秸秆粉碎还田机组合Y型甩刀的设计
秸秆粉碎还田机组合 Y型甩刀的设计
0、引言
农业发达的国家和地区都非常重视土地的用养结合和发展生态农业,以保持农业的可持续性发
展。秸秆粉碎还田技术是保护性耕作模式的核心环节之一。至目前为止,秸秆粉碎还田技术在发
达农业国家的水平已经比较完善,应用十分普遍,而国内尚处于待发展状态。秸秆粉碎还田机的
粉碎刀片是该机构的主要工作部件,经常与茎秆、泥土、石块以及其它田间杂质接触摩擦,工作
条件极为恶劣,且由于其转速一般较高,需要承受很大的冲击力才能达到粉碎茎秆的目的。因此,
甩刀的质量直接影响秸秆粉碎还田机的粉碎质量和可靠性。
1、甩刀的研究进展与分析
秸秆粉碎还田机由拖拉机悬挂并驱动粉碎刀辊旋转来完成不同的粉碎作业任务。目前,常见的刀
轴旋转方式分为两类:一类是刀轴采用反转的形式,即粉碎刀转动方向与机器轮子转动方向相反
的运动方式,如图 1所示;另一类是刀的旋转平面平行于地面,如图 2所示。
1.1 甩刀分类
目前,国内外的秸秆粉碎还田机甩刀无论是拖拉机配套,还是联合收割机配套,都主要分为 3种类
型:直刀型、甩刀型锤爪型。其中,甩刀型又细分为鞭式、T型、Y型和 L型,如图 3所示。
各种甩刀都有自己的优缺点和各自的适用环境,其形状特性不仅与秸秆粉碎效果直接相关,对于
刀轴的设计和定刀的排列方式也有一定影响。各种甩刀的对比分析如表 1所示。
1.2 甩刀参数分析
1.2.1 结构参数
目前,国内用于粉碎还田的道具主要直刀型和甩刀型。主要的结构参数有弯折角、正切面刃角、
切削宽度和刃厚等。弯折角是秸秆粉碎还田机作业的重要参数,其大小影响甩刀工作时的阻力大
小和功耗,弯折角优化范围为 225°~230°。正切面刃角决定刀刃的锋利程度,减小正切面刃角降低
功耗,刀刃寿命也随之减少。偏转角 β是甩刀工作时另一个重要的参数,其大小为
式中 β—甩刀偏转角;T—甩刀端部的切割阻力(N);m—甩刀质量(g);f—摩擦系数,取f=0.25;ω—甩
刀角速度(rad/s);ρ—质心离旋转中心的距离(mm);a—甩刀质心离甩刀铰接处的距离(mm);g—重
力加速度(m/s2);R—甩刀回转半径(mm)。
偏转角过大会造成割茬高度增高,并且不利于切割粉碎,所以应当尽量减小偏转角。当甩刀几何
尺寸及甩刀安装尺寸一定时,m,a,ρ 值的增大都会使得 β值减小,所以甩刀的质量不宜过小,在质量
一定时,质心应当尽量向刀端移动。刀辊转速一定时,R 的增大也会使得 β值减小,增益粉碎效果;
但R的增大会增大刀辊的动不平衡因素,同时增大功耗。
1.2.2 性能参数
为达到更好的秸秆粉碎效果,要求甩刀有很高的刀端;但是粉碎刀的工作环境极其恶劣,经常与土
壤以及其他杂物接触,导致严重磨损,所以粉碎刀的性能参数主要考虑其刀端速度、耐磨性能和
旋转时的动平衡。
毛罕平、陈翠英通过试验得出:转速 ω和旋转半径 R配合, ≥应当使得刀端线速度 34m/s,才能达到
90%以上的粉碎合格率;李明通过对甘蔗叶粉碎还田机正交试验得出:刀轴速度为 48m/s 时,粉碎
率和捡拾率最优;张红霞、刘师多等通过对比试验得出:刀端速度为 32~36m/s。
已有研究表明:NiWC 合金粉末喷焊层具有良好的耐磨性,可用于强化和修复还田机甩刀,并且具
有良好的性价比。付雪高等对比分析已有的甩刀平衡的仿真分析之后认为,甩刀不平衡是产生振
动的根本原因。所以,必须选择合理的排列方式,甩刀要按质量分组,并保证甩刀外形尺寸统一。
摘要：
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秸秆粉碎还田机组合Y型甩刀的设计0、引言农业发达的国家和地区都非常重视土地的用养结合和发展生态农业,以保持农业的可持续性发展。秸秆粉碎还田技术是保护性耕作模式的核心环节之一。至目前为止,秸秆粉碎还田技术在发达农业国家的水平已经比较完善,应用十分普遍,而国内尚处于待发展状态。秸秆粉碎还田机的粉碎刀片是该机构的主要工作部件,经常与茎秆、泥土、石块以及其它田间杂质接触摩擦,工作条件极为恶劣,且由于其转速一般较高,需要承受很大的冲击力才能达到粉碎茎秆的目的。因此,甩刀的质量直接影响秸秆粉碎还田机的粉碎质量和可靠性。1、甩刀的研究进展与分析秸秆粉碎还田机由拖拉机悬挂并驱动粉碎刀辊旋转来完成不同的粉碎作业...
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作者：闻远设计
分类：非标机械电气自动化
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