1.6 模块化通用谷物割台

当今时代的发展趋势便是趋于通用化发展，鉴于我国广阔的地域及丰富的农作物品种，为了提高谷物联合收获机的使用效率，实现一机多能的工作模式，本节结合小麦、水稻、大豆等作物的特点，以现有的割台结构为基础，设计一款通用谷物联合收获机的割台结构，它可以根据不同农作物的收获特点进行独立调节。在本割台的设计中，将原有的机械传动部分改为液压传动。在目前收获机发展的过程中，液压传动方式在大型的联合谷物收获机上的使用比例越来越大，液压割台必将逐渐取代现有的机械传动割台，而且液压传动更便于实现自动化控制。

以现有的收获机结构为基础，通过对拨禾轮、搅龙、割刀等结构进行工作分析，选择以液压马达独立推动拨禾轮、搅龙、割刀等结构的通用型谷物联合收获机液压割台，通过液压换向阀对系统元件进行回路控制。相对于传统的带链轮连接机械割台，使用液压集成块可以实现快速液压底盘的拆装，提高工作效率；同时各元件之间传动与控制相互独立，可以针对不同的农作物、不同的生长环境提供最优化的工作参数，提高生产效率、降低损失、提高经济效益。与此同时，操作人员可以根据实际的生产使用情况，对机器的工作数据进行采集、计算、分析、优化，为发展新机型提供详细准确的实物资料。如图1-20所示为谷物联合收获机液压割台结构的简图。

图1-20 谷物联合收获机液压割台结构的简图

1—拨禾轮 2—拨禾轮液压马达 3—拨禾轮支撑架 4—拨禾轮支撑液压缸

5—搅龙液压马达 6—割刀液压马达 7—割刀 8—搅龙 9—割台机架

根据通用式割台的要求，针对一机多用的需要，可根据传统小麦、大豆等收获机割台与传统玉米收获机割台之间的拨禾轮、割刀与拨禾器之间的传动方式的特性，将传统小麦等谷物收获机割台进行拆装与相对的改进，实现玉米割台与小麦等谷物割台的模块化处理，实现一机多用。如图1-21所示为小麦、大豆、水稻等谷物收获机割台转化为玉米割台。

图1-21 模块化玉米割台

1.6.1 割台的驱动

拨禾轮、搅龙、割刀选择以液压马达独立推动，使用液压阀独立单一控制各执行元件的通用型独立液压割台，结合液压系统的工作原理及特点，选择闭式静液压传动方案。其主要特点是结构简单、安装灵活、油箱体积小、工作效益高、工作能量损失小。其主要部件有工作泵、工作马达、液压缸、换向阀、补油泵、溢流阀。其中泵为系统动力元件，马达、液压缸为执行元件，电磁换向阀为控制元件，一起组成工作系统。补油泵与溢流阀组成补油系统，对系统损失进行补偿的同时换油降温，保证系统工作时油温符合使用要求。图1-22所示为基本的割台液压系统图。

1.6.2 割台模块化接口

为了增加割台的通用性，需要将割台与收获机底盘连接进行模块化，因此需设计一种通用型联合收获机底盘与割台模块化接口。

设计通用型联合收获机底盘与割台模块化接口主要体现在以下两个方面：①一系列的零部件和机构为完成通用型联合收获机底盘与独立割台的快速驳接而按照特定方式安装的一种集成，这种集成称为模块化，通过整体的模块化驳接机构中不同子模块发挥各部分的功用可快速方便地连接或断开通用型底盘与割台；②通用型联合收获机高性能底盘通过该统一规范、标准形式的模块化接口可以与安装了相对应接口的各种独立割台快速、方便、稳定、可靠地连接，通用型联合收获机便可收获多种作物，实现一机多用的目的。

图1-22 割台液压系统图

1、28—过滤器 2—定量泵 3、5、7—单向阀 4—变量泵 6、8、9—溢流阀

10、11—两位两通中位阀 12、16、20—定量马达 13、17、21—调压阀组

14、18、22—三位四通换向阀 15、19、23、26—调速阀 24—双向自锁阀

25—M型三位四通换向阀 27—冷却器 29—拨禾轮支撑液压缸

为完成模块化接口的研究设计并使其能完成方便快速对接的工作，首先需要克服以下4个难点：①割台重量大，在不使用其他辅助安装工具的基础上，想要快速方便地与底盘连接要克服割台的不能随便移动的特点，即割台的不可移动性，只能通过移动底盘来对接接口；②为保证模块化接口在收获机作业时的稳定性及可靠性，联合收获机底盘与割台的驳接是一种固定位置精密配合，但在对接过程中联合收获机底盘很难准确无误地移动到割台对接接口所需要的指定位置，而如果底盘接口不能到达驳接时的指定位置，驳接工作便不能顺利进行；③当底盘与割台分别处于预定的安装位置时，需要一种装置来锁死割台与底盘的相对位置，不能有相对的运动，而且该装置需要有操作方便、结构简单及稳定可靠等特点；④割台与联合收获机底盘能否实现快速连接与断开。为了克服以上4个难点，需要从以下两方面来设计收获机的模块化接口。

1．导向机构的设计

导向机构的主要作用是满足联合收获机底盘上的输送槽接口通过该机构与割台上的接口能快速方便地达到他们安装时设计要求所设定的位置，以便于输送槽上的支撑挂接机构可以准确无误地支撑挂接割台的支撑梁。

图1-23所示为导向机构的原理，安装在通用型联合收获机输送槽两侧的凹导向轨及安装在独立割台两侧的凸导向轨构成了模块化接口的导向机构。研究设计导向机构有3个作用：①在底盘与割台驳接时起导向作用，以保证收获机底盘与割台的驳接快速准确；②凹、凸导向轨设计成截面为梯形的结构，可以承受割台在输送槽上的约束力；③左右凹、凸导向轨较低端设计有安全锁孔，安全锁的左右插销通过左右凸导向轨的锁孔伸入左右凹导向轨的锁孔时，便完成了安全锁的锁定操作。

图1-23 导向机构的原理

1—凸导向轨 2—输送槽 3—割台输料口

4—割台主挂梁 5—凹导向轨

2．挂接支撑机构的设计

模块化接口的挂接支撑机构起着承载割台的主要重力、承担底盘与割台之间可靠稳定连接的作用。其中包括安装在输送槽上的支撑机构和安装在独立割台上的挂接机构，两者相互配合连接，构成通用型联合收获机底盘模块化接口及独立割台模块化接口的驳接系统。