(6)--8.2甜菜收获机械农业机械学.ppt
农业机械学特种作物收获机械特种作物收获机械p甜菜收获机械（甜菜收获机械（2 2）顶叶切割器顶叶切割器农业机械学 甜菜收获机械的结构不太复杂，其主要工作部件由三部分组成:顶叶切削器、块根挖掘器和分离机构等。顶叶切割器 顶叶切割器可以在挖掘块根前，在仿形轮作用下，确定合理的切削部位并将顶叶切去。它通常由切刀和仿形器组成，仿形器的作用类似限位轮，但它能根据块根生长(出土)高低确定切顶大小。通常,切刀与仿形器的组合形式可分为三种:平直切刀和圆盘仿形轮回转圆盘刀和滑板式仿形器连枷除叶器、滑板仿形器和平直切刀 农业机械学切刀为固定式斜切刀，以便形成对块根顶的滑切切削,用螺钉固定在刀臂上。仿形轮由一组由动力驱动的圆盘组成，盘厚2mm，有58片，片间距3540mm，轮宽15000mm，周边呈齿形，有利于仿形。这种形式的顶叶切削器结构简单，在潮湿土壤上工作时能保持良好的切削质量，但仿形轮运动部分的质量大，不适宜高速作业。1 1、平直切刀和圆盘仿形轮、平直切刀和圆盘仿形轮平直切刀和圆盘仿形轮1-刀臂 2-仿形轮 3-切刀农业机械学机构原理图切刀与前进方向呈一后倾角，以免缠草。切刀倾角农业机械学NFPTM 倾角的大小对滑切质量以及防止缠草的能力有很大影响，滑切角越大，切削越省力，90，即越小切削越省力,切削越不可靠，但越小越不易缠草。如何确定其大小呢?设:在平直切刀刃口上的某一点有一菜根质点:M 农业机械学NFPTM 刃口对质点的作用力N可分解为切向力T和推力P，F为阻止菜根沿刃口向后滑动的摩擦力:当TF时菜根将沿刃口向后滑移,切断并防止缠绕和堵塞；当FT时杂草将随刃口前移,形成堵塞。农业机械学NFPTM一般为450左右 农业机械学 切顶厚度b的大小由切刀厚度而定，一般为10。a为水平间隙：仿形轮中心线至刀刃中心的水平距离，一般为50。bda切刀的切顶厚度与水平间隙农业机械学 仿形轮的存在是为了保证机器在高低不平的地形上作业时,工作部件作业量的均匀性，即工作部件随仿形轮的起伏运动而运动。理论上仿形轮与跟随部件之间的安装间距越小,仿形效果越好，但间距越小，它们之间的干涉现象就越严重，故在满足作业要求的前提下应有合理的间隙。农业机械学需要说明的是,在决定仿形轮直径时要同时考虑两个问题：仿形轮不能破坏块根的原始位置；仿形轮仿形灵敏度高。而这两个问题均与仿形轮的直径有关。不破坏块根原始位置分析(即不因仿形轮对块根顶部的冲击而使块根倒斜,影响后方切刀切顶)设设:仿仿形形轮轮重重量量相相同同,前前进进速速度度相相同同的的两两个个直直径径大大小小不不同同的的仿仿形形轮轮对对块块根根顶顶部部的的法法向向压压力力均均为为P P。把把甜甜菜菜顶顶近近似似看看作作球球面面，则则小小仿仿形形轮轮对对甜甜菜菜产产生生的的水水平平分分力力比比大大仿形轮大。仿形轮大。（3）仿形轮的直径 农业机械学PPx2Px1Py2Py1o1o2Vm分析：在直径不同的情况下，小仿形轮对甜菜所产生的水平分力 Px1大仿形轮Px2，这说明小仿形轮易推歪甜菜，降低切割质量。从不破坏块根原始位置来考虑,仿形轮越大越有利。但大直径仿形轮的灵敏度小于小直径仿形轮,而且差值越大，这种现象越严重。农业机械学 仿形灵敏度主要是指工作部件随仿形轮运动时，对地面起伏反应程度。轮子越大,跟随的工作部件在完成仿形作业后走过的路程越长,且运动轨迹与原被仿形形状拟合度越小。反之,拟合程度越高。小仿形轮仿形运动轨迹农业机械学大仿形轮仿形运动轨迹农业机械学 很显然:为满足上述两个要求,在仿形轮直径大小上出现了矛盾,我们首先要满足的是仿形轮仿形灵敏度要高,因此,仿形轮直径不宜过大，为确定其大小，我们用确定其临界值的方法加以解决。我们假设的块根状态是:当切刀切完低甜菜青顶的瞬间,仿形轮也正好接触到高甜菜顶。农业机械学解释：这是个临界状态,这就是说,当两相邻块根间距e确定后，仿形轮D的大小就首先要满足仿形灵敏度要求的问题。否则，当D过大时，后面块根根头尚未切完，仿形轮就压上了前面一块根顶部。如果前一块根高于后一块根，那么安装在仿形轮后的切刀就要随仿形轮的抬升而抬升。切削厚度b就要降低，因而无法满足切顶尺寸工艺的要求。因此确定仿形轮D的临界尺寸是以切完后一顶叶瞬间，仿形轮即可按触前一高根头。Vmho1o2brRnKeGaD/2o3d农业机械学Vmho1o2brRnKeGaD/2o3d在O3 O2G中 农业机械学简化整理得：该公式很重要，请同学们一定明白公式的来源，假设依据。公式对合理选配仿形轮的直径大小有一定的实用价值。农业机械学（4）仿形轮的圆周速度 当刀片对甜菜顶部开始切削时，甜菜就会受到刀刃向前的作用力，该力有可能造成根头的前倾而影响切削质量。为此，必需给甜菜顶部一个与机器前进方向相反的支承力。这个支承力可用仿形轮向后的旋转所产生的摩擦力等反力来完成。临界状态是，必须保证仿形轮的圆周速度与机器的前进速度同步。（试想如果机器走得快，而仿形轮转的慢将会造成仿形轮来不及对块根顶部施加压力而无法进行有支承切割）。因此，一般选择仿形轮的圆周速度为：NFPVmN=300400N VF Vm 或 VF/Vm=1.11.5 农业机械学（5）机组的前进速度 h123 右图表示仿形轮在从高根头向低根头顶部过渡时，在切刀切完高甜菜顶后，由于受重力和弹簧力的作用下降，即从1位置降到2位置（正常情况下），然后，再从2前进到3位置，如遇到低甜菜顶时再次切削顶叶。如机组Vm过大，在切刀还未下降到2时，就已经遇到低甜菜顶，或越过。此时就要发生少切或偏切，影响切割质量。因此，Vm的大小要取决于甜菜的株距e，国内外的甜菜种植密度不同，前进速度也就不同。中国的情况是：Vm=0.91.6m/s 为了保证切刀对行内甜菜叶顶的全部切削，机组的速度不可过快。农业机械学（6）仿形轮对跟头的压力 为使仿形轮工作可靠，并使其产生的摩擦力可有效地形成对切刀切割时有一定的支承力，必须有一定的压力，但太大时，易将根头推倒，一般 P=100-700N,但我国黑龙江省常年试验结果表明，最佳 P值为：300-400N。农业机械学2 2、回转圆盘刀和滑板式仿形器、回转圆盘刀和滑板式仿形器 特点：这种顶叶切削器在美国和原苏联等国的甜菜收获机上采用较多，其特点是可以在较高的速度下作业，而切削质量不会下降，而且不易堵塞。缺点是仿形效果和顶叶收集不如轮式，且结构复杂。圆切刀和滑板式仿形器示意图1-滑板式仿形器 2-四杆机构 3-圆盘切刀确定圆盘刀倾角示意图农业机械学主要结构参数：栅条式滑板宽度b：100-200mm 圆切刀直径D：400-600mm 机组速度Vm：0.95-1.35 m/s 切刀转速n：350-650r/min（10-12m/s）滑板式仿形器和回转式切刀通过平行四杆机构与机架相连。机架前进时，滑板从甜菜顶上拖过，产生仿形效果，圆切刀按照要求的部位切削根头，遇到高的青顶时，仿形器上抬，通过连杆机构带动圆切刀一起上升，从而保持一定的切削厚度。农业机械学3.3.连枷除叶器、滑板仿形器和平直切刀连枷除叶器、滑板仿形器和平直切刀 近年来一些西欧国家（如法国）不再将茎叶和青顶作为饲料，而是撒到田间作绿肥，因而顶叶切削的工艺发生了变化没有集条和收集工艺过程，也就没有了上述装置。以“连枷除叶器、滑板仿形器和平直切刀”为例进行介绍：旋转连枷除叶式切削器1-旋转连枷除叶器 2-根头清理器 3-定刀农业机械学连枷除叶器橡胶根头清理器农业机械学工作原理：工作时，装有甩刀的旋转连枷除叶器将青顶部的茎叶打掉，随后装有橡胶杆的跟头清理器把剩下的叶子打掉，装在尾部的仿形滑板和切刀将甜菜顶切去。优点：结构简单，不会堵塞，根头切削质量好。缺点是不能收集完整的顶叶。
