4LZ―4.0D型双滚筒全喂入联合收割机的设计与试验.doc
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1、4LZ4.0D型双滚筒全喂入联合收割机的设计与试验水稻收割机是水稻生产机械化中最重要的作业装备之一,我国的大多数水稻种植区适宜使用中小机型。目前市场上的自走式全喂入横向轴流滚筒收获机及纵向轴流滚筒收获机仍然存在脱净率低、破损率高、含杂量大及适用性不广等问题。本研究设计生产的4LZ-4.0D型切横流双滚筒联合收割机能够很好地解决此问题,为水稻收获机械化提供了新选择。 1 双滚筒全喂入联合收获机的整机设计 1.1 整机参数及结构 4LZ-4.0D型切横流双滚筒联合收割机的整机结果见图1,主要技术指标见表1。 整机主要由收割台、中间输送装置、清选装置、底盘、发动机、液压系统、电气操作系统等部分组成。
2、通过对脱粒清选部件研究与优化设计,改进脱粒装置和清选筛结构。前滚筒采用凹板脱粒间隙可调且转速不同的切流滚筒装置,后滚筒为整体分为3段的分离和排草横向轴流滚筒装置,形成切流+横向轴流双滚筒全喂入联合收割机。采用可快速装卸型振动筛,有效增强脱粒分离能力,谷物在运动中被钉齿和固定凹板筛格条反复打击和揉搓,同时在钉齿和滚筒盖导向板配合作用下沿滚筒作螺旋线形式的圆周和轴向移动,脱下的谷粒从固定凹板筛分离出来,茎秆由排出口排出,完成脱粒和分离过程。 1.2 主要参数计算 1.2.1 割幅 割幅B按下列公式计算: 式中:q为收割机单位喂入量,kg/s,给定q=4 kg/s;为作物谷草比(谷粒质量/割下物总质
3、量),取0.7;A为作物的平均产量,kg/667 m2,水稻品种为中早39号,单产546.7 kg/667 m2;m为联合收割机的平均作业速度,取1.67 m/s。 由公式及以上数据计算,确定圆整后的割幅为: B=2 100 mm 1.2.2 作业速度 联合收割机的平均作业速度m需根据作物生长状况、田面情况及喂入量等确定,考虑割台损失不易过大,需选择合适的拨禾轮速比。全喂入自走式联合收割机的作业速度一般为48 km/h,取中值及以下值为妥。 1.2.3 生产率 生产率Q按下列公式计算: Q=5.4Bm (2) 其中:为收获时间利用系数,稻田为0.40.8,考虑到其作业环境较差,行走消耗功率较大
4、,取0.4;B为实际作业收割幅(为割幅的90%,即1.890 m);籼稻全喂入收割机的作业速度为2.73.6 km/h,粳稻全喂入收割机的作业速度为3.54.5 km/h,小麦全喂入收割机的作业速度为4.08.0 km/h。 根据式(2)计算得:收获籼稻作业生产率(m取3.3 km/h)Q=5.40.41.890.91715=56.15(hm2/h);收获小麦作业生产率(m取6.0 km/h)Q=5.40.41.891.66715=102.08(hm2/h)。 1.2.4 动力参数配置 联合收割机的功率消耗随不同的作业条件而变化,通常由收割机喂入量来推算发动机的平均功率,计算公式如下: N=(
5、1+Kb)pq (3) 式中:N为发动机总功率,kW;Kb为发动机功率储备系数;p为收割机单位喂入量所需平均功率,kW/kg?s-1;q为收割机单位喂入量,kg/s。 一般全喂入型联合收割机每kg/s的喂入量配备功率1520 kW,发动机储备系数选在0.150.33之间。以收水稻为主的联合收割机割幅不大,喂入量变化也不大,结构较为简单,整机质量轻(绝大多数机型不配置体积庞大的传统分离逐稿器,而是设计脱粒和分离一体的轴流滚筒与凹板装置),平均功率与发动机功率储备系数可以取下限值,因此N=1.151514 =69(kW)。故选用额定功率与转速为70 kW与2 400 r/min的4G33TC型柴油
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