大蒜收獲機鏈桿式輸送鏈的運動分析

河北省農業(yè)機械化研究所有限公司 焦海濤 高清海 張亞振 張秀平

大蒜收獲機鏈桿式輸送鏈的運動分析

河北省農業(yè)機械化研究所有限公司 焦海濤 高清海 張亞振 張秀平

河北省農業(yè)機械化研究所有限公司研制的4S-1200型前置式大蒜收獲機，可一次完成大蒜的挖掘、分離和鋪條等作業(yè)，能較好地適應我國大蒜種植農藝和生長特性要求，具有操作方便，作業(yè)適應性強，使用可靠性、經濟性較好等特點，減緩了農村勞力不足引起的問題，降低了收獲作業(yè)成本。

挖掘；分離；鋪條

4S-1200型前置式大蒜收獲機主要由限深輪、挖掘鏟、鏈桿式輸送分離部件、集條裝置等組成。

圖1 整機示意圖

機具通過連接架整體安裝在小四輪拖拉機的前保險杠上，利用液壓提升機構通過升降鋼絲繩進行升降控制。振動挖掘鏟將畦內收獲幅寬內大蒜與土一起震動挖掘，挖掘起來的大蒜和土壤的混合物移到挖掘鏟柵條末端時，將被運轉的輸送分離裝置的橫桿托住向后輸送，利用鏈運動不均勻性及振動現(xiàn)象和前寬后窄的集條板，裹夾著大蒜的碎土從鏈桿條的間隙落下，帶莖的大蒜落入尾部并被收攏于拖拉機輪距內。為了在輸送過程中使碎土與大蒜分離開，本文對鏈桿輸送鏈的運動不均勻性及引起的振動進行了分析，并確定了鏈桿輸送鏈的主要參數(shù)。

1鏈桿輸送鏈的運動分析

盡管主動鏈輪在做等角速度運動，但因多邊形效應，鏈條的瞬時速度、瞬時傳動比都在做周期性變化。

1.1 鏈條的瞬時速度

圖2 鏈條速度變化

如圖2所示，若設主動鏈輪節(jié)圓半徑為R1，以等角速度ω1轉動，現(xiàn)以鏈條緊邊的A點作為分析對象，則有：VA=R1ω1

將VA分解為沿水平方向的分速度Vx和垂直方向的分速度Vy。

當β=0時，鏈速最大，Vy為最小：

1.2 運動不均勻性引起的動載荷

從上述運動分析，鏈條在做周期性的變速運動，它使從動輪的角速度也做瞬時周期性變化，鏈條的變速運動必然會引起動載荷，動載荷的大小取決于運動件的質量和加速度。

將Vx=R1ω1cosβ和Vy=R1ω1sinβ對時間求導數(shù)，可得：

當β=0時，鏈條前進的加速度最小，垂直鏈條前進方向的加速度最大：

由以上分析，鏈條所受的動載荷與轉速、節(jié)距有關，其中又以轉速影響最大。

2 鏈桿輸送鏈主要參數(shù)的確定

由前面對鏈桿輸送鏈的運動分析，鏈速在做周期性變化的同時，也必然會使鏈桿上所輸送的收獲物做相應的變速運動與振動，在允許的范圍內，利用鏈條運動不均勻性及其振動，使大蒜與碎土分離。

2.1 節(jié)距t的選擇

為了最大限度地使大蒜與土壤分離，同時又盡可能不丟失大蒜，本機選取輸送鏈的節(jié)距t為44.45mm。

2.2 主動鏈輪齒數(shù)z1與轉速n1的選擇

從利用鏈傳動運動不均勻性來增強大蒜與碎土的分離作用出發(fā)，鏈輪齒數(shù)宜選偏小的齒數(shù)，本機選取的主動鏈輪齒數(shù)z1為9；因本設計的鏈桿輸送鏈主要用于升運和分離功能，試驗表明，分離輸送鏈最佳線速度為1.5～2.0m/s，并應大于作業(yè)時行走速度。因機具選用四輪拖拉機慢Ⅱ擋作業(yè)（行走速度為1.53m/s）,因此選取輸送鏈的平均線速度為1.6m/s。

由此可得主動鏈輪的轉速n1為240rpm。

3 蒜頭在鏈桿上可能被拋起的最大高度

4 結論

（1）輸送鏈運動不均勻性及其振動現(xiàn)象，可作為有利因素加以利用。

（2）挖掘物拋起的最大高度與鏈輪節(jié)圓半徑、轉速成正比，利用鏈條運動的不均勻性與振動的關鍵在于合理選擇主要參數(shù)。

（3）本機設計的參數(shù)能順利地拋起挖掘物，并且使鱗莖損傷小。

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焦海濤，男，1986年出生，助理研究員，研究方向：農業(yè)機械化。