自走式割捆机设计概述

毛安石

（长春工业大学人文信息学院，吉林 长春130122）

2015年2月1日，中共中央、国务院《关于加大改革创新力度加快农业现代化建设的若干意见》是为了加大改革创新力度加快农业现代化建设提出的意见[1]。我国粮食作物品种多，种植技术先进，但由于我国机械行业技术水平与发达国家相比有着明显的落差，导致国产农业机械的功能性远落户与发达国家。2015年，中共十八届五中全会通过《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》，将绿色发展与创新、协调、开放、共享等发展理念共同构成五大发展理念[2]。但目前，农民收获后，造成玉米秸秆、水稻秸秆、芦苇秸秆等遗留，而适应绿色发展的企业急需各种秸秆为原料，进行发电、造纸、饲养牲畜、手工艺品等的利用。如何将二者需求结合，就是亟待进行现代化农用设备的设计与制造，捆绑机就是符合企业需要、符合国情并促进国家经济建设的农用机械设备之一。

1 自行走式割捆机的结构部件及工作原理

1.1 自行走式割捆机主要部件

为使捆绑机结构紧凑、轻便灵活、使用可靠、操作简单、作业性能强，维护保养方便等优特点。主要部件应包含拨草轮，往复式切割装置，带式输送器，升降油缸，驱动轮，前、后机架，传动系统，捡拾器，拨草叉，打捆针，压缩腔，卸草捆板，打结器，发动机，离合器等[3]。

1.2 自走式割捆机工作原理

（1）自行式割捆机结构与功能特点。现在普遍使用的方草捆捡拾压捆机不能一次完成切割、铺条、捡拾、压捆等多项工作，需与割草机、搂草机或切割压扁机配套使用，并压捆机多为牵引式作业，回转半径大，不适合于种植面积比较小的草场进行饲草的捡拾打捆作业。大部分现有的收获机械的结构不合理，生产率低，更不便在小块地作业，无法实现站立麦秆、站立稻秆的自动化收集功能，而且收获后的麦秆、稻秆不便于运输和贮存。自行式割捆机转弯半径小，可适合小面积作业，无需配套其他动力和切割、铺条机械，可实现在田间行走中一次完成对牧草、站立麦秆和站立稻秆的切割、铺条、捡拾、压缩和打捆联合作业，收获后的草捆便于运输和贮存。

（2）自行式割捆机工作原理。自行式割捆机是在驱动轮的前方安装拨草轮、往复式切割装置和两个带式输送器，拨草轮位于整机的最前端，往复式切割装置安装在拨草轮的后下方，两个带式输送器分别安装在往复式切割装置的后方左右两侧。由拨草轮、往复式切割装置和带式输送器组成割台，割台升降油缸的一端与割台后端连接，其另一端与驱动轮桥连接，驱动轮桥安装在驱动桥管梁上。驱动轮桥的上方是驾驶室，驾驶室的后方安装发动机。离合器、传动系统和换向齿轮箱位于发动机的下方。万向节装置的一端与换向齿轮箱连接，其另一端与飞轮连接。机架铰接杆把前机架和后机架两部分联接在一起，两个转向油缸分别安装在机架铰接杆的两侧，机器通过转向油缸实现转向。飞轮后方的机架上安装升降油缸，通过支承轮的轴，可实现捡拾器、输送搅龙的升降。飞轮、齿轮箱和曲柄连杆机构位于万向节装置的后方，压缩活塞连接在曲柄连杆机构后端。拨草叉位于压缩活塞的下方并且安装在喂入通道内。捡拾器位于输送搅龙的前下方。输送搅龙位于拨草叉的下方，连接在割台两边侧板上。压缩腔位于支承轮的上方，与喂入通道的上方连接。监控系统、草捆长度控制装置和打结器位于压缩腔的上面，打结器安装在草捆长度控制装置的前面，监控系统安装在打结器的后面。打捆针位于压缩腔的下面、喂入通道的后面。草捆密度调节装置安装在压缩腔的后部。发动机动力实现驱动轮行走的同时，一部分动力传递给拨草轮、往复式切割装置和带式输送器，完成拨草、捡拾和输送动作，另一部分动力完成往复压缩动作和打结动作。

2 切割装置要求与结构

2.1 割捆机对切割装置的要求

切割装置工作效率直接影响割捆机整体工作效率。因此必须具备以下几个特点：一是无漏割和堵刀现象。不仅要求切割装置在结构上能很好地满足前置作业的需求，在材料上也要提出韧性和硬度、锋利度要求。二是结构简单并易于维修与更换，作业过程中可能会与坚硬物接触而损坏，要易于更换。三是保持运动平稳，减小振动，收获作业中的运动平稳，可降低落粒损失。

2.2 往复式切割装置结构示意图

往复式切割装置主要由支承和刀片两部分组成，配备其他附件和传动装置。切割部分的动刀片两侧有刀刃。刀刃分光刃和齿纹刃两类。光刃切割时载荷较小，割茬相对整齐，需经常磨刀，致使损耗较快、寿命短。齿纹刃刀片基本不磨刀，虽然切割时载荷较大，但是使用方便。切割部分的定刀片为支承结构。护刃器用于保护切割装置并起到机架的作用，保持支撑装置的正确位置，能对秸秆进行分束以及利用护刃上舌与支撑装置构成两点支承等。压刃器用于保持动、定刀片之间的剪切间隙，防止切割装置在运动中抬起。有时还需要用到摩擦片。往复式切割装置结构示意图如图1所示。

图1往复式切割装置结构示意图

2.3 圆盘式切割装置

为提高往复式切割装置的工作效率，也可将割头部分改为圆盘式结构。此类切割装置的切削刃在水平面内作直接回转运动，运转相对平稳，其切削效果强于往复式切割装置。为了适应较高的作业速度和提升对环境的适应性，使用铰链刀片。近年来国外回转式机型发展较多，并有逐步扩大的趋势。铰链刀片的多圆盘式的切割装置，如图2所示。

图2铰链刀片的多盘式切割装置结构示意图

3 自走式割捆机发展趋势

为适应现代化农业发展需要，我国很多割捆机制造企业研发的新机型，结构与功能逐渐向欧美等国际企业生产的现代化农用机械靠拢，但由于我国耕地形式、经营方式以及经营者的经济状况等因素影响，我们要有自己的设备特点。针对国内需求来研发和制造符合实际的设备，分型号分档次来制造设备，不能大批量的向欧美等国制造特大型的割捆机。尽力设计小展臂高机动性的农用机械，提高压缩腔压缩性能，大幅减小出捆后秸秆的占用空间，降低储存和运输成本。

4 结 语

国内的割捆机正处于功能开发阶段，设计与制造中要适应国情，满足现代化农业需要，不能一味追求高性能，而忽视了成本的提高。要在其满足使用功能的条件下，降低研发成本。使农民买得起，用得好。