大豆联合收获机往复式切割器的使用维修技术

2022-06-14冯晓静郑亚北刘洪杰刘江涛

农机使用与维修 2022年6期

冯晓静，郑亚北，刘洪杰，刘江涛

(河北农业大学机电工程学院，河北保定 071000)

0 引言

切割器是联合收获机上的重要工作部件，其性能不仅影响整机作业效率，而且直接影响作业质量及大豆损失率[1]。大豆由于结荚位置低，茎秆具有更多的木质纤维，不同于水稻、小麦的收获，要求割茬低，以减少漏割损失；切割顺利，避免切割时剧烈振动造成大豆落粒。在大豆收获时割台损失占总损失量的80%以上[2]。为保证大豆联合收获机工作时切割器能适应大豆秸秆而顺利完成切割，不出现漏割、割刀堵塞或者割刀负荷过大的情况，机手要保证按要求使用调整切割器，并及时进行维护和修理。

1 大豆联合收获机切割器的组成和工作原理

1.1 切割器的组成

联合收获机切割器的种类很多，目前大豆联合收获机上主要采用往复式切割器，为有支承切割的形式，结构简单、适应性强、工作可靠，动刀片切割线速度多为1.5～2 m·s-1，不需很高的切割速度，低速下即可顺利切割[3]。往复式切割器结构如图1所示。往复运动的割刀由刀杆、刀杆头和铆合在刀杆上的动刀片构成。刀杆头利用传递驱动机构传递的动力带动刀杆和动刀片往复运动。固定不动的支承部分由护刃器梁、铆合着定刀片的护刃器、摩擦片和压刃器组成。动刀片形状为左右对称的等腰梯形，两侧为切割刃，按形状不同切割刃分为齿纹刃和光刃两种。光刃切割较省力，切口整齐，但不耐磨，使用中需经常进行磨刀。齿纹刃动刀片有自磨锐效果，不需经常磨刀，作业效率高，但切割阻力较大。在一般收割机械、谷物联合收获机上齿纹刃动刀片使用较多。定刀片刀刃一般为光刃，与护刃器共同构成双支承辅助动刀片进行切割。

1.护刃器;2.定刀片;3.动刀片;4.铆钉;5.压刃器;6.刀杆；7.铆钉;8.摩擦片;9.垫片;10.螺母;11.螺栓;12.护刃器梁

1.2 工作原理

工作时，在动力驱动机构作用下刀杆带动割刀左右往复运动，并与收获机共同前进，护刃器尖端将大豆秸秆分成小束并引向割刀，动刀与定刀构成切割副，把动刀片推来的茎秆推向定刀片，完成茎秆的切割。

2 切割器的使用和调整

切割器的技术状态是否满足技术要求，对切割质量有很大影响，应随时检查和调整。切割器的调整主要包括整列调整、对中调整和间隙调整三方面。

2.1 整列调整

护刃器间距应相等，间距均为76.2 mm，且齿尖保持在同一水平线上，护刃器不得有缺齿、裂纹、弯曲和扭曲。当护刃器出现缺齿和裂纹时，应及时更换。出现弯曲和扭曲时可进行矫正。护刃器检测方法为：先紧固护刃器固定螺栓，在割台最外端两个护刃器尖之间拉紧一细绳，检查中间各护刃器尖端是否在该直线上，判断是否存在弯曲、扭曲和安装误差。各护齿尖与该直线的高低差不得超过3 mm，两护刃器尖之间的距离应为标准距离76.2 mm，左右偏差不超过3 mm[4]，否则用锤子(或专用工具)给予矫形。用内孔和护刃器外形一致的管子套在护齿上搬动或用锤敲打变形的护刃器，直到符合要求。当护刃器变形严重不能直接矫形时，可将护刃器拆下，去掉定刀片，加热约800 ℃再进行热矫形。

2.2 对中调整

当割刀运动到左极限位置或者右极限位置时，动刀片的对称中心线与配合切割的定刀片的对称中心线应重合，否则切割器会漏割，同时动力消耗也比较大，并会损坏动刀片和刀杆。两者的不重合度误差不应超过5 mm。

检测方法：先在动、定刀的中心线上作上标记，转动传动机构，割刀处于行程的极限位置后进行观测。调整方法：摆环传动机构的联合收获机调整时，拆除摆环箱传动皮带，转动摆环箱传动轮，使摆臂处于相应的极限位置，拆卸刀头固定螺栓，调整刀头和弹片之间的位置，通过调整刀头和刀杆的相对位置实现动刀片的对称中心线与定刀片的对称中心线重合，最后紧固刀头固定螺栓。

2.3 间隙调整

2.3.1 动、定刀之间的间隙调整

动刀、定刀之间的间隙分顶端间隙和根部间隙两个部分，其技术要求是动刀处在运动的左右极限位置时，动、定刀的前端应贴合，最大允许有0.5 mm的间隙；根部应有0.5～1 mm的间隙，最大允许间隙为1.5 mm，但间隙达到1.5 mm的刀数不得超过全部刀数的1/3。检测方法：动刀在极限位置时，用厚薄规进行检测。调整方法：通过增减安装螺栓的垫片或使压刃器变形的方法改变压刃器的压紧程度可以实现调整动、定刀之间的间隙。

2.3.2 压刃器和动刀片之间间隙的调整

压刃器与动刀片间隙不得超过0.5 mm，但也不能压得过紧，以防摩擦过热。可通过加减固定螺栓处的垫片或用锤子打击压刃器来改变间隙的大小。调整后，应能用手拉动割刀，割刀往复运动灵活，不卡滞且不旷动。

2.3.3 刀杆与摩擦片的间隙调整

出厂时收获机刀杆与摩擦片之间的间隙已经调整好，间隙应在0.3～0.5 mm范围内。当收获机作业一定时间后，由于摩擦片侧边受到磨损，导致刀杆与摩擦片之间间隙变大，刀杆运动时前后旷动量超过0.5 mm时，应更换新的摩擦片。

3 维护保养

切割器高速往复运动中，茎秆切割变化造成的负荷改变、惯性力作用产生剧烈振动及贴合面间的摩擦力，使联接螺栓松动、零件磨损、配合间隙增大，致使其技术状态不能满足要求。为了保持切割器良好的技术状态，延长其使用寿命，使用中必须对切割器进行定期的维护和保养。

使用前先检查切割器安装螺栓和铆钉是否松动脱落，如有松动应及时紧固。作业前在运动处加足润滑油，在作业中刀杆带动动刀片在刀槽内往复高速运动，加上收获时自然作业环境条件差、零件配合间隙小等因素，零件极易磨损。必须按时在刀槽中及动、定刀之间、动刀和护刃器之间加注机油，加注位置为压刃器两侧，否则会缩短切割器使用寿命[5]。压刃器和刀杆托座每作业4 h加注机油，刀杆轴承每一班次加注黄油。作业季结束收获机存放时，切割器应除锈涂黄油，将割台降低放平或拆下放在阴凉干燥处。

4 常见故障及排除方法

4.1 一般性工作故障及排除方法

切割器的常见工作故障是堵住割刀。堵住后割台安全离合器打滑，保护割刀不受损坏。发现割刀堵住后要找原因及时排除，查找原因排除故障前一定要把工作离合器分离彻底并停机。堵刀的原因有以下几种。

1)卡住铁丝、木棍等硬物而堵刀。应立即停车，清除硬物。

2)动、定刀间隙中塞住茎秆或杂草而堵刀。间隙过大容易夹草，应按技术要求重新调整割刀间隙。

3)护刃器或刀片损坏而造成的堵刀，应及时更换护刃器或刀片。更换动刀片时，要把割刀抽出，将刀片铆平铆牢。拆装割刀时千万注意不要把手伸向护刃器之间。

4)割刀碰地或刀头壅土而堵刀。应抬高割台，操作中注意避开沟坎和绕过土堆。

4.2 切割器的机械故障与修理

4.2.1 动刀片损坏或松动

当动刀片出现断裂或有缺口时应及时更换。发现刀片松动，应及时铆紧。更换新刀片应松开刀头固定螺栓，从侧方将整个刀杆水平抽出，铆合刀片时应将刀杆放在铁砧上，两侧用支承支平，防止铆紧时刀杆变形；铆刀片的锤打工作应在安装刀片的一侧进行，防止刀杆出现麻坑或变形；进行铆接时，先用锤子捶打铆钉将铆钉镦粗，保证刀片铆定牢固，再用铆钉冲打出铆钉头的圆帽。

4.2.2 驱动割刀的连杆折断

用曲柄连杆机构驱动割刀，当割刀被卡住时，连杆折断，起保护割刀的作用。所以，出车前要带上备件，折断后马上更换。更换时，先使连杆与曲柄处于同一直线上，同时使割刀与定刀处于中心线重合位置，然后再紧固连杆。

4.2.3 刀杆变形或断裂

刀杆多采用35号冷拉扁钢制成，有韧性、可变形。由于切割茎秆的阻力过大或割刀被堵，或割刀与其他机件及田间障碍物发生撞击，或因铆接刀片时的锤击或铆钉的胀力，都可能使刀杆变形或断裂。刀杆弯曲变形时，拆下刀杆，把刀杆放在平直的平台或槽钢上，先矫正最大弯曲处。通过硬木垫用锤子敲打矫正，锤子敲击不能过重，防止刀杆上敲出坑痕。矫正后的刀杆应能与平台紧贴，刀杆窄面的弯曲不得超过全长的0.05%，刀杆宽面的局部弯曲高度不得超过0.5 mm[6]。

矫正刀杆扭曲变形时，把刀杆未发生扭曲的一侧固定在虎钳上，用活动扳手夹住扭曲部位的一侧，缓慢地反向扳转，直到刀杆平直为止。矫正时应注意防止把刀杆扭出硬性扭曲点。

若刀杆发生断裂，一般用焊接或锻接的方法进行修复。焊接时，可用刀杆焊接夹具保证刀片铆钉孔的正确距离和位置。焊接后，必须将焊缝加热后进行锻打，以增加焊接位置的牢固性，保证铆钉孔的间距。

4.2.4 护刃器的修理和矫正

护刃器不得有缺齿、裂纹、弯曲和扭曲。当出现缺齿和裂纹时，应更换。出现弯曲和扭曲时可直接矫正。