实用型多功能收割机设计与创新研究

2014-10-22陆龙福

机械工程与自动化 2014年1期

陆龙福

（黄冈职业技术学院，湖北黄冈 438002）

0 引言

目前市场上已有的收割机大致可以分为大型联合收割机和稍小一点的单一功能的收割机。收割机的出现大大提高了农作物的收割效率，但收割机大部分都是针对耕地集中、一次可耕作面积较大的平原地带，而对于山区，这些新技术的应用基本上没有带来什么成效。因为收割机体积庞大、笨重，对于交通不便、山路陡峭的山区作业望尘莫及，所以那里依然处于“牛耕刀割”的时代。因此迫切需要一种能够适应山区环境的收割机，本文设计了一种多功能收割机，对于山区秸秆类农作物的收割具有较大的成效，可以改善农村山区靠镰刀收割小麦、水稻等农作物的现状。

1 多功能收割机结构设计

图1为实用型多功能收割机结构示意图。该收割机采用曲轴连杆作为动力传输机构，采用剪刀原理（即两个存在相对运动的刃口）作为工作执行机构。

图1 实用型多功能收割机结构示意图

汽油机通过皮带将动力传递给与其相连的曲轴盘，带动曲轴盘转动，固定在曲轴盘上的T形连接块和曲轴盘一起作圆周运动。穿过此T形连接块的连杆一端通过另一T形连接块固定在机架上，另一端连接在跟刀架连接块的轴上，二者可以产生相对运动，跟刀架和跟刀架连接块穿过主刀架由螺钉连接，使二者保持统一运动的同时也可以沿着滑槽在主刀架上滑动，刀片通过螺钉固定在跟刀架和主刀架上。固定在曲轴盘上的T形连接块和曲轴盘之间及固定在工作部分机架上的T形连接块均采用轴连接，因此连杆连接块可以绕其轴在曲轴盘上转动。两个连接块（固定在机架上的连接块和曲轴盘相连的连接块）以及跟刀架连接块无论何时均要保持在同一直线上（即三点共线）。当有外力输入时，力经过一系列的传递最终到达跟刀架，使跟刀架与主刀架（两个刀架上的刀具刃口）之间产生交错运动，从而实现收割。

为了解决山区道路不通、机器行走困难的问题，整机由可以随时拆卸组装的两大部分组成，即工作部分和辅助部分机架。工作部分与辅助部分机架之间采用悬挂式连接，可以通过调节悬挂工作部分的高度来控制刀具的离地高度，因此可以实现对不同高度农作物的收割，对于小麦、水稻类农作物既可以从秸秆根部收割，也可以实现对稻穗和麦穗的收割，将大部分秸秆留在地表。除此之外，为了减轻人员操作机器时的体力支出，机架上还安装了可以适应山地不同路况行走的特制车轮，且整机质量（包括汽油机）控制在60 kg左右。

2 多功能收割机的组装及工作过程

2.1 多功能收割机的组装

在车轮轴两端装上球轴承后套上车轮，将加工好的主刀架通过螺钉安装在工作部分机架上，分别将12把刀片安装在主刀架相应的位置上，调节各个上表面与主刀架的上表面相平后，用螺钉压紧。用同样的方法将剩余的两个刀片装在跟刀架的相应位置上，调节刀片下平面与跟刀架下平面之间的距离，保证两面相平。将曲轴盘的轴穿过主刀架上的孔后，用卡簧固定，用手拨动曲轴盘看其是否可以自由转动。依次将两T形连接块装在工作部分机架和曲轴盘上，装上卡簧，检查两T形连接块是否可以自由旋转。将跟刀架的滑柄穿过主刀架的滑槽后放在上面，然后把摆杆的一端依次穿过T形连接块的圆孔，另一端套在跟刀架连接块的轴上，然后装上卡簧。最后用螺钉将跟刀架和跟刀架连接块相连，调节螺钉松紧，保证跟刀架和跟刀架连接块可以在主刀架的滑槽内自由滑动。所有的零件装好后用手转动曲轴盘，检查所有机构是否可以自由运转，一切正常后将辅助部分机架与工作部分机架相连，在调节好合适的切割高度后用螺钉锁紧，即完成机器的组装。