摘 要：針對傳統(tǒng)切割部件可靠性低，切割效果不好，對較粗的工業(yè)大麻（纖維）莖稈適用性差等技術問題，研究設計了一種帶有撓性驅動雙層刀桿動刀部件的工業(yè)大麻（纖維）收獲機切割部件。通過田間試驗，該部件具有可靠性高、結構合理、作業(yè)效果好、阻力小及割茬整齊等特點，完全滿足工業(yè)大麻（纖維）收獲的農藝要求，為提升工業(yè)大麻（纖維）收獲機的整體技術水平提供了有力的支撐，具有良好的推廣前景和巨大的市場潛力。
關鍵詞：切割部件；撓性驅動；雙層刀桿
0前言
目前，國內大多采用改裝的稻麥收獲機具用于工業(yè)大麻（纖維）收獲作業(yè)，然而由于工業(yè)大麻（纖維）性狀特殊為纖維作物，生長速度較快，植株較高，莖稈粗細長短不勻，韌皮纖維長且柔韌，麻骨較脆而質地堅硬的物理特性，現用的單層刀桿動刀部件在進行切割時，雖能將麻莖切斷，但單層刀桿極易彎曲或折斷，且刀片薄，易卷刃，可靠性低，尤其對較粗工業(yè)大麻（纖維）莖稈適用性差；作業(yè)時韌皮纖維切斷效果差，常出現割茬不整齊、不一致，并有堵刀故障發(fā)生，作業(yè)效率低，同時由于驅動擺環(huán)箱與切割部件為剛性驅動連接，刀桿易損壞。針對現有技術存在的問題，結合當前工業(yè)大麻（纖維）切割作業(yè)使用的實際需求，研究設計了一種帶有撓性驅動雙層刀桿動刀部件的工業(yè)大麻（纖維）收獲機切割部件。
1總體方案及工作原理
1.1總體方案
工業(yè)大麻（纖維）收獲機切割部件為工業(yè)大麻（纖維）收獲機關鍵技術，切割部件的技術水平直接決定工業(yè)大麻（纖維）收獲機作業(yè)質量的好壞。本裝置創(chuàng)新設計了撓性驅動雙層刀桿動刀部件，結構如圖1所示，優(yōu)化了刀片參數。工業(yè)大麻（纖維）收獲機切割部件主要由傳動系統(tǒng)、動刀部件、定刀部件、壓刃器和擺環(huán)箱等組成。定刀部件固定在機架上，動刀部件的撓性驅動桿通過銷軸與擺環(huán)箱連接完成動力驅動，并由壓刃器壓裝在定刀部件上。
1.2工作原理
作業(yè)時，由工業(yè)大麻（纖維）收獲機輸出動力經鏈輪傳動和膠帶傳動傳遞到中間分動箱，中間分動箱將動力分動后再由鏈輪將動力傳遞到擺環(huán)箱，擺環(huán)箱驅動帶有撓性段的動刀部件往復驅動，動刀部件與定刀部件上的刀片形成直線排列的多個切割單元共同完成切割作業(yè)。
2關鍵零部件設計
2.1動刀部件
動刀部件主要由撓性刀桿、鋼性刀桿、切割刀片和撓性驅動桿等組成，具體結構如圖2所示，撓性驅動桿又由連接環(huán)、撓性段和壓刃部件防干涉凸起段連接構成，具體結構如圖3所示，連接環(huán)內固裝擺環(huán)箱連接套，擺環(huán)箱連接套材料為球墨鑄鐵具有良好的耐磨性和減震性。在撓性驅動桿下部通過鉚接結構從上至下依次固裝鋼性刀桿、撓性刀桿和切割刀片，至此構成工業(yè)大麻（纖維）切割撓性驅動雙層刀桿動刀部件。
撓性段隨著擺環(huán)箱的往復運動驅動力，經擺環(huán)箱連接套和連接環(huán)的傳遞，撓性段起到抵消其產生的上下作用力，實現撓動驅動；鋼性刀桿與撓性刀桿共同構成雙層刀桿，即有鋼性，又具有內部撓性；增強了刀桿的強度。
具有結構新穎、合理、簡單、作業(yè)運行平穩(wěn)、振動小、切割動力消耗小、切割質量和效果好、使用可靠、不易損壞、作業(yè)效率高及作業(yè)成本低的特點，技術效果顯著且突出。
2.2定刀部件
定刀部件主要由刀臺板和切割刀片等組成，刀臺板為L形結構，刀臺板立邊設計有螺絲孔，由螺栓將定刀部件固定在機架上，刀臺板水平邊設計有切割刀片固定孔并由鉚釘將刀臺板和切割刀片鉚接，刀臺板上設計有壓刃器固定孔，壓刃器固定孔線性排列，壓刃器可根據具體結構靈活布置。
2.3壓刃器
壓刃器由、壓刃器楔鐵和壓刃器調節(jié)墊片等組成，具體結構如圖4所示，刃器壓板與壓刃器楔鐵鉚接在一起構成壓刃器主體部分，壓刃器壓板上設有螺絲孔可通過螺栓將壓刃器固定在定刀部件的刀臺板上，鉚接在壓刃器壓板另一端的壓刃器楔鐵將動刀部件與定刀部件壓合。壓刃器調節(jié)墊片為厚度為0.1、0.2、0.5和1.0 mm的薄鋼片，可根據實際情況任意組合，實現動刀部件與定刀部件工作間隙的調整。
圖1撓性驅動雙層刀桿動刀總成與定刀總成配置
1.鋼性刀桿2.撓性刀桿3.切割刀片4.撓性驅動桿
圖2撓性驅動雙層刀桿動刀總成結構
撓性驅動桿2.切割刀片3.鋼性刀桿4撓性刀
圖3 撓性驅動桿結構
1.連接環(huán)2.撓性段3.壓刃部件防干涉凸起段
通過實驗和優(yōu)化設計得到切割刀片最優(yōu)的參數，切割刀片厚度3mm、雙側切割刃夾角56°和切割鋒線與刀身傾角2°，切割刀片刃部設計有細小的鋸齒，使切割刀片在對工業(yè)大麻（纖維）莖稈切割過程中實現良好地滑動切割效果，尤其適應和滿足了堅硬且外部帶有韌性纖維的工業(yè)大麻（纖維）切割需要。
2.4傳動系統(tǒng)
工業(yè)大麻（纖維）收獲機切割部件的傳動系統(tǒng)主要由輸出鏈輪、傳動軸鏈輪、傳動軸、傳動軸膠帶輪、中間分動箱輸入膠帶輪、中間分動箱、中間分動箱輸出鏈輪、擺環(huán)箱輸入鏈輪和擺環(huán)箱等組成。
動力傳遞路線為：動力由輸出鏈輪輸出傳遞到傳動軸鏈輪，傳動軸鏈輪帶動傳動軸將動力傳遞至傳動軸膠帶輪，動力再經三角帶傳遞到中間分動箱輸入膠帶輪，將動力傳遞到中間分動箱，經中間分動箱分動變向后將動力傳遞至中間分動箱輸出鏈輪，通過鏈條將動力傳遞到擺環(huán)箱輸入鏈輪，將動力傳遞至擺環(huán)箱，再由擺環(huán)箱擺臂將動力傳遞到撓性刀桿連接環(huán)實現對動刀部件的驅動，完成動力傳遞。
圖4壓刃器結構
1.壓刃器調節(jié)墊片2.壓刃器壓板3.壓刃器楔鐵
3田間試驗
安裝有本項目研制的切割部件的工業(yè)大麻（纖維）收獲機在黑龍江省青岡縣和孫吳縣進行了田間試驗，實驗面積超過20hm2。通過田間試驗本項目研制的切割部件具有可靠性高，結構合理，作業(yè)效果好，阻力小，割茬整齊等特點，完全滿足工業(yè)大麻（纖維）收獲的農藝要求。該部件的開發(fā)有效的解決了傳統(tǒng)切割部件部件作業(yè)震動大，易損壞，割茬不平整等技術問題，為提升工業(yè)大麻（纖維）收獲機的整體技術水平提供了有力的支撐。
圖5切割刀片結構
4結論
本項目研制的切割部件的核心部件動刀部件為撓性驅動雙層刀桿設計，具有結構新穎、合理、簡單、作業(yè)運行平穩(wěn)、振動小、切割動力消耗少、切割質量和效果好、使用可靠、不易損壞、作業(yè)效率高及作業(yè)成本低的特點，技術效果顯著且突出。
本項目研制的切割部件整體設計合理，使用成本低，強度好，作業(yè)效率高，作業(yè)效果好。
該部件的應用有效的解決了現有切割裝置的技術瓶頸，為提升工業(yè)大麻（纖維）收獲機的整體技術水平提供了有力的支撐，具有良好的推廣前景和巨大的市場潛力。
參考文獻
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文章摘自 公衍峰,張媛媛,王孝波,張曉偉,趙文才.工業(yè)大麻（纖維）收獲機切割部件設計[J].農業(yè)機械,2021(09):96-97+100.
