基于Solidworks的收割機割臺的設計研究

馬 偉，徐 亮，肖 平

（1.德邦大為（蕪湖）農機有限公司，安徽 蕪湖 241000；2.安徽工程大學機械工程學院）

0 引言

我國農業機械保有量大，傳統割臺在生產效率和收獲率上存在一定問題。本文對傳統割臺進行了結構改進，設計了一種自適應割臺，在一定程度上解決了傳統農機在收獲率方面存在的問題。

1 設計思路

1.1 收割機割臺的改進分析

收割機通常連續工作時間長，割臺容易出現故障，因此需要經常拆卸攪龍進行維修檢查，但現階段市面上割臺使用的攪龍為一體式，在進行維修時需要拆下割臺的兩側側板；其次，當攪龍葉片發生局部損壞時，需要更換整個攪龍筒，增加了使用成本。在割臺上合理配置螺旋、割刀和撥禾輪的位置十分重要，尤其是螺旋相對于割刀的距離對割臺的工作性能影響較大。攪龍筒距割臺最前端的距離較大時，有利于植株高度較高的農作物收獲。而農作物較矮時，作物會無法被攪龍筒抓取，導致農作物堆積在割臺前端，當堆積到一定程度時，再被攪龍筒抓取，喂入量會突然增大，導致攪龍堵塞；在收獲植株高度較高的農作物時作物會從兩側側板滑下，導致收獲率降低。

1.2 收割機割臺結構的改進設計

圖1 收割機割臺結構原理

在收割不同高度的農作物時，通過安裝在割臺前方的圖像識別系統對比植株與參考桿的高度差別來控制攪龍筒的前后移動。當農作物高度較高時，攪龍向割臺后方移動，避免高植株從割臺掉落降低收獲率；當農作物過矮時，攪龍筒向割臺前方移動，避免農作物堆積在割臺前方發生堵塞，同時，可伸縮攪龍葉片可以進一步配合，防止攪龍筒堵塞。

電機帶動齒輪轉動，齒輪通過齒輪嚙合帶動滾珠絲桿杠在絲桿支撐體上轉動，滾珠絲桿螺帽將轉動變為直線運動，帶動攪龍在前后方向直線運動。通過改變電機的電流方向改變電機轉向，通過齒輪傳動帶動從而實現攪龍筒的往復運動。電機通過帶動齒輪，通過嚙合帶動傳送帶筒旋轉，進而使傳送帶運動。

圖2 自適應割臺流程圖

可伸縮攪龍葉片為分段葉片的1/4，分為伸縮葉片與滑軌，螺旋葉片伸出滑軌部分為伸縮葉片，當割臺喂料過多時，堆積的農作物擠壓伸縮葉片，使伸縮葉片在滾筒徑向方向移動。

圖3 可伸縮攪龍葉片

2 基于Solidworks的攪龍筒三維設計

圖4 攪龍筒結構

圖5 割臺三維裝配圖

分段式葉片的滑軌焊接在攪龍上，滑軌上設計有凸臺，用來固定葉片。第一段葉片和第四段葉片用螺栓通過滑軌上凸臺的螺紋孔進行固定，當拆卸時松開螺絲可在滑軌中直接抽出，一、四段葉片無需拆開攪龍，可直接卸下螺栓實現拆卸。第二段和第三段葉片用螺栓將滑軌和可拆卸分段式葉片固定。當需要拆卸二、三段葉片時，拆開攪龍筒，就可單獨拆卸第二段或者第三段葉片。該設計可實現單獨拆卸每一個葉片。當葉片遇到堵塞物時，分段式葉片和伸縮葉片中配有彈簧，可上下移動，避免植株堵塞。

3 結論

本文在傳統割臺的基礎上進行改進設計，對不同植株高度的變化而降低收割機收割效率的提升有著良好的反饋，結合三維實體建模技術，建立三維模型并進行裝配。