎秆倒在割台上,由割台的搅龙装置将已经切割的大豆茎秆推送到过桥中,然后大豆茎秆被拨指机构以一定的速度向后抛送,大豆茎秆落入过桥中,割台工作完成。

为了降低收获大豆时的损失,大豆联合收获机建议采用挠性割台,其结构如图1-5所示。挠性割台的机构主要由过渡板、能够实现上下移动的四杆机构和割刀装置组成。过渡板有两层弹簧板构成,其中弹簧板的厚度为0.8mm,过渡板和割台宽度相同。并且过渡板被以悬臂形式安装在搅龙和割刀装置中间,主要由两层紧贴的弹簧钢板提供弹性使其依附在护刃器梁的下方。当割刀装置连带护刃器梁随着挠性割台一起上下浮动时,由两层弹簧板构成的过渡板与护刃器梁之间产生了一定距离的相对滑动,相对滑动量最大为10mm。挠性割台有6组四杆机构,主要安装在割台的下部,四杆机构在挠性割台中的作用是能够实现往复式切割,装置随着地形上下移动。在这6组四杆机构的下方有一个滑板,其名称为仿形滑板,仿形滑板与这6组四杆机构铰接在一起,并且仿形滑板还与护刃器梁连接在一起,主要是通过前端的螺栓与之连接。所以挠性割台在工作时,往复式切割装置也会随着地势的变化实现纵向移动和横向移动,这样就实现了对于地势变化较大作物的收获。

由于四杆机构并不是真正的平行四杆机构,所以当机器随着地势运动时,四杆机构下方的仿形滑板只能上下移动,如图1-5所示。四杆机构上的点A可以实现在固定梁架内的槽孔中进行前后移动,而且四杆机构能使仿形滑板更好地适应地势的变化,保证割台与地面之间的接触面积达到最大。该四杆机构设有限位装置,能够实现仿形滑板浮动控制。在四杆机构点A的后端有一个块M,它与四杆机构的AB杆焊接在一起,当仿形滑板随着地势下降时,块M就会被顶在固定梁架上,仿形滑板就不能继续向下方移动,所以块M起到了限制滑板向下移动的下限位作用。另外,当过渡板上的块S下降到一定位置时,会顶住仿形滑板上的块K,所以说当往复式切割装置下降到一定位置时,块K对往复式切割装置的前端起到下限位的作用。当四杆机构的杆件CD顶在固定梁架上时,说明仿形滑板已经达到了上限位置,不能再继续向上移动了。浮动四杆机构可用螺栓将其锁住,这样挠性割台就成了刚性割台。

图1-5 挠性割台结构

1—割刀 2—护刃器梁 3—仿形滑板 4—过渡板 5—传感臂 6—固定梁架

7—搅龙 8—锁定螺栓 9—滑槽

拨禾轮的作用有以下几点:

1)将待割的大豆茎秆拨向切割装置中。

2)将倒伏的大豆作物扶直,并能在切割时扶持茎秆。

3)拨禾轮将已经被往复式切割装置切割的大豆茎秆拨向割台方向,防止被切割的大豆茎秆一直堆积在往复式切割装置中,造成堵塞。

拨禾轮是偏心式拨禾轮,主要由拨禾轮轴、幅盘、幅条组成主框架,并在拨禾轮轴一端装有与拨禾轮轴成偏心的圆环及与拨禾轮幅条长度相等的平行幅条,以调节扶禾弹齿及其拨禾板的前后倾角。偏心拨禾轮有利于扶起倒扶作物,并减少对作物的打击。图1-6所示为偏心式拨禾轮的结构。拨禾轮轴上的幅盘指的是图中的O位置,拨禾轮的偏心圆环指的是O1位置,图中的A—A为拨禾轮的管轴,在管轴上固定有弹齿AB,幅盘H的幅条与管轴A—A铰接在一起,偏心圆环O1的幅条与曲柄A—a铰接在一起,OO1的两组幅条长度相等,偏心距OO1的长度和曲柄A—a的长度相等。所以,偏心式拨禾轮的结构是由5组平行四杆机构OO1aA组成。偏心圆环H1可绕轴心O1转动。当调整偏心圆环H1的位置时,就可改变OO1与轴线OA之间的相对位置,曲柄Aa也随之改变其在空间上的角度。将角度调整好之后,OO1的相对位置也固定下来了。所以当拨禾轮旋转时,不论转到哪个地方,Aa始终平行于OO1,弹齿AB也始终会保持已经调整好的倾角。

图1-6 偏心式拨禾轮的结构