我爱发明小型履带水稻收割机

导读：　我爱发明小型履带水稻收割机(共7篇)我爱发明微型水稻收割机 稻田独行侠（发明人汪仁凡）[我爱发明] 20141101 稻田独行侠 本期视频主要内容： 微型水稻收割机是由重庆的汪仁凡先生初期研发并同重庆鑫源农机合作推进的一项小型农机具，它主要针对于丘陵地区的旱田和水田进行水稻收割而设计。最大特点是灵活操作、转运方便、简单易学、水旱田皆可...

篇一 我爱发明小型履带水稻收割机
我爱发明微型水稻收割机 稻田独行侠（发明人汪仁凡）

　　[我爱发明] 20141101 稻田独行侠

　　本期视频主要内容： 微型水稻收割机是由重庆的汪仁凡先生初期研发并同重庆鑫源农机合作推进的一项小型农机具，它主要针对于丘陵地区的旱田和水田进行水稻收割而设计。最大特点是灵活操作、转运方便、简单易学、水旱田皆可。（《我爱发明》 20141101 稻田独行侠）

　　发明人联系方式：汪仁凡 电话13509459303

　　《稻田独行侠》花絮：本期拍摄正值农忙抢收时期，我们辗转几个村子才找到愿意把稻田留给我们拍摄的农民朋友，好在机器很争气。当然汪仁凡这种坚持创新有目标进行研发的精神和态度是值得很多人学习的。他坚持了且方向正确就有了机会，能选择到东家进行合作，让这个机器真正流入市场位老农民百姓服务。

　　

　　

篇二 我爱发明小型履带水稻收割机
[我爱发明]多功能水稻收割机 稻田除秆记（发明人邓成礼）

　　[我爱发明] 20141018 多功能水稻收割机 稻田除秆记

　　本期节目主要内容： 四川德阳的邓成礼经过九年时间成功研发出一款集水稻收割、脱粒、秸秆粉碎、秸秆填埋、旋耕于一体的多功能水稻收割机。在水稻收割过程中能够很好的降低水稻的含杂率，损失率和破损率，收割速度与传统机械持平。 （《我爱发明》 20141018 稻田除秆记）

　　发明人联系方式：邓成礼 13909014968

　　《稻田除杆记》花絮：此次拍摄我们来到了四川绵阳，邓成礼发明的多功能水稻收割机得到了不少农户的支持。然而就在去年，邓师傅为了办厂，几乎把全部积蓄和精力都投入了收割机的研发中。最终由于债务问题，他不得不与妻子离婚。

　　

　　

　　

篇三 我爱发明小型履带水稻收割机
4LZ_0_8型小型水稻联合收割机的设计_谢方平

湖南农业大学学报(自然科学版) 2015年8月 第41卷 第4期

Journal of Hunan Agricultural University (Natural Sciences), Aug. 2015, 41(4):435–439 DOI:10.13331/j.cnki.jhau.2015.04.018 投稿网址：

4LZ–0.8型小型水稻联合收割机的设计

谢方平1,2,3，王修善1,3，任述光1,2,3*，刘大为1,3，李旭1,3，陈立永4

(1.湖南农业大学工学院，湖南 长沙 410128；2.湖南省现代农业装备工程技术研究中心，湖南 长沙 410128； 3.南方粮油作物协同创新中心，湖南 长沙 410128；4.湖南农广农业装备有限公司，湖南 娄底 417700)

 

摘 要：为适应南方丘陵山区的作业环境，提高水稻机械化收获作业质量和效率，研制了4LZ–0.8型水稻联合收

割机。对收割机行走装置、脱分系统、清选系统、二次切割装置等关键部件进行了设计。对整机性能检测试验结果显示，该机型生产率为0.116 hm2/h，清选含杂率为1.8%，破碎率为0.2%，总损失率为2.0%，均达到或优于GB/T 8892—2008《收获机械联合收割机 试验方法》及DG/T 014—2009《谷物联合收割机》中规定的标准。

关 键 词：4LZ–0.8型水稻联合收割机；气流清选；设计

中图分类号：S225.4 文献标志码：A 文章编号：1007−1032(2015)04−0435−05

Design of 4LZ–0.8 type mini rice combined harvester

Xie Fangping1,2,3，Wang Xiushan1,3，Ren Shuguang1,2,3*，Liu Dawei1,3，Li Xu1,3，Chen Liyong4

(1.College of Engineering, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2.Hunan Provincial Engineering Technology Research Center for Modern Agricultural Equipment, Changsha 410128, China; 3.Collaborative Innovation Center of Southern Chinese Grain and Oilseed, Changsha 410128 China; 4.Hunan Nongguang Agricultural Equipment Limited Company, Loudi, Hunan 417700, China )

Abstract: There are a lot of mountains and hills in the Southern China, and the fields are small with dispersed height. It makes the work environment unfit for a large-size combined harvester. In order to adapt to the bad working situation and improve the operation quality and efficiency of the mechanized harvesting in south of China, a 4LZ–0.8 type mini rice combined harvester was designed with small low loss rate and high clean efficiency. The parameter of key components, such as the walking device, the threshing and separating installation, the cleaning system and second cutter were analyzed and confirmed. A experiment has been done to test the performance. The results shows that the production rate was 0.116 hm2/h, the impurity rate was 1.8%,the broken rate was 0.2%, and the total loss rate was 2.0%. All of the parameters were better than those of industrial and local standards.

Keywords: 4L–0.8 type mini rice combine harvester; airflow cleaning; design

南方稻田多为山地丘陵田块，面积小、连片少，泥脚深烂，田块之间落差较大，联合收割机难以广泛使用[1]，传统的人工收获，劳动强度大，生产效率低，这些因素制约了水稻生产的进一步发展。为推进水稻收获机械化进程，农机工作者和相关企业对小型联合收割机进行了大量研究：顾峰玮等[2]研制了适用于丘陵山区的轻简型4LZ–1.0Q稻麦联合收割机，整机作业顺畅，作业效果较好，但由于配备了风筛式清选装置，整机的结构尺寸偏大，因而转弯半径偏大，对小田块的适应能力有限；贺炳松等[3]研发出一种可拆式轻便微型水稻联合收割机，整机质量290 kg，采用履带行走方式作业，但履带底盘短小，尾部需用托盘支撑，影响了整机在水田的稳定性；徐锦大等[4]研制的4L–90型联合收割机，以工农–8型手扶拖拉机为底盘，设计了侧置输送风机取代割台输送槽，结构轻简，但由于没有配置清

收稿日期：2015–01–18 修回日期：2015–04–08 基金项目：湖南省战略性新型产业科技攻关计划(2014GK1056)

作者简介：谢方平(1970—)，男，湖南沅江人，博士，教授，主要从事农业机械性能创新设计，hunanxie2002@163.com；*通信作者，任述

光，博士，副教授，主要从事农业机械计算机辅助设计与分析，shugren2005@aliyun.com

436 湖南农业大学学报(自然科学版) 2015年8月

选装置，使得含杂率和损失率不能达到相关标准；周益君等[5] 设计的4L–110型谷物联合收割机，配置于工农–12型手扶拖拉机上，结构简单，但因为同样没有配备清选装置，含杂率和损失率不能满足生产要求，且手扶拖拉机在烂泥田里的通过性能不佳。这些都说明，适应于南方丘陵田块特性的微小型联合收割机的自重受到限制，因而结构尺寸和动力都会受到限制。由于功率不足，微小型收割机不宜配置大中型联合收割机常用的风筛组合式清选装置，造成清选质量较差。近年来，利用旋风分离器作为微小型联合收割机的清选装置的研究

[6–12]

1 拨禾轮；2 分禾器；3 割台总成；4 二次切割装置；5 脱粒分离装置；6 割台升降装置；7 履带底盘；8 机架；9 乘坐椅； 10 操纵台；11 分离筒组件；12 吸风管道；13 提升槽；14 动力装置；15 排草口。

取

得了一些进展，其清选效果有了很大提高，但仍存在对风机和扬谷器转速要求较高，物料潮湿或轻杂质较多时清选质量和作业稳定性降低的问题。

为解决小型收割机因配套功率与体积等因素的限制而造成的收获效率低、清选质量不高、通过性不好等方面的问题

[13]

图1 4LZ–0.8型水稻联合收割机结构

Fig.1 Structure diagram of 4LZ–0.8 rice combine

1.2 技术参数

参照相关标准[14–15]， 4LZ–0.8型全喂入联合收割机的主要技术参数为：外形尺寸2 805 mm×1 700 mm×2 070 mm；自重665 kg；配套功率9.7 kW；发动机转速2 400 r/min；喂入量2.88 t/h；最小离地间隙180 mm；最小转弯半径450 mm；生产率≥0.100

割台宽1 200 mm；脱粒滚筒类型为轴流钉齿。 hm2/h；

，在市场调研的基础上，笔

者设计开发了4LZ–0.8型水稻联合收割机。该机以小型履带底盘作为行走装置，钉齿作为脱粒元件，并配置了体积和功率较小的新型清选系统，结构轻巧，操作简便。性能检测试验结果表明，该机脱粒清选质量好，各项指标均达到相关标准，能较好地满足当前农业生产要求。现将结果报道如下。

1 总体结构及主要技术指标

1.1 整体结构及工作原理【我爱发明小型履带水稻收割机】

4LZ–0.8型水稻联合收割机主要由行走装置、割台与输送装置、脱粒分离装置、机架、动力传动系统、清选装置、液压装置、操纵控制装置组成，总体结构如图1所示。行走装置为履带式底盘，由变速箱、橡胶履带组成；脱粒分离装置由脱粒滚筒、罩壳和凹板筛组成，脱粒滚筒、凹板筛与罩壳形成脱粒室；清选装置由提升槽、提升刮板链、分离筒组件、吸风管、吸杂风机组成。田间作业时，在割台分禾器和拨禾轮的作用下，水稻植株被引向割台，上端被切割器割断落入割台，剩下的较长的茎秆被二次切割刀切断还田。落入割台的部分通过输送槽被送进脱粒室，脱粒后，大部分杂余从排草口排到稻田中，稻谷同少部分茎秆和带瘪谷的小穗等从提升槽进入分离筒组件中，由于稻谷和杂余的悬浮速度不同，在吸杂风机作用下，杂余被吸风管吸走并从吸杂风机中排出，净谷则落入接粮装置中，从而完成整个收割过程。

2 主要部件的设计

2.1 行走装置

由于履带式行走装置具有接地比压较小、越野能力和松软泥泞地的通过性较好、转弯灵活、转弯半径小等优点，因而选取履带底盘为行走装置，如图2所示。履带底盘主要由底盘机架、变速箱、驱动轮、支重轮、托链轮、导向轮，橡胶履带组成。

1 行走变速箱；2 驱动轮；3 橡胶履带；4 支重轮；5 托轮；6 导向轮。

图2 行走装置底盘结构

Fig.2 Structure diagram of chassis

第41卷第4期 谢方平等 4LZ–0.8型小型水稻联合收割机的设计 437

底盘驱动轮的直径影响驱动力矩的大小。考虑变速箱可靠性，减小变速箱受力[16]，结合本机作业速度及作业环境，驱动轮节圆直径D设计为265 mm，驱动轮齿数Z取11个，计算可得驱动轮节距t0=73 mm。为使驱动轮和履带正常啮合，橡胶履带的节距t取值应该和驱动轮节距一致，采用节距t=73 mm，宽度B=250 mm的橡胶履带。由于支重轮数量多时，履带的接地压力会较均匀，在湿软土壤上的通过性较好，但履带长度不变时，支重轮数量增加，支重轮直径就会减小，支重轮与履带内壁的滚动阻力就会增大，因此，在保证履带接地压力均匀性的情况下，要尽量增大支重轮直径和减少支重轮数量[16]。结合支重轮直径与履带节距的相关比例关系，设计每边支重轮个数为4个，考虑到履带接地长宽比对行驶性能的影响，结合文献[17–18]的研究，将前后支重轮间距l设计为695 mm。 2.2 传动系统

传动配置如图3所示，由柴油机输出动力，一方面通过皮带轮传动组、行走离合器、行走变速箱传递给履带驱动轮，通过改变行走变速箱档位来控制驱动履带的转速，另一方面通过皮带轮传动组、链条传动组、离合器传递给工作组件(包括脱粒滚筒、输送刮板链组件、割台螺旋搅龙装置、割台割刀组件、二次切割刀组件、拨禾轮、液压泵组件、吸杂风扇、横向输送搅龙和提升刮板链组件及抛洒器)，由离合器控制，动力从发动机直接输出，速度由发动机的转速决定，与机器的行走速度相互独立，互不影响。

2.3 脱粒分离装置

脱粒分离装置如图4所示，由脱粒滚筒、栅格式凹板筛、罩壳以及凹板筛下的横向输送搅龙组成。脱粒滚筒、栅格式凹板筛和罩壳组成脱粒室，脱粒室一端开有喂入口与输送槽对接，另一端为排草口。

1 排草口；2 罩壳；3 导向板；4 脱粒滚筒；5 删格式凹板筛；6 横向输送搅龙。

图4 脱粒分离装置的结构

Fig.4 Structure diagram of threshing and separating installation

为增加对潮湿作物的打击脱粒，采用钉齿作为脱粒元件，配以栅格式凹板筛，增强脱分能力。脱粒滚筒的长度设计为780 mm，滚筒的齿顶圆直径设计为390 mm，脱粒滚筒上的钉齿采用双头螺线排列布置，钉齿长度65 mm。经计算，滚筒圆周长为1.22 m，长于进入脱粒室水稻茎秆长度，不会造成谷草多圈缠绕滚筒。

为保证钉齿能及时有效抓取进入脱粒室的谷草，凹板筛的包角设计值大于180°，结构上为确保脱粒滚筒顺利安装进脱粒室，超过180º包角的部分设计成垂直向上与筛体半圆相切。设计的凹板筛的栅条直径为4 mm，网孔大小38 mm×14 mm。

为提高脱粒输送顺畅性，脱粒滚筒上部罩壳内设计有4块导向板；考虑到脱粒元件与凹板筛间的脱粒间隙大小影响脱粒元件的冲击梳刷强度，作物种类及喂入量不同，对应的脱粒间隙也应不同[19]，水稻喂入量较小，故设计脱粒间隙为30 mm。 2.4 清选装置及工作原理

清选系统主要由提升槽、提升刮板链总成、抛洒器、分离筒组件、吸气管、接谷斗组成，如图5所示。提升槽下端与脱粒室下的横向输送搅龙连

1 割台割刀组件；2 拨禾轮组件；3 二次切割装置组件；4 割台搅龙组件；5 横向输送搅龙组件；6 脱粒滚筒；7 工作离合器；8 行走离合器；9 行走驱动轮；10 抛洒器；11 提升刮板组件。

图3 传动配置

Fig.3 Schematic of the layout of transmission system

438 湖南农业大学学报(自然科学版) 2015年8月

接，上端与分离筒组件相连，吸风管道一头连接分离筒组件上端，另一头连接吸杂风扇，接谷斗挂接在分离筒组件下端。

度，物料在空气中的漂浮速度与物料本身的质量、形状、大小等因素有关[20]。

1 提升槽；2 提升刮板链总成；3 提升槽从动轴；4 抛洒器；5 分离筒组件；6 吸风管；7 接谷斗；8 吸杂风机。

图5 清选装置的结构

1 风量调节器；2 固定板；3 气固分离体；4 气流分离筒。

Fig.5 Structural schematic of cleaning system

图6 清选原理

分离筒组件由气流分离筒、气固分离体、固定板以及风量调节器组成，如图6所示。气流分离筒中部开有脱粒后混合物入口，连接在提升槽上端，气流分离筒上端装有风量调节器，气流分离筒内部通过固定板安装有半球形的气固分离体。作业时，吸杂风机高速运转，通过吸风管道在气流清选筒内产生负压，设计的气固分离体可避免筒体中心气流速度与靠近筒壁四周的气流速度差异过大，从而使气流分离筒内气固分离体以下各处气流速度和压力处于比较均匀的状态。

脱粒后混合物料经提升刮板输送到抛洒器处，被径向抛射进气流分离筒内，与分离筒内的气流近似于垂直相交，其受力情况如图6所示。物料在竖直方向上受到重力mg、气流阻力P和压强梯度力F的作用[20]。

由于物料在竖直向上方向的初速度为0，低于气流速度，所以气流阻力P实际为动力，且压强梯度力F较小，可以忽略不计。物料运动的方程可由(1)式表示。

Ma=P–mg

Fig.6 Schematic diagram of cleaning

脱粒后混合物料中谷粒和各类杂余的质量、形状等各不相同，所以脱粒后混合物料中谷粒和轻杂质及短秸秆的漂浮速度各不相同。只要使吸杂风机在气流分离筒内产生一个气流速度v，使v小于谷粒漂浮速度v2，而大于杂质漂浮速度v1，则杂质所受的气流作用力大于自身重力，即：

m1a1=P1–m1g＞0 (2) P1为杂质所受气流阻力，式中：m1为杂质质量；此处为动力；a1为杂质加速度。

杂质有竖直向上的加速度，会向上运动从物料中分离出来，通过吸风管从吸杂风机排出，而谷粒所受的气流作用力小于自身重力，即：

m2a2=P2–m2g＜0 (3) P2为谷粒所受气流阻力，式中：m2为谷粒质量；此处为动力；a2为谷粒加速度。

谷粒会有竖直向下的加速度，向下掉入接谷斗下的接粮装置。 2.5 二次切割装置

联合收割机加装二次切割装置可以减小喂入脱粒室的物料量，减轻脱粒系统和清选系统的负荷，降低机器整体功率，提高清选质量[21]。本机设计了高茬二次切割装置，二次切割的残茬割后还田。切割器设计为标准Ⅱ型切割器，刀具行程为76.2

(1)

式中：a为物料加速度。

当P–mg=0时，即重力与气流作用力相等时，物料在竖直方向的加速度为0，物料在气流中处于稳定的悬浮状态，既没有向气流分离筒上部的运动也不会掉入接谷斗。此时气流速度为物料的漂浮速

第41卷第4期 谢方平等 4LZ–0.8型小型水稻联合收割机的设计 439

mm，二次切割装置宽度与机器割台宽度一致，残茬还田后长240~640 mm。

籽粒含水率28.9%，茎秆含水率66%～67%，平均产量7 333.8 kg/hm2)，田间状况与作物参数符合检测和试验要求。水稻收割机采用Ⅲ档作业，试验过程测取谷粒含杂率、破碎率、损失率、作业生产率等性能参数。

试验和检测过程中，4LZ–0.8型水稻联合收割机运转稳定，各操作机构灵活有效。主要性能指标和执行标准中相应指标列于表3。从表3中可以看出，各项性能指标都达到或优于执行标准的要求。检测试验过程和结果表明，本机在减轻整机质量和简化部件结构，增强机器作业灵活性的同时，保证了作业质量。

3 检测试验结果

2011年7月17日至2011年7月20日，分别在海南省昌江县石碌镇片石村和湖南省双峰县科技工业园，对4LZ–0.8型水稻联合收割机进行了水稻收割试验。试验检测过程中，数据的获取和处理均依据GB/T 8892—2008《收获机械联合收割机 试验方法》及DG/T 014—2009《谷物联合收割机》执行。

水稻收割前，选取作业田2 hm2，水稻处于蜡熟期，未倒伏，稻株平均高度72 cm，千粒重29.2 g，

表1 主要性能指标对比

Table1 Comparison of the mainperformance index

本机结果

履带接地压力/kPa 含杂率/% 破碎率/% 总损失率/% 生产率/(hm2⋅h–1) 最小离地间隙/cm

14 1.8 0.2 2.0 0.116 18 ≤24

≤2.0

≤2.0

≤3.0

≥0.10

≥18

执行标准

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联合收割机结构设计的改进[J]．农业机械学报，2002，33(1)：115–118．

责任编辑：罗慧敏 英文编辑：吴志立

篇四 我爱发明小型履带水稻收割机
几种中小型履带自走式水稻联合收割机转向机构的性能介绍_高行方

篇五 我爱发明小型履带水稻收割机
适合水田作业联合收割机行走装置设计方法_刘天舒

适合水田作业联合收割机行走装置设计方法

刘天舒 黄 明 杨军太

摘要：对水田作业条件的适应性是水稻联合收割机的关键技术，本文阐述了适合水田作业的联合收割机的总体要求，并对适合水田作业的联合收割机行走装置橡胶履带、轮系结构、行走变速齿轮箱结构及液压无级变速器的设计与选型等方面作了详细的叙述，最后简要介绍了为适应水田作业条件国内外水稻联合收割机中所采用的新技术。

关键词：水田作业 联合收割机 行走 设计

Abstract

The adaptability for paddy fields is the key technology of the ripe harvesting machinery, the paper expatiates the qualification of harvesting machinery which adapted to paddy fields, and introduces the designed and selected methods about the rubber track, the structure of wheel, the shift gear box and the step less hydraulic transmission, In the end , the paper introduces the new technology applied in these machinery.

Key word: paddy fields harvesting machinery stepping designed

近十年来，水稻收割机研制工作进展较快，收割、脱粒、清粮和输送等机构日趋完善，但是，要充分发挥收割机作业的优越性，则收割机上还应配备性能良好的水田行走机构。我国收割机行业研究人员对水田行走机构作了大量的研究、研制与试验工作。一般来说，应适合水田收获作业的技术要求，这些要求是：

1、在稻田作业时要有良好的适应性。也就是说收割机既能在旱地，亦能在泥脚深度20cm左右的田面带少量水或半干半湿的情况下通过。

1）根据中国农机院八三年实验结果，当时因橡胶履带技术的限制，行走机构的接地压力控制在

2

0.2kg/cm以下，因收割时行走机构是在稻茬地上，而稻茬地的表面至5-6cm这一层因受作物根系和植被

2

的影响，其承载能力是较大的，如果接地压力不大于0.2 kg/cm，则行走机构基本上可以实现浮动通过（即下陷深度不超过5-6cm），正是由于接地比压的限制，使我国水稻收割机械发展缓慢。近年来由于橡胶履带技术的发展，特别是日本的水稻收割机参数选择表明，如果机器离地间隙比较大，接地压力适当

2

增大，履带接地压力达到0.25 kg/cm左右时，不影响其通过性能；

2）在总体设计上，要尽量做到机组不偏重或少偏重，具有较好的稳定性； 3）要有较大的离地间隙。

2、对一般的水沟，田埂和畦作麦地具有良好的通过性；

3、机动性能要好，也就是说要求收割机具有较小的转弯半径，因稻作地区一般田块较小，这样工作时，机组转弯调头次数多，如果转弯半径小，就可以提高机组的有效利用率；

4、工作平稳可靠，行走阻力小；

5、结构简单，重量轻，易制造，坚固耐用。

本文就适合水田作业联合收割机行走装置橡胶履带的选择、轮系结构、行走齿轮箱结构以及液压无级变速器的设计与选型，结合4L60型全喂入纵向轴流稻麦联合收割机（以下简称4L60型）的行走装置的设计来探讨适合水田作业的联合收割机行走装置的设计方法。

一、适合水田作业联合收割机橡胶履带的选择

为了满足在水田收割水稻的需要，行走装置要有较强的防陷与驱动能力，应选用较宽规格的橡胶履带，并保证有适当的接地压力以减少下陷，底架下留有较大的地隙防止触地影响通过性能。

橡胶履带是一种无节销的挠性带，重量轻，行走阻力小，由于无节销，没有销与套的磨损问题，行

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走比较平顺，它在水田作业，防稻性能好，下陷少，滚动阻力小，不破坏地面，4L60型联合收割机采用45cm宽的高花纹、小节距橡胶履带，增大接地长度，减小接地比压，提高土壤的水平推力，充分利用土壤的速度效应。

1、 橡胶履带的接地压力

履带的接地压力是影响机器通过性能的主要因素，它由机器的使用重量与履带的接地面积所确定：

2

P=G/2bl ( kg/cm) 式中：G——机器重量（kg） b——履带宽度（cm） l——接地长度（cm）

3

4L60型联合收割机自重约3500 kg，粮箱容积约1.2m，可盛稻谷约660 kg，履带宽度为45cm，接地长度约180cm，则在粮箱充满稻谷状态下的接地压力为：

2

P=（3500+660）/（2×45×180）=0.26 kg/cm

在粮箱未装稻谷的状态下的接地压力为：

2

P=3500/（2×45×180）=0.22 kg/cm

22

4L60型联合收割机履带的接地压力在0.22-0.26 kg/cm之间，虽然超过0.2 kg/cm的控制要求，但国内对日本与国产履带式水稻联合收割机进行田间实验的结果表明，机器只要有足够的离地间隙（＞

2

25cm），履带接地压力在0.25 kg/cm左右时，机具仍具有较好的通过性，而地隙小的机器，虽然接地压力小于0.2 kg/cm2，倒反而下陷不能通过。4L60型联合收割机设计的地隙较大（＞25cm），接地压力虽然略大，但其通过性能仍能符合要求，不会发生下陷问题。

同时十分重要的一点，接地长度l与整机的纵向稳定性有直接关系，通过与重心的相对位置及稳定性的要求，联系接地比压综合考虑接地长度l的位置与长度。

2、 行走装置的轨距：

行走装置的轨距B除受割台割幅与机身宽度等条件的限制外，为了满足转向的要求，还受到履带接地长度l的制约。根据国外研究的结果，l/B=1-1.2时，转向性能很好，l/B=1.2-1.5时，转向性能良好，l/B=1.5-1.7时，转向性能中等，性能开始下降。4L60型联合收割机的轨距B=125cm，履带的接地长度l=180cm，l/B=1.44，在1.2-1.5之间，因此，设计的轨距是能保证转向性能良好。

同时，轨距B与机器总体横向稳定性有直接关系，在确定轨距B的数值时，还需考虑它与机器重心的相对位置，确保机器的横向稳定性。

土壤力学试验表明，同样的接地压力情况下，履带宽度b与接地长度l之间亦有一较适当的比值。根据江琦氏的经验公式，b/l应在0.25-04之间较好，4L60型联合收割机设计中选用的履带宽度b=45cm，接地长度l=180cm，b/l=0.25，履带尺寸的选择是适当的。

二、 行走轮系结构的设计

1、支重轮

采用5组支重轮分布在履带接地面，使履带的接地压力均匀，支重轮的直径要合适，直径太大，对支重轮的布置不适，直径太小，则会增加滚动阻力，对橡胶履带而言，支重轮的直径d0 和履带的节距tL 大致应保持下述比例：

d0/ tL=1.5-3

支重轮之间的距离lz与履带节距应保持一定的关系，即lz/ tL=1.5-2.8，但不能lz/ tL=2，否侧履带板节在两个支重轮之间向上拱起和跳动的量会很大，从而降低了行走时履带接地部分的平直度，这样一方面容易造成脱轨，另一方面是增加了滚动阻力，更坏的是接地压力不均匀，下陷增大。但支重轮间也不能靠得太近，否则会引起积泥挂草，两轮片之间至少应留有35-70mm的间隙。

对4L60型联合收割机，d0=200mm，tL =90mm，lz=235mm，d0/ tL=2.22，lz/ tL=2.56，这样既能保证五个支重轮的分布，又能使 d0/ tL 与lz/ tL在合适的范围内。

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2、托链轮

托链轮的作用是装在履带上段的下方，其功用是托住履带，减少上方履带的下垂量，减少履带在运转过程中产生的跳动，并防止履带侧向滑落，由于驱动轮的轮齿卷动履带时有将履带沿驱动轮切线方向甩动的作用，当履带离开驱动轮时，这个作用将增加履带的下垂，为了减小下垂，在靠近驱动轮的地方安装一个托链轮。具体的方位尺寸可按上所述，根据整个轮系的结构尺寸而定。一般将自由下垂量最大的位置作为托链轮的安装位置，同时根据轮系结构与整机结构在适当的范围内作调整。

3、导向轮及其张紧装置

导向轮的功用就是引导履带正确的绕动，并阻止履带对它发生相对横向移动，导向轮的直径一般选得比较大，这样就可以使导向轮的直径对履带节距的比值距增大，从而可以使履带卷动均匀，减少冲击。

一般 dd/ tL=2-4，dd为导向轮的直径，在4L60型联合收割机中，dd=300mm，dd/ tL=3.33。

导向轮的张紧装置可根据底盘结构选择合适的张紧装置，目前使用较多的是通过调节螺杆的调整使导向轮前后移动，这种结构方便履带拆装、制造简单、操作方便、可靠性高。

4、前角α1 及后角α2

前角α1 及后角α2 的数值应根据不同的使用要求而定，减小这些角度，可以增加有效的接地面积，使压力和滑移降低，并且还能提高机车的行驶平稳性，减少“翘头”和“翘尾”的现象。但α1 及α2 的减小会降低机车的爬坡越埂的能力，所以不能太小，一般α1 ＞α2 ，根据实验所得，α1一般为1.5°-3°，为的是增大接地长度，减小接地比压。当接地长度已满足接地比压要求时，α1 可以增大，以使机器具有良好的过埂、爬坡及垮沟性能，在4L60型联合收割机中，前角增加至35°。α2一般为1°-2.5°。驱动轮至支重轮的驱动段长度约等于履带节距的2.3-2.6倍。过长易形成囊袋，导致倒车时易脱轨。

三、行走齿轮箱

行走变速齿轮箱是水田作业收割机行走装置的核心部件，它影响机器的整体性能。行走齿轮箱在设计时，相关的因素很多，主要应遵循以下两条原则：

1、满足机器行走速度要求。根据机器在不同档位的行走速度要求，在各档位选择合理的传动比，以满足行走性能要求。

对4L60型联合收割机，机器行走速度分三档，行走变速齿轮箱的传动路线示意图如下：

φ114

HST

N入

Z19

Z21Z18Z24Z21

Z23

Z16

Z19φ94

16Z45Z16

1737Z37Z17

Z15

φ257.83

Z3838

Z15

Z2626

φ257.83

出

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三档传动比及机器行走速度如下表：(HST输入转速3300rpm) 高 档 中 档 低 档

传 动 比

19/21×24/16×16/45×16/37×17/38×15/26=

0.053856 19/21×21/19×16/45×16/37×17/38×15/26=

0.039683 19/21×18/23×16/45×16/37×17/38×15/26=

0.028099

行走速度（km/h） 0～8.64km/h 0～6.36km/h 0～4.51km/h

2、行走变速齿轮箱结构紧凑合理，可靠性高，便于维护。行走齿轮箱的结构要与整机相匹配，同时要保证机器具有足够的离地间隙，以便机器具有良好的通过性。对4L60型联合收割机在行走齿轮箱两端有两副边减，增大了离地间隙，能够在平均深度250mm的深泥脚田内顺利作业。

四、无级液压驱动的选型计算 1、 滚动阻力的计算

Ff=f×mc×g

式中： f----滚动阻力系数，根据实验结果，当机器在稻田无明显下陷时取f=0.1，当机器在稻田下陷5-15cm时取f=0.3，当机器在稻田下陷16-25cm时取f=0.5。

mc----整机质量(机重+人重+粮食) g----- 重力加速度 机器在稻田工作时的阻力矩

M=Ff×R

式中： R--- 驱动轮半径，R=0.128m 则每个驱动轮上的阻力矩： Mf=M/2

当机器在田间以上述三种田间状态作业时，其每个驱动轮上的阻力矩如下表：【我爱发明小型履带水稻收割机】

一般路面f=0.1

中等路面f=0.3

846.7

较差路面f=0.5

1411.2

Mf (Nm)

282.2

2、 驱动力矩的计算

液压马达发挥的扭矩：

M马=1.5×p×q×η

式中：p----液压系统压力，系统压力以一般系统压力，额定系统压力，较高系统压力，最高系统压力来检验液压系统压力是否附合机器的田间工作要求。

q-------液压马达排量

η-------总效率，一般取η=0.9

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第个驱动轮的驱动扭矩

M轮=M马×i/2

式中：i-----行走变速箱减速比

在驱动轮上，只有当驱动轮的驱动扭矩克服驱动轮上的阻力矩，则机器在田间才能正常行走，即：

M轮≥n×Mf

式中：n----安全系数（n≥1）

当在选择液压无级变速器时，考虑各种条件下机器的工作状态，来选定液压无级变速器的参数，最终选择合适的无级变速器。

在4L60型收割机中，选用的无级变速器液压马达排量q=37ml/r，液压系统压力p分为四档，一般系统压力P一般=15MPa；额定系统压力P额定=21MPa；较高系统压力P较高=28MPa；最高系统压力P最高=31.5MPa；

机器在不同档位，不同系统压力情况下，驱动轮的驱动扭矩如下表所示： 单位：(Nm)

考虑田间作业的工作条件，保证机器工作的可靠性，取安全系数n=1.1，则通过上表可以看出，当无级变速器在一般系统压力P一般=15MPa状态时，在路面及田间地无明显下陷时，机器低档、中档与高档正常工作，当机器在稻田下陷5-15cm时，则机器在高档工作困难。当机器在稻田下陷16-25cm时，机器在低档、中档、高档均工作困难。当无级变速器在额定系统压力P一般=21MPa状态时，在路面、田间地无明显下陷及在稻田下陷5-15cm时，机器低档、中档与高档正常工作，当机器在稻田下陷16-25cm时，机器在中档及高档工作困难。当无级变速器在较高系统压力P一般=28MPa状态时，在路面、田间地无明显下陷及在稻田下陷5-15cm时，机器低档、中档与高档正常工作，当机器在稻田下陷16-25cm时，机器在高档工作困难。当无级变速器在最高系统压力P一般=31.5MPa状态时，机器在各种路面及田间状态都能正常工作。

以上所述只是水田作业收割机行走部分设计的一些方法，现在国外适合水田作业的收割机大量采用静液压驱动、强制差动式变速箱、离地间隙可调的液压式升降机构的行走底盘的新技术，这些技术的应用，使水田作业的联收机适应实际使用条件及恶劣工况的能力大大增强。

参考文献

1、《水稻联合收割机原理与设计》 华南农学院农机教研室 中国农业机械出版社 2、《国外收获机械 》（第二集） 科学技术文献出版社重庆分社 3、《半喂入联合收割机性能研究》 江崎春雄 中国农业机械出版社

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篇六 我爱发明小型履带水稻收割机
新型手扶履带式水稻联合收割机

篇七 我爱发明小型履带水稻收割机
小型人力水稻收割机的改进设计

第26卷第6期

2004年12月江西农业大学学报ActaAgriculturaeUniversitatisJiangxiensisVol.26,No.6Dec.,2004文章编号:1000-2286(2004)06-0962-03

小型人力水稻收割机的改进设计

马文烈,刘仁鑫,颜玄洲

(江西农业大学工学院,江西南昌330045)

摘要:改进设计后的割禾器主机,基本解决了原割禾器存在的刀片磨损集中、寿命低的问题。由于动刀片每个齿都参与切割,所以,磨损较均匀。设计使动、定刀片皆可自磨锐,切割功率随时间增加反而有所下降。刀片磨损后,只要调整动定刀间隙即可继续切割,刀片寿命估计比原来的要提高4倍以上。由于推进只是起到行走和预切割部分茎秆的作用,切割主要还是由动刀旋转来完成。

关键词:割禾器;动定刀片;自磨锐;改进设计

中图分类号:S225

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