（终稿）割草压扁机的设计（全套完整有CAD）

这种切割器，结构简单，钳住茎秆能力强，割质量好效率高，减少了冲击力及因扭矩交替变化而导致机架振动，无重切漏割及撕皮现象，既可实现含水率高的玉米带穗青贮作业，也可以实现摘穗后玉米秸秆含水率低秸秆疲软情况下的青黄贮作业。

孙永海常振臣等以试验设计计算机模拟和神经网络优化技术为手段，对圆盘式切割器进行了试验研究，探讨了切割速度切削角和刀齿高度个因素对切割损失和切割阻力的影响，得到了切割速度切削角和刀齿高度的最佳参数组合。

杨家军刘锋等应用结构动态设计原理和随机激励下的动态设计方法，研究了切割器在随即激励下的响应，得到了切割器结构的动态设计的结果随着设计参数的改进，随机响应幅值的均方值相应减小结构可靠性相对增大在保证使用性能的前提下，应尽量减小刀杆长度参数，可增大结构的抗振动能力刀杆轴与切割刀盘的联接刚度对刀盘单元的固有特性最为敏感，应增大其结合部的刚度。

甩刀式切割器。

甩刀式切割器多用于玉米青贮饲料收割机上，目前国内外收割机上多采用甩刀式切割器。

它由水平横轴刀盘体刀片和护罩等组成。

刀片铰接在水平横轴的刀盘上，在垂直平面与前进方向平行内回转。

这种切割器转速高，圆周速度达，但割幅较窄，般为.。

在割幅较大的机器上，多采用多组并联结构，目前国内外最大的割幅为。

孟海波于文星等设计了玉米茎秆甩刀式切抛器，该甩刀式切抛器由壳体甩刀刀轴及定刀等部分组成。

甩刀的结构及工作原理与常规的甩刀形式不同，采用了“直角直刃”组合式铲形甩刀。

甩刀刀片双向有刃口，用防松螺栓垂直紧固于抛送叶片上，刀片磨损后只更换刃部即可，甩刀即是切碎器，又可抛送叶片。

由于刀片在回转轴向有定的长度，所以刀片与定刀的间隙对秸秆有定的揉搓和撕裂作用，实现了对玉米秸秆的切断撕裂和揉碎的工作原理。

用这种新的切碎玉米秸秆的方式，切出的饲料既能满足各种喂养的饲料长度，又能将茎秆撕裂，揉碎成细纤维状，尤其将玉米茎节破碎成适合于牲畜食用的柔软饲料，极大的提高了玉米秸秆的饲养利用率。

可见这种甩刀式切抛器具有完成对秸秆的切断揉碎和输送的三扁机最前端，收获牧草时，它扶待或扶起倒伏牧草，拨向切割器在切割器切割作物时，由前方扶持禾杆以防向前倾倒最后把切断的牧草及时推向压扁辊同时清理切割器，以利于割刀继续切割。

.拨禾轮的结构拨禾轮的结构简单可靠，多用于大中型收割机上和联合收获机上。

按结构的不同，有普通式和偏心式。

试验证明采用偏心拨禾轮收获作物较普通拨禾轮可提高生产率，减少损失。

割草压扁机采用偏心式拨禾轮。

偏心拨禾轮结构如上图所示，由拨禾轮轴辐盘拨齿轴根拨板根拨齿等组成。

.拨禾轮的工作原理和参数确定拨禾板的运动分析图.偏心拨禾轮拨齿运动轨迹图.拨齿的运动分析拨禾板是拨禾轮的主要工作部件，拨禾轮工作时，拨板随机器前进直线运动，同时又绕拨禾轴作回转运动，因此拨禾轮拨板相对地面生长的作物是这两种运动的合成。

为了使拨板进入禾丛后对谷物有向后拨送作用，运动绝对速度应向后，即拨禾轮拨齿的圆周线速度大于机器的前进速度，其运动轨迹为余摆线。

拨禾轮回转的圆周速度与机器前进速度之比为拨禾速比，用表示。

其线环宽度因值大小而改变值越大，拨板引导和扶持作物的功能越强，割台切割作物量越大，其线环越宽，但值太大，则拨齿和拨板拨禾时打击作物力量过大反之，入值越小则线环越小，拨禾能力越弱，增加了收割台的损失。

若时，则线环宽度为零，这时拨禾板不能起拨禾作用。

拨禾板轨迹可用方程表示图.，设以拨禾轮轴心对地面的投影点为坐标原点，以地面线沿前进方向为轴，以过原点向上垂线为轴建立直角坐标系。

并令拨板由水平位置开始逆时针方向旋转，则压板端点的坐标方程为式中拨禾轮半径，机器的前进速度，拨禾轮的角速度，.拨板由水平转过的时间拨禾轮安装高度，割茬高度，故，带入式得压板端点随的运动方程如下拨禾轮对牧草的作用拨齿的入禾角和拨禾轮高度分析为了减少拨齿对牧草的碰击，以减少击落损失，要求拨禾轮拨齿开始接触作物时，其绝对速度垂直向下，也就是说拨齿进入禾丛时其水平分速度应为零，即图.禾轮高度分析移项得满足此条件的拨禾轮安装高度可由下式导出而为牧草的自然高度，则上式可写成式中拨禾轮半径，作物高度割茬高度，则拨禾轮的安装高度为，可通过改变调节机构位置来进行调节。

拨禾轮高度在相同作业条件下，我国的牧草捡拾压垛机完成的工作量与国外同类机型相差半。

牧草机械产品品种不全，成套性差，美国的约翰迪尔公司牧草机械有个品种个机型纽荷兰公司有个品种个机型牧草拣拾装载车多达个机型，可供各种经营规模的用户选择。

我国牧草收获机械初步形成了散草方捆圆捆压垛作业工艺系统，但每种作业机械多为单机型。

各种作业工序间机具与动力配套性差，用户不能根据自己的经营规模选择合适的机具，因此机具的使用效率不高。

牧草机械产品技术水平低。

牧草机械产品水平的高低是衡量该行业整体科学技术水平的重要标志之。

我国已定型的牧草机械大部分属国外世纪年代以前的技术水平，多年来基本没什么改进。

其原因是多方面的，但生产制造工艺水平低是关键因素。

现在牧草机械企业工艺技术装备落后老化，生产设备大多是世纪年代以前的设备科研投入不足，开发能力差，使得产品更新换代缓慢，也是造成牧草机械技术水平低的重要因素。

世纪年代，我国牧草机械市场出现转机，年销售.万台，比上年增长.。

牧草机械产品出现畅销势头的主要原因是国内草原生态建设和退耕还草发展加快二是国家和地方大力发展草业畜牧业和节粮型畜牧业投资加大。

割草压扁机整体方案的确定.收获对象的特点及其对收获机械性能的要求收获对象的特点收获对象为豆科牧草禾本科牧草，以豆科牧草紫花苜蓿为主。

苜蓿是世界上栽培最早面积最广最重要的饲草原料之，不仅产草量高，草质优良，而且富含蛋白质多种维生素和矿物质，其干物质中粗蛋白质含量为，相当于豆饼的半，比玉米高.倍，有“牧草之王”的美称。

紫花苜蓿是多年生豆科牧草，每年可多次收割且适口性好收获量大具有很好饲用价值，可做精饲料代用品。

但是其品质随生长量的增加而下降，收割的越晚，造成的损失越大。

紫花苜蓿最佳收割时间为孕蕾期初花期，过了这个时间，蛋白质含量会降低，影响产品质量。

而这个时间般只有天，仅靠人工难以完成整个收获工作。

传统的苜蓿收获是采用不带压扁装置的圆盘式或往复式割草机，虽然能够完成收获作业，但在收获时期牧草含水量在之间，而安全贮存标准需将其水分降到以下，其自然脱水干燥时间过长，蛋白质的损失很大，因此，苜蓿的收获应该采用割草压扁机完成。

收获对象对收获机械性能的要求为满足紫花苜蓿的收获要求，所设计往复式切割器牧草机具的研究发展概况往复式切割器牧草机具历史悠久，适于收割天然牧草和种植牧草，具有割茬低而整齐，牧草损失少，所需拖拉机配套动力相对较小，机械造价相对较低，投资较小，运行成本比圆盘式高，便于调整使用等优点。

其发展过程是从畜力到机引从牵引到悬挂。

其发展趋势是提高生产效率是提高前进速度，二是增加割幅。

加大割幅将增加金属消耗量，因此以提高前进速度更为有利。

但为保证切割质量，必须同时提高切割器切割速度。

但随着切割速度的提高，割刀往复惯性力增加，从而加剧了机器振动和机件损坏，导致切割高产或湿润牧草时堵刀。

这种割草压扁机虽有这些缺点，但目前仍作为种标准机型被国内外广泛使用和大量生产，并且在不断完善和改进。

旋转式切割器牧草机具的研究发展概况近年来，西欧由于种植牧草面积大量增加，并使用大量含氮肥料使牧草高大茂密而趋于倒伏。

由于圆盘式割草机比往复式割草机更适合于切割较高而较粗的作物，因此，旋转式割草机得到迅速发展，它属无支承切割。

切割器刀片安装在刀盘上，并随刀盘起旋转进行割草，其前进速度高可达，有较高的生产率，不产生堵塞现象，更换刀片简易，工作平稳性好，保养方便。

但旋转式割草机功率消耗较大，工作幅重割区大，割茬不齐，碎草多，机械造价相对较高，投资较高，且对地面的平坦程度要求较高。

在牧草刚度小时易使割茬高度增加，因此较适于高产硬杆牧草，在西欧比较盛行。

国外牧草机械的发展现状国外牧草机械已有多年的发展历史，经历了从使用畜力到拖拉机动力配套从单项作业机具到联合作业机具等发展过程。

世纪年代是欧美各国牧草机械发展的高峰时期，这期间完成了由畜力机械割搂草机具各种联合作业机具及成型机具相继研制成功并迅速推广。

机具的保有量迅速上升的美国，牧草捡拾压捆机保有量达万台。

世纪年代以来，部分服役机具趋于饱和，产量和保有量保持稳定或略有下降，各公司致力于开发新产品，改进原有产品的性能，以保持竞争能力。

美国德国法国意大利日本等发达国家在该领域处于领先地位。

如德国斯通公司的割晒设备，法国库恩公司的旋转割草压扁机以及美国的凯斯和纽荷兰割草压扁机等。

世纪年代，这些国家的割搂捆装运等牧草收获机械陆续地进入我国牧草种植基地，国外先进的牧草收获机械技术比较完善，机具品种多，性能可靠，但价格昂贵。

目前，欧美各国这些机具主要为大型牧场所使用，配套条件要求较高，与我国国情不符。

我国的牧草收获机械化事业还处于发展阶段，市场上现有的割草机都不带压扁设备，对于像紫花苜蓿红三叶等豆科作物收获般都是使用国外进口机械。

近年来，仅有新疆机械研究院和呼和浩特畜牧机械研究所开始研制割草压扁机。

但与中型拖拉机配套的割草压扁机具仍是我国牧草机械发展的项空白。

为此，我们确立牧草收获机械研究项目，考虑非产业化牧草生产的需求，拟设计种与中型拖拉机配套的割草压扁机。

研究目的苜蓿是豆科牧草，含有较多的胶体物质和较少的碳水化合物而不易青贮，刈割的苜蓿必须及时干燥，否则就会发霉变质甚至腐烂，致使动物无法食用。

青干草是草产品流通的主要形式，同时也是发展绿色畜牧业的重要的蛋白质资源。

目前，已开发的牧草产品有草粉草颗粒草块草饼草捆叶块叶粒和浓缩叶蛋白等。

牧草产品在国际国内均具有非常广阔的市场，亚洲已成为世界上最大的苜蓿产品进口市场，年总需求量万吨，其中，紫花苜蓿是生产量和销售量最大的牧草产品，在美国已成为仅次于小麦玉米和水稻的第四大农作物，成为美国农业的支柱产业。

由于苜蓿草产品品质高低的决定因素之是适宜收获期始花期，而这个时期只有天。

据恩斯明格报道，无论禾本科豆科或是混播牧草，在始花期以后，每推迟天，牧草的消化率和采食量均降低.以上，总营养价值下降以上。

因此必须根据不同牧草及饲料作物的产量及营养物质含量，适时刈割。

使之既不影响牧草的生长发育，又能获得高产优质的青干草。

苜蓿草产品品质高低的决定因素之二是干草的调制。

处于收割期的苜蓿不仅有的含水量，同时也含有占物质质量处于活性状态的蛋白质和维生素，营养非常丰富。

但苜蓿在被刈割后，当干燥时，蛋白质保存率只有左右。

随着干燥时间的加长，蛋白质的保存率逐渐降低，不能保证苜蓿产品的质量，尤其在阴雨天损失更大。

此外，苜蓿叶片与茎的干燥速度不同，当叶片已经脱水达到安全水分时，茎的含水量还很高，在此后的进步脱水过程中，叶与茎的连接力很小，只要轻微的抖动或搬运都可能造成严重的落叶损失，使苜蓿的蛋白质含量急剧减少，从而失去应有的商品价值和饲喂价值。

图.所示为割草机割下未压扁的和经过压扁的牧草的干燥过程。

割草，压扁