4CL—320型水稻割晒放铺拣拾机的研制

赵文才++曹海峰++胡科全

摘要：介绍了4CL-320型水稻割晒放铺拣拾机总体结构及技术参数、性能特点、工作原理和主要工作部件的设计，简述了其安装与调整。试验结果表明，该机结构设计合理，工艺流程通畅，使用方便可靠，作业效率和收净率高，割茬高度，放铺率满足水稻割晒放铺拣拾作业的农艺。

关键词：4CL-320；水稻；割晒放铺拣拾机

中图分类号：S225文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.05.001

基金项目：黑龙江省农业机械运用研究所自拟项目“4CL—320型水稻割晒放铺拣拾机的研究”（2010-15）。

作者简介：赵文才（1963.9-），男，黑龙江海伦人，研究员级高级工程师，主要从事农机化研究工作，E-mail：hlnjyys@163.com。

0引言

水稻是我国三大粮食作物之一，随着我国农业的发展，我省水稻种植面积以每年近5万hm2的速度增长，而且总产量和单产也逐年增加。据统计，目前我省水稻的种植面积约350万hm2。稻米直接食用达到93%，稻米易消化吸收的能量为96.3%，为6种谷类籽粒之首，所以水稻生产在我国粮食生产中具有十分重要的、特殊的地位。

我省农垦地区位于高寒地带，为了保证在降雪前完成收获，主要用大型联合收割机收割水稻，损失率和糙米率较高；水稻以大地块连片单季种植为主，收获面积大，水稻适时收获时间短，现有的收获机数量远远不能满足要求，影响了秋收作业的进程。针对水稻收获季节性强以及现有的收获机存在的问题，水稻割晒放铺、拣拾是在水稻成熟期前割倒晾晒，可以有效缓解水稻适时收获带来的压力，延长作业期，大大提高机车的使用率和作业量；同时，水稻在晾晒时可降低水分含量，减轻水稻后期烘干时带来的压力。为此，黑龙江省农业机械运用研究所开展了4CL-320型水稻割晒放铺拣拾机的研究。

1总体结构及技术参数

针对课题任务书中提出的主要研究内容、技术关键等，通过对国内外水稻分段收获机械的深入分析研究，确定项目的总体方案。水稻割晒放铺拣拾机研制主要由机架、分禾器、拨禾轮、切割器、放铺台、悬挂架、拣拾机架、绞龙、拣拾台、拣拾地轮、传动机构和液压系统等组成；通过对拣拾部件和运动参数的研究，开发出一种拣拾机，结构简便、工作效率高，能与自走式水稻收获机和拖拉机挂接，挂接时方便快捷，可有效提高机车使用效率；研制拣拾水稻变向机构，结构简单有效，拣拾机整机不足400 kg，降低机车牵引动力，提高作业效率。

1.1结构组成

水稻割晒放铺拣拾机主要由机架、分禾器、拨禾轮、切割器、放铺台、悬挂架、拣拾机架、绞龙、拣拾台、拣拾地轮、传动机构和液压系统等组成（见图1和图2）。

1.绞龙 2.拣拾机架 3.拣拾台4.拣拾地轮

图1水稻割晒放铺机示意图

1.悬挂架 2.机架 3.拨禾轮4.分禾器 5.切割器 6.放铺台

图2水稻拣拾机示意图示意图

1.2主要技术经济指标

（1）割晒放铺机：

整机外形尺寸：3512 mm×2180 mm×2150 mm；

配套动力：36.75～55.1 kW；

工作幅宽：3.2 m；

工作行数：5行；

作业效率：6～10 亩/h；

总损失率：<1.5%。

（2）拣拾机：

整机外形尺寸：2245 mm×1936 mm×765 mm；

配套动力： 36.75～55.1 kW；

工作幅宽：1.8 m ；

作业效率： 6～10亩/h；

喂入量： 1.8～2.7 kg/s；

收净率： 99%；

总损失率：<1.5%。

1.3工作流程及特点

作业流程如下：拨禾→切割→放铺→ 拣拾。

水稻割晒放铺拣拾机设计为分体独立设计，按作业流程分段设计，结构简单，稳定性好。整机作业分为割晒放铺和拣拾作业，前者由机车牵引并提供动力，传递到悬挂架上的皮带轮，皮带轮带动同轴上的链轮把动力传到机架上的小链轮，小链轮把动力传到同轴上的两个皮带轮，两个皮带轮分别连接输送带轮和切割器连接轴带轮，切割器连接轴带轮带动同轴上的小带轮把动力传递到大塔轮的大带槽，大塔轮转动带动小带槽经两个张紧轮把动力传到拨禾带轮，从而带动拨禾轮作业，切割器连接轴带轮带动连接轴转动并通过摇臂带动摇杆传到滑杆完成切割作业；后者由机车牵引并提供动力，带动拣拾机架上的带轮，带轮把动力传到同轴上的链轮，链轮把动力通过张紧轮传到拣拾绞龙链轮，进而把动力传到绞龙轴，绞龙轴带动绞龙带轮通过张紧轮和换向机构带动拣拾台齿轮，实现拣拾台的换向，由拣拾台后滚筒经中间滚筒和前滚筒带动拣拾平带完成拣拾作业。整机布局紧凑合理，运行平稳，前后配置重心合理，稳定性好。

水稻割晒放铺机和拣拾机悬挂架与机架通过链传动方式连接，增加了稳定性和动力的完整性，保证各作业的連续性；切割器和拨禾轮采用以张紧轮的皮带方式，有效地保证空间的连接传动，简化结构设计，可靠性高，经济性合理；放铺作业通过平皮带伸缩调节方式，以达到工作的连续和有效性。

水稻割晒放铺机和拣拾机都是以悬挂式连接，连接简便，运输时通过性能好；水稻割晒放铺机拨禾轮采用液压模式，机车的进、出液压油口通过快速接头、对丝、液压油管和双活塞杆汽缸进、出油口连接，拨禾轮作业快速、有效，调整方便。

2主要工作装置的设计

2.1配套动力的确定

根据课题任务合同书要求，水稻割晒放铺机和拣拾机配套动力均为50～75马力， 切割器消耗功率约为20 kW，通过类比设计法可以初步确定发动机功率应大于38马力；拣拾机绞龙消耗功率约为15 kW，拣拾台消耗功率约为12 kW。考虑到作业时遇到土壤阻力变化和传动时功率损耗，应留有一定动力储备，配套动力确定为50～75马力。

2.2机架的设计

水稻割晒放铺机的机架由主梁、横传动轴支架、刀床板、机架立梁、机架底梁、左右侧罩板、油缸调节座板和机架拖板等构成，机架为整个机具的骨架，机具的其他部件通过机架连接成一个有机的整体。

主梁为型材方管焊合，共一道主横梁，主梁为机架的主体，其上焊有横传动轴支架，装配横传动轴总成，是整个机器的动力枢纽；刀床板焊在机架的前侧，其上面可以装配切割器；机架底梁焊在机架的下侧，放铺台装在里面；纵向设计两条立梁用来固定悬挂架悬挂板，提高悬挂板和机架的强度，保证机车与悬挂架挂接整机时的可靠性和稳定性；左、右侧罩板分别固定在机架的两侧，右侧罩板固定切割器连接轴总成；油缸调节座板固定在左、右侧罩板侧主梁上，油缸连在上面调节拨禾轮的作业角度和方向；机架拖板焊在底梁下面，可以防止拖堆和下陷。

主机架设计有多个焊接加强板和补强板，加强焊接强度，保证机架稳定性。

2.3放铺台的设计

水稻割晒放铺机放铺台是整个机具主要的传动装置，其功能是为水稻切割后提供平台输送到地里集成放铺的作业。

水稻割晒放铺机放铺台主要由输送带主动轴、输送带轮、输送带从动轴和输送带等组成。输送带主动轴与输送带靠摩擦力传递动力，必须提高输送带主动轴的摩擦系数，本机通过给输送带主动轴滚筒挂胶以加大摩擦面积。为保证输送带主、从动轴的强度并减小负荷，输送带主动轴采用60×4无缝钢管与28圆钢焊和，圆滚挂胶960 mm长、3 mm厚。

2.4切割器的设计

水稻割晒放铺机切割器通过切割器连接轴皮带轮和切割器连接轴将动力传给切割器，切割器才能完成切割运动。

水稻割晒放铺机切割器主要由连接轴皮带轮、切割器连接轴、小带轮、摇臂、摇杆、滑杆部装和切割刀组成。切割器连接轴是该部装的主体，承载主要的动力和负荷。本机切割器连接轴采用36调质钢，支撑轴承座用外球面球轴承UC207，从而大大提高了连接轴的强度和稳定性。

2.5拣拾机绞龙的设计

拣拾机绞龙通过UBPF206轴承和调节杆的连接固定在拣拾机架上，绞龙是把拣拾台上拣拾的水稻有序地送到机架出口。绞龙装置主要利用绞龙转动时叶片的旋向来输送水稻，绞龙筒直径必须较大，本着满足技术要求和降低动力消耗的原则，绞龙筒采用300×2圆筒；防止积堆和堵塞出口，本机还设置了偏心机构，偏心板中心距70 mm，绞龙转动时偏心机构上的伸缩拨齿伸长和缩短把水稻送到机架出口，完成水稻的输送作业。

2.6拣拾台的设计

拣拾台的作用是通过拣拾带上的拣拾弹齿将晾晒过的水稻拣拾起来。拣拾台主要包括换向机构、前滚筒、中间滚筒、加强滚筒、后滚筒、皮带调节机构、拣拾带总成和侧板焊合。换向机构是连接绞龙和拣拾台的中转站，通过固定在机架上的换向轴，换向轴带轮把动力传到捆绑在一起的换向齿轮，换向齿轮与前滚筒上的拣拾台齿轮啮合，把动力传递过来，方向也随之改变。前滚筒与机架铰链连接承载主要的动力和负荷，连接轴采用UC206轴承。拣拾带总成挂接在前滚筒、中间滚筒、加强滚筒和后滚筒外侧，带滑块座外球面球轴承205通过滑道连接在后滚筒上，防止皮带的打滑，运转平稳和自如。本着优化结构设计，减轻工作负荷，前滚筒、中间滚筒和后滚筒都是采用圆管和轴头焊接的方式。

3安装与调整

3.1拣拾台的安装

将拣拾台的后滚筒左侧轴头与连接板、带方型座外球面球轴承UCFU206用M12×40螺栓连接；拣拾台的后滚筒右侧轴头与机架右侧板、带方型座外球面球轴承UCFU206用M12×30螺栓连接；连接板左侧与机架左侧板用M12×30螺栓连接；调整后滚筒左、右侧轴头与UCFU206位置，使右侧轴头25轴径左端面与机架右侧板外端面垂直距离为10 mm时紧住左右连接UCFU206顶丝。

3.2换向装置的安装

拣拾台齿轮与平键8×30装配到拣拾台的后滚筒右侧轴头，外端用挡片紧住；换向机构总成用M12×30螺栓与机架侧板连接；绞龙带轮与换向皮带轮用V型带连接，绞龙带轮位置按换向皮带轮调节，调整张紧轮，皮带松紧合适时固定张紧轮和绞龙带轮。

3.3地轮的安装

机器出厂时地轮为部装件，安装时把地轮的左右侧分别与机架的左右侧连接，并用M12×90螺栓连接在侧板上，其中前面有五个连接孔可以调整地轮角度，地轮挂接板与固定梁连接，并在固定管上安裝顺禾杆。

3.4机具水平调整

机车与机具连接好后，调节悬挂架位置使机器趋于水平作业，拣拾台调整角度达到工作状态，固定好拣拾台。

3.5拨禾轮调节

机器工作时水稻拨取位置通过油缸的调节来驱动拨禾轮工作角度切割水稻。

3.6拣拾台的调节

拣拾台与拣拾机架通过铰链连接，拣拾水稻时调节拣拾台角度并予以固定。

4结束语

通过试验考核结果看，该机结构设计合理，工艺流程通畅，使用方便可靠，作业效率和收净率高，割茬高度、放铺率满足水稻割晒放铺拣拾作业要求，作业质量达到设计要求。为我国提供了水稻分段收获机械的适用机型，具有较强的市场竞争能力。

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