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　　視界-詳細介紹還田機刀具的研究？

香蕉在同一塊地連作多年，會引致土壤肥力減退，某些元素貧乏，病蟲害嚴重，果實產(chǎn)量、質(zhì)量下降。為了恢復舊蕉園的地力，改善土壤養(yǎng)分，減少病蟲危害，很有必要進行輪作。而為了保證作物種植時機，在收蕉后采用機械還田，可節(jié)省大量的人力和物力，具有較高的生產(chǎn)率，可為香蕉種植戶帶來可觀的經(jīng)濟效益，并且有效地保護環(huán)境。

還田機是功能齊備的還田的專用農(nóng)業(yè)機械，它不但能夠處理香蕉桿本身，對香蕉樹的根茬也可同時進行處理，并且可在一臺機械上（拖拉機）實現(xiàn)還田物直接翻耕入土成肥，而后平整土地，工作效率可達0.3~0.5hm2/h。經(jīng)還田機作業(yè)后的土地無須再進行整理即可實現(xiàn)新一輪的種植，因而真正實現(xiàn)復式作業(yè)，具有較好的經(jīng)濟性。

采用秸稈還田機將秸稈粉碎直接還田是一項高效低耗省時省工的有力措施，同時可以保持水土，增加土壤肥料，有利于土地的保護性耕作。還田機刀具是秸稈還田機的主要工作部件，刀片的形狀和參數(shù)以及刀具的布置和刀輥的型、式對還田機的工作質(zhì)量及功率消耗有很大的影響。

還田機刀具布置的討論

秸稈粉碎還田機刀輥（包括刀軸、刀具及附件）的振動危害性非常大，不但影響粉碎性能，而且對整機也有極大的破壞性。例如：懸掛架、機罩開焊開裂、膠帶（或鏈條）拉斷或磨損失效等等。影響機具振動的因素很多，如刀輥、傳動系、工況等。其中刀具布置的合理性是影響機具振動的重要因素。因此，本文對刀具布置加以研究，以使刀輥的振動減至最小。

按秸稈切碎部件軸的位置分，秸稈切碎還田機可分為臥式切碎還田機和立式切碎還田機2種。臥式秸稈切碎還田機切碎部件在垂直面內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運動，打擊秸稈，大多屬于無支承式打擊切碎，多用于柔韌性差、脆性好的硬秸稈作物。而立式秸稈切碎還田機切碎部件的軸垂直安置，切碎部件在水平面內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運動，切碎秸稈，一般都有動刀和定刀，屬于有支承切割，多用于秸稈柔韌性較好、脆性較差的軟秸稈作物。

從結(jié)構上看，臥式秸稈切碎機甩刀軸是簡支架結(jié)構，剛性好，轉(zhuǎn)速可較高一些，軸較長。刀片大都采用改進型，數(shù)量較多。立式秸稈切碎機軸較短，但屬于懸臂架，剛度較差，轉(zhuǎn)速不能很高，對刀平衡要求較高。刀片采用直刀片，數(shù)量少，與軸連接簡單。從傳動機構來看，臥式機一般由動力輸出軸輸出動力，經(jīng)一對錐齒輪再經(jīng)皮帶傳動或鏈傳動傳給甩刀軸。而立式機一般由動力輸出軸輸出動力，經(jīng)安全離合器和一對錐齒輪后直接傳給甩刀軸。從生產(chǎn)成本來看，臥式機型傳動機構較復雜，刀片數(shù)量較多，而立式機型要有安全離合器，故二者成本差不多或臥式機型稍高一些。當立式機采用雙軸時要增加一到兩級動力傳動結(jié)構，也相對較為復雜，成本高于臥式機型。從使用場合來看，立式機多用于稻麥或草叢等較矮的作物，而臥式機可用于各種作物，以用于高稈、硬稈物見長。因此，采用臥式布置型式對于香蕉莖桿/根茬的粉碎還田是合理有效的。

刀具布置的研究

1.刀輥振動分析

空載情況下刀輥高速旋轉(zhuǎn)，受力比較復雜，可從靜態(tài)分量和動態(tài)分量兩方面來考慮。其中，靜態(tài)分量包括刀輥自重、軸承支力傳動扭矩等；動態(tài)分量則指刀軸、刀具及其附件由于旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力?，F(xiàn)有機型一般具有以下特點：刀軸近似為勻質(zhì)回轉(zhuǎn)件，刀具軸向間距相等，刀具同向間隔角度相等。這些特點可保證刀輥自重及其作用點在旋轉(zhuǎn)過程中均不改變。軸承支力在旋轉(zhuǎn)過程中是變動的，實質(zhì)上，刀輥正是通過軸承支力使整機產(chǎn)生振動。假如能夠保證動態(tài)分量平衡，軸承支力可視為不變量。這樣，刀輥自重、軸承支力、傳動扭矩3個靜態(tài)分量在旋轉(zhuǎn)過程中就達到了平衡。刀軸一般可認為是勻質(zhì)回轉(zhuǎn)件，它的離心力可近視為零。因此，減振的關鍵在于使刀具及其附件的離心力保持平衡。

2.靜平衡與動平衡討論

秸稈還田機的轉(zhuǎn)速一般都較高，由于刀輥不平衡，在高速運轉(zhuǎn)的狀況下會產(chǎn)生較大的振動。在刀軸上合理排列刀片是減振的重要措施。目前掌握的國內(nèi)外有關這方面的資料甚少，我們在分析秸稈還田機刀片排列以及與之類似的還田機彎刀排列、錘片式粉碎機錘片排列基礎上，歸納出一些秸稈還田機刀片排列必須遵循的原則以及一些對秸稈還田機工作防振等有利的原則：

（1）空載旋轉(zhuǎn)時刀軸受力均勻，刀片產(chǎn)生的離心力的合力為零，即徑向受力必須平衡；

（2）軸向相鄰刀片間距以不產(chǎn)生實際漏切割帶為原則；

（3）軸向相鄰兩刀片徑向夾角要盡量大；

（4）相鄰打擊秸稈的刀片的軸向距離越大越好，以免干擾和堵塞；

（5）所有刀片沿刀軸周向盡量呈等角分布，以使工作平衡，刀軸負荷均勻；

（6）盡量每次一組刀片打擊秸稈；

（7）制造及裝配要方便；

（8）功率消耗盡量小。

根據(jù)這些原則，進一步提出假設：某一種刀片排列方式能滿足刀片在刀輥軸向上等間分布，而在刀軸周向上等角度分布，并且滿足刀輥空載時受力均勻、徑向平衡的基礎條件，那么它就是能達到減振要求的優(yōu)化排列。

3.刀輥振動影響因素分析

由于刀軸一般被認為是勻質(zhì)回轉(zhuǎn)件，其離心合力可近似為零。工作時，離心力引起的振動是通過軸承支點傳給整機的。因此減振的關鍵，在于使刀具及其附件產(chǎn)生的離心力對刀軸支點的矩為零。下面對此進行分析：以刀軸右端軸承支點為坐標原點，以刀軸左起第一把刀的離心力方向為X軸正方向，刀軸軸線為Z軸，過坐標原點且垂直于XOZ平面的軸線為Y軸，建立空間直角坐標系。如果刀具及其附件的質(zhì)量相等，那么它們產(chǎn)生的離心力也相等。所以，刀輥平衡。因此，還田機的刀片采用6組刀片對稱分布是刀片分布的較佳布置。

關于還田機刀片的探討

為適應對粉碎各類作物秸稈的要求，我們研究了多種型式的刀片。在總結(jié)多種刀片結(jié)構性能特點的基礎上選擇MII型刀具2種：一種是左彎，一種是右彎，

還田機切碎刀片是秸稈粉碎還田機的易損部件，目前國內(nèi)的生產(chǎn)工藝多為采用45鋼或65Mn鋼淬火熱處理。作業(yè)時因工況條件惡劣磨損嚴重，使用壽命短，我們采用在刃口部高頻感應堆焊方法，使粉碎刀片的使用壽命提高2~3倍，提高工作效率12%，耗油率降低12%，自磨刃效果好。

綜上，通過還田機的刀具布置、振動分析和結(jié)構闡述，確認了還田機設計在刀具的選擇和安裝分配上的合理性，進一步為其他部件的設計以及整機的安裝調(diào)試打下了理論基礎，并且為今后的結(jié)構改良提供了理論依據(jù)。

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