农业机械学
(下）
主讲：刘俊峰
概论
一, 研究的对象和目的
1,研究对象
（ 1） 作业机具
1） 谷物收获机械 cereal harvesting
machinery
如,稻麦收获机, 玉米收获机等
2 ） 牧 草 收 获 机 械 hay-making
machinery
如, 收割机, 集草机, 打捆机, 运料机等
3） 经济作物收获机械
industrial crop harvesting machinery
如：根块作物收获机, 花生收获机, 棉花收获机等
（ 2） 作业对象
包括：干, 湿作物, 籽粒, 稿草等
主要涉及他们的物理机械特性，空气动力特性，弹性，
韧性，尺寸和重量等。
2、研究目的
弄清收获机械的结构及工作机理，掌握其设计理
论和方法、步骤及使用技术，以正确研究设计和指导
生产。
二, 谷物收获的特点和对收获机械的一般要求
特点,1 ) 季节性强
2 ) 受气候影响大
3) 三夏大忙, 农活集中, 劳力紧张,
劳动强度大 （ 三夏：收, 种, 管 ）
一般要求,
1) 保证收获质量
2) 适应性好
3) 适 时 完 成 收 获 作 业 （ 高 生 产 率,
工作可靠 ）
三、谷物收获机械发展概论
到 1958年, 开始有了自行设计, 制造的收获机 。
1960年代, 我国自行设计和制造的谷物收割
机开始大量出现, 尤其是脱谷机和收割机 。
80年代初, 我国引进美国约翰迪尔联合收获机
JL1000系列技术和生产线 。
近年来, 除这些高效先进的大联合收获机重
要供应农场外, 我国几家大联合收获机厂都在大
批量生产 大, 中型联合收获机投入农村市场 。
四、谷物的生物学特性
1,成熟期
依据籽粒的饱满程度, 湿度 （ 含水率 ） 和粒与穗轴
间的连结强度的不同, 将谷物的成熟期分为如下几个阶段
1)乳熟期：湿度较高, 含水 50%~70%,乳浆状态
2)腊熟期,
3)完熟期：湿度 16~20%
4)过熟期,
2,谷物的后熟作用
3,谷物的湿度
4,作物的倒伏
5,作物的谷草比
谷草比是指谷粒重与非谷粒重的比值
五、谷物收获方法及机械种类
（ 一 ） 收获方法
1,分段收获法
用不同种类的机械分别进行割, 运, 脱粒, 清选等作业 。
此法所用机具结构简单, 造价低, 但工效低, 总损失较大 。
2,联合收获法
在田间一次完成割, 脱粒, 分离和清粮等全部作业 。 工效
高, 利用率低, 损失少, 大 幅 度 减 轻 劳 动 强 度 。
机具结构复杂, 造价高, 利用率低, 适于农场和大块田区 。
3,两阶段联合收获法
首先, 用割晒机将作物割下, 并成条铺放于割茬上, 晾晒
3—5天 （ 完成后熟作用 ）, 而后, 用装有捡拾器的联收机
进行捡拾, 脱粒, 分离和清粮等作业 。
（ 二 ） 谷物收获机械的种类
按用途主要分为三大类
1,收割机械 reaping machinery
包括：收割机 reaper
割晒机 swather,windrower
割捆机 reaper-binders
2,脱粒机械 threshing machinery
3,联合收获机 combine harvesting
第九章 收割机械
第一节 收割机的类型及特点
第二节 收割机的构造与主要工作部件
(1)收 割 机 械
(2)回转式切割器
(3)往复 式切割器
(一 ) 类型
(按结构尺寸与行程的关系分 )
1,单刀距行程型 (标准型 )
s=t=to
2,双刀距行程型
s=2t=2to
3,割型
s=t=2to
4,中间型
s=t=kto
5,双动割刀器
(二 ) 构造 (标准型 )
由割刀 (动刀片 刀杆 刀杆头 ),定刀
片,护刃器,压刃器,摩擦片和护
刃器梁等组成,
1.动刀片
2.定刀片
3.护刃器 作用,①保证定刀位置
②保护割刀 ③ 护舌和定刀构成两点支
承④分术引导作物
4.压刃器 刀杆 摩擦片
(三 )工作特点及应用
优点, 1.适应性好 可切割多种作物 割幅大小均可
B=0.5-5m 或更大
2.茬齐
3.有护刃器配合 为有支承切割 刀片损坏少
4.维修方便 简单
缺点, 1.造价高
2.因惯力振动大,限制了机组速度的提高,一般
为 Vm=6-10Km/h
3.切粗杆,易撞刀,崩刃
应用,
(四 )装配技术要求和调整
1.整列：护齿间距应相等，齿尖应在同一水平线上，
定刀应在同一平面内。
2.对中：动刀在极点位置时，动、定刀应重合。
3.间隙：动、定刀之间的间隙。
(五） 往复式切割器的传动机构
1 特点, 回转运动转为往复直线运动
2 种类, 1)曲柄连杆 (滑块 )机构
2)摆环机构
3)行星齿轮机构
第三节 切割装置 cutting mechanism
1,切割器是收获机械和联收机上必不可少的工作部件
1)作用：切割作物茎杆 。
2)类型：回转式和往复式切割器, 也包括镰刀,
快速切割器
2,收获机械上采用的切割器应具有如下的技术要求,
1)切割质量好 （ 茬齐, 不撕裂, 不连根拔 ）
2)省力, 可靠, （ 功耗小, 不堵刀, 振动小等 ）
3)适应倒伏作物的切割 （ 漏割损失小等 ）
一, 影响切割性能的因素
1)切刀的特性
2)茎杆的物理机械性质
3)切刀与茎杆的相对位置
4)切割方向与速度
正切：刀刃的运动方向沿刀刃的法线方向切入茎杆的切
割方式。
滑切,刀刃的运动方向沿刀刃的法线偏移 ?角的方向切入
茎杆
1 茎杆刚度的影响
包括自身刚度和外加支撑增加的抗弯反力
割刀必须克服茎杆的切割阻力才能切断茎杆, 但
一般作物 （ 稻, 麦 ） 茎杆本身的刚度较小, 很小的外
力就会使之弯斜 。 所以, 要保证正常切割, 割刀应具
有足够的切割速度 （ 以获得茎杆较大的惯性力 ） 或是
给茎杆以适当的支撑, 以增大抗弯反力 。
注意, 往复切割速度不应太高, 回转刀具又不适
应大型农机具 。
切割茎杆时的支撑方式,
(1)无支撑,
只用动刀切茎杆
(2)有支撑,
单支撑：由定刀构成单点支撑
双支撑：由定刀和护刃舌构成两点支撑
（ 1） 无支撑切割,
靠茎杆的惯力和刚性,
配合动刀切割
其割断条件关系式,
P割 与 P弯 作用与反作用力,
要求动刀有高的速度
（ 以获得较大的惯性力 ）
（ 2） 单支撑切割,
较 P弯 增大 （ 因有定刀支撑 ）
相应可减小, 即割刀速度可
减低 。 t一定； a减小 则 v减小 。
如往复式割刀的平均速
度,Vp=1~2m/s,但动定刀
间隙 δ要求严格, 以保证切
割质量和正常工作 。
（ 3） 双支撑切割
抗弯阻力更大，相应所需
可更小，即动刀速度可小,
同时，对动定刀间隙 δ 的
要求可放宽，动、定刀磨
损小，空转功率小,
2 茎杆纤维方向性的影响
常见的三种切割方式,
横断切；斜切；削切
横断切：切割面和切割方向
都与被切物的轴线垂直
斜切：切割面与被切物轴线
偏斜，但切割方向与轴
线垂直
削切：切割面与切割方向都
与被切物轴线偏斜
A横断切 b斜切 c削切
切割方向与阻力和功率消耗之间的关系
横断切 最大
斜切 较小 （ 斜 45度时较横断切降低 30~40%）
削切 最小 （ 尤其切割阻力可显著下降 ）
原因：因茎杆（主要被切物）是由纤维组成，各
方向的强度不同。
3 刃 厚及刃角的影响正切时切刀
4 滑切与切割阻力得关系
滑切省力的原因,
1,同一刃口在滑切时, 刃角小；
2,滑切有锯切作用
3,同样刃口长切割, 滑切时,
真正参加切割的刃口长度变短,
则省力 。
5 切割 速度对切割阻力的影响
一般情况下，切割速度上
升，则切割阻力下降。
当割刀速度增大时, 切割
总功有所下降, 但空转功
率有所增加, 并振动增大,
所以, 稻, 麦收割机的往
复式割刀平均速度一般不
大于 2m/s,一般 Vp=1~2
二、切割的类型与特点
三、往复式切割器构造及参数分析
（一） 往复式切割器构造与标准化
（ 二 ） 传动机构
1,曲柄连杆机构
（ 1）一线式（平面型偏置曲柄连杆机构）用于割台侧置
式的收割机和割草机。
（ 2） 立式一线式：用于立式割台收割机
（ 3） 转向式：多用于割副大，割台前置的联收机上
（ 4）空间型偏置曲柄连杆机构，割刀可在一定范围内改
变位置，用于割草机。
2,曲柄滑槽机构
特点：结构较为紧凑
3,摆环机构
结构紧凑, 但造价较
高, 谷物联收机上已
广泛应用
4,星齿轮机构 a刀杆 b刀头销 c行星齿轮
d固定内齿圈 e曲柄 f转臂
（ 三 ） 往复式切割器的工作原理和参数分析
1,刀片几何形状的分析 （ 刀片钳往茎杆的条件 ）
保证钳住茎杆的极限条件是,
2,割刀的运动特性
（ 1） 运动方程
假设,① 没偏距
② 连杆长 L远远大于 r
（ 曲柄半径 ）
割刀运动分析 trx ?c o s?
trv ?? s in??
tra ?? c o s2??
位移
速度
加速度
（ 2） 割刀速度 V和加速度 a与位移 X的关系
12
2
22
2
??
???
xv （为椭圆方程）
A点的速度可表示为, ??AAV
A ???
加速度与 X的关系,? ? xtrtra 222 c o sc o s ????? ??????
1)无偏距时, rs 2?
2)有偏距时,rs 2? rs 2?
行程
（ 3） 割刀的行程和平均速度
故有偏距的与无偏距的相比，行程 S略有增加，但影响不大,
可是，往复行程的速度不一致。
平均速度,
割刀的速度是变化的，实用中常以平均速度
来说明其速度的大小。
30
2
60
sn
n
sVp ???
时间
行程
15
rnVp ?当 时 rs 2?
有支撑切割，需 Vp一般范围为 1—2m/s
实验证明,切割速度在 0.6—0.8m/s以上能顺利切茎杆
（ 4） 摆环机构 驱动时割刀的运动分析
tra
trv
trx
???
???
??
c o s
s i n
c o s
2?
?
??运动方程,
摆环的倾角 α =15—18度时较好，割
刀的运动特性相近于曲柄连杆机构传
动的特性
割刀行程,?s in22 klkrs ??
3 切割速度分析
? ? 1
2
2
22
2
??? r xrr v x?
? ? 1
2
2
2
2
???
?
?
??
?
?
r
xr
r
v x
?
割刀的速度 V与位移 X的关系为一椭圆关系, 即长
半轴为, 短半轴为的椭圆就为割刀的速度曲线 。
12
2
22
2
?? rxr v?
曲线上任意一点到 X轴的距离 A’A即表示割刀位移到 A时的割
刀速度。若画图时再将速度以 的比例缩小，则割刀的速
度图即可用以 r为半径所画的圆弧来表示。那么割刀位移到
A点时的速度
?
1
??AAV A ???
单位图长
表示的实际数
总图长度
总的实际数值 ???其中,
例：求单刀距行程型往复式切割器的始切速度, 终切速
度和切割速度的变化范围 。
已知条件：动刀宽 a,高 h,前桥宽 e和定刀片 b（ 平均宽
度 ） 曲柄半径 r和角速度 ω 。
作图：作图尺寸比例为 λ
单位图尺寸
实际数值??
割刀为平动，刀上每一点的运动规律都是一样的，这是选定
A点为研究。
??ss vcv ?
??zz dvv ?
zsvv
?? 为实际切割速度的变化范围段
切割速度图及分析
① 先绘动, 定刀片的相对位置图
② 作 A点的切割速度图 （ 以 R为半径画半圆 ）
③ 始切点为 C,始切速度为
④ 终切点为, 终切速度为
弧段 为实际切割速度的变化范围段
结论：单刀行程型切割器的实际切割速度在最大切割速度
的附近 （ 两边 ） （ 最大割速利用好 ）
实验证明：切割速度在 0.6~0.8m/s以上即能顺利切割茎杆
，标准型的 段都大于 1.2m/s，选定割刀速度的，一般以
割刀平均速度 Vp=1—2m/s内选取。 zsvv
??
??ss vcv ?
??zz dvv ?
zsvv??
4 割刀进距对切割性能的影响
用作图的方法求出割刀的运动轨迹（以分析割刀速度与机
组速度的关系，以分析 Vm和 h在不同值时对切割性能的影响）
（ 1）已知条件,
①割刀类型，主要结构尺寸
② 机组前进速度 Vm（匀速）
③曲柄转速 n为匀速
（ 2） 求进距 H
进距是指割刀在一个行程时间内，机具前进的距离。
n
V
nVtNH
m
Mm
30
2
60 ???
普通 1型切割
器的切割图
(3)作图步骤 （ 以标准型切割器为 ）
普通 1型切割器的切割图
1)绘出相邻护刃器的中心线及其定刀片的宽度轨迹线 。
2)绘出动刀片的原始位置和走过两个进距位置的图形。
3)A的运动轨迹
① O为圆心, 曲柄半径 r为半径 （ 即 A点为起点 ） 作半圆, 然后 n等分半
圆 （ 此时 n=8） 1,2,3,4,5,6,7,8
② n等分进距 （ n=8）
③ 过 1,2,3,4,5,6,7,8作垂线 （ 注：每等份中, A点横向方向上
的行进距离每等分中, 在前进方向上的行进距离 ）
④ 过作水平线, 分别交过 1,2,3,4,5,6,7,8作的垂线的对应点
于
⑤ 用光滑的曲线连接起来, 即 A点轨迹 。
4)作 B点运动轨迹, （ 作法与 A点作法一样 ）
87654321 ????????,、、、、、、
87654321 ????????,、、、、、、
（ 注：用刀刃上各点的运动轨迹是一样的, 所以用样板曲线复制即
可 ）
讨论,① Ⅰ 区为一次切割区 （ 扫过区 ） （ 弯斜小, 割茬较整齐 ）
② Ⅲ 区为空白区 （ 弯斜大, 尤其是纵向弯斜, 割茬不整齐 ）
③ Ⅱ 区为重割区 （ 浪费功率, 且粮食中 会有短茎杆 ）
分析,① 当 Vm不变时, 曲柄 n提高或刀高 h变小时, Ⅱ 变大, Ⅲ 区减
小
② 当 n不变, Vm上升或 h减小时, Ⅱ 区减小, Ⅲ 区变大 。
当 H上升时，则 Ⅱ 区减小,Ⅲ 区增大；当 h减小（其他条件不变），
Ⅱ 区增大,Ⅲ 区减小。因此，正确选择 H和 H与刀片刃部高度 h之间
的比例很重要。
现有：谷物收割机 H=（ 1.2~2） h
谷物联收机 H=（ 1.5~3） h
割草机 H=（ 1.1~1.5） h
H 的大小，与 Vm（要合理确定行进速度）和 n有关,
n
VH m30?
5,切割器功率计算
功率包括切割功率和空转功率两部分 。
空转功率与切割器的安装技术状态有关。即
kg NNN ??
一般每米割幅 Nk为 0.3~0.56KW（ 0.8~1.5马力）
1 0 0 0
0BLvN m
g ?
Vm 机组前进速度，米 /秒
B 割幅 m
Lo 切割单位面积的茎杆所需的功率（ Nm/m2）
一般割小麦 Lo=100~200 Nm/m2
割牧草 Lo=200~300 Nm/m2
6,复式切割器惯性力的平衡
一, 惯性力的影响
以曲柄连杆机构驱动的切割器为例分析惯性力的影响 。
惯性力的总力转化到曲柄销上, 可分解为径向力和切向
力 。
其惯性力引起的曲柄经向力的变化将引起机架的振
动 （ 影响使用寿命和工作质量 ）
其惯性力引起的曲柄切向力, 引起曲柄上的扭拒也交
替变化, 导致转速波动 （ 影响工作质量 ）
对于小型收割机具，抗振能力差，必须考虑惯性力的平衡。
二, 惯性力的平衡
以曲柄连杆机构传动为例
用质量代换法（用集中在连
杆两端销轴中心的质量的惯
性力来代替）解决连杆的惯
性力。根据静代法，连杆集
中在 A,B两点的质量分别为,
l
mlm 1
1 ?
l
mlm 2
2 ?
m 连杆的质量
① 旋转质量产生的惯性力
221 ?rmmP B ）（旋 ??
旋转惯性力 是容易被平衡的，只要在曲柄销的对面加一配重
使其产生的惯性力 等于即可完全平衡。
旋BP
配m 旋BP
? ? 222,?? rmmRm q??配配
配
配 R
rmmm q )( 2 ??其中,
② 往复惯性力 ? ?
trmmP gA ?? c o s21 ??往
往复惯性力 的平衡：若在曲柄对面, 半径为 处加一个质
量为 的配重其平衡重产生的离心力为
惯AP 2配R
2配m 2配P
2222 ?配配配 RmP ??
若选适当的平衡重 使 = 2配m
平配 2P 往AP
则往复惯性力则可完全平衡
但平衡了 又出现了 （垂直方向的惯性力）引起机
器的上、下振动, 往AP 重配 2P
所以，对 一般采用部分平衡，以不致使 过大。
实际中只平衡 的一半或三分之一。 即 往AP
重配 2P
2
1
2
)(
2
1
3
1
配
实配 R
rmmm d??
?
??
?
? ??
往AP
讨论,1、旋转惯性力完全平衡，往复惯性力部分平衡，若现在全部平衡
需特殊的传动机构
rRR ?? 21 配配 ? ? ? ?qd mmmmm ????????? ?? 212131配总2、若 则总配重
3,实际中一般都是以这种按力偏距情况计算平衡重 和
来近似地处理有偏距情况下的平衡问题 。
1配m
实配 2m
四．回转式切割器
（一）割刀运动分析
工作特点：回转割刀的运动, 由刀盘的回转运动和
机器前进速度所合成 。 刀片上任一点对地面的轨迹为与
摆线, 刀刃扫过的面积对地面为余摆带, 其带宽与刀刃
高度近似 。
刀片运动规律及刀片数的确定相邻刀片各内、外端
点的位移方程。
第一刀：点 a的位移方程
tRx a ?co s?
tRtvY ma ?s i n??
内端点 a1的位移方程,
)s i n (
)c o s (
1
1
??
??
???
??
trtvY
trx
ma
a
第 2刀片：点 b的位移方程
)s i n (
)c o s (
??
??
???
??
tRtvY
tRx
mb
b
点 b1的位移方程,
)s i n (
)c o s (
1
1
???
???
????
???
trtvY
trx
mb
b
（二）割刀转速的确定
割刀转速, 要根据切割速度的要求来确定 （ 结合割刀的
结构尺寸和机器前进速度 ）
实验得：回转割刀的切割速度应为 20-50r/s（ 无支撑
时 ）, Vd=4-10m/s（ 有支撑时 ）
确定割刀的转速，以刀片的内端点为基准（因该点圆
周速度最低）
割刀任一点的速度（绝对速度）均由该点圆周
速度和机器前进速度所合成。
故 a1点的速度,
? ? 2221 c o s2 mma vtrvrv ???? ????
当 （ k=0,1,2,……,.n） Va1最小
? ?
? ? mmmm
mma
vrvrvrvr
vkrvrv
???????
????
????
????
2222
222
mi n1
2
2c o s2
kt ??? 2??
则割刀应有的角速度,
r
vv md ???
? ????? ???? tvrvrv mma c o s22221
割刀转速, ? ?
r
vvn md
??
?
2
60
2
60 ???
Vd:割刀应有的切割速度,依据割刀结构和工作对象的要求而定
(三 ) 刀片数 M的确定
理想的切割情况是：使割刀进距 H（ 回转一周时机器前进
的距离 ） 与 在一个进距中各刀片余摆带的纵向宽度 Mh
相等 。
即 H=Mh——确定刀片的依据
?
? m
mm
v
n
vtvH
2
60
?
??
所以：刀片数
hn
VM M60?
（四）参数分析
h
v
Mn
m60?
hn
VM M60?
它反映出割刀转速与机组速度和刀高间的关系, 若 Vm大, h
小, 则转速 n应越快 。
60
mhnv
m ? n
v
Mh
m60?
在选定了 M,h,n的情况下，可算出 Vm
M一定时，可根据 Vm和 n考虑结构尺寸 h（刀高）
讨论：无空白区切割的临界条件为 H=Mh,（ h,≈ h）
若 H>Mh,则出现空白区,有横向和纵向歪斜,茬不整齐
若 H<Mh,则刀刃长度的一部分（外部）进入切割，不
能使刀刃全长进入切割，同时重割区增大,
第四节 拨禾器及扶禾装置
一, 拨禾器的种类, 构造及其应用
1,功用,
① 引导待割作物并扶倒
② 扶持茎杆, 稳定切割
③ 铺放割下的禾杆于割台, 并清理割刀 。
2,类型,
拨禾轮：普通压板式, 偏心式 用于卧式割台收割机
和联收机
扶禾器：扶倒能力强, 用于立式割台收割机和联收机
二, 拨禾轮的工作原理和参数决定
拨禾轮的运动由机器的前进运动和轮的自身回转运动所合成 。
（一）拨禾轮的运动轨迹
1,已知条件：轮半径 R,转
速 n（ 匀转 ）, 机器前进速
度 Vm
2、作法,
① 以 R为半径作圆, 然后将此圆 n等分 （ n=8） 。 分点 1、
2、、、、,8
② 轮转一转, 积聚前进进距 S，, 将 S n等分 （
n=8）, 分点
③ 自 各分点引相应半径的平行线
④ 在各平行线上截取半径 R（ 以 为心
） 得
⑤用光滑曲线连接 即得一个拨板
的运动轨迹曲线
nvS m
60?
87654321 ????????,、、、、、、
87654321 ????????,、、、、、、
87654321 ????????,、、、、、、
87654321 ????????????????,、、、、、、
87654321 ????????????????,、、、、、、
(二 ） 拨禾轮的运动分析
拨禾速度比 λ,拨板的圆周速度 Vb与机器前进速度 Vm的
比值 。
① λ 的大小, 决定着拨板轨迹的形状
② 拨禾轮正常工作的必要条件是拨禾速度比 λ >1
因为, 要完成拨禾轮的三个作用拨板必须有向后的水平
分速度, 只有当 λ >1时, 拨板轨迹为余摆线,
形成扣环在扣环下部拨板才具有向后的水平分速度, 即
具有引导, 扶持和推送的作用 。
三 拨禾轮的工作过程
工作过程：从与待割作物
接触开始 ——铺放并脱
离接触
工作过程中应满足的要求,
除满足 λ>1的条件外, 还
应满足,① 造成的损失
要小 ② 工作范围要大 ③
铺放性好
（一）拨板沿垂直方向进入作物丛的条件
拨板（点）轨迹方程为,
tRhHy
tRtvx m
?
?
s i n
c o s
???
??
拨板铅垂插入作物要求其 0?
xv
???
1s i n
1 ???
b
mm
v
v
R
vt
满足铅垂插入作物的条件时要使拨板、拨禾轮相对于割
刀的安装高度,
?
RhLH ???
（二）拨禾轮的作用程度
1、作用范围
拨板配合切割时，每次所扶持谷物的长度范围为拨板的
作用范围。
轮轴在割刀的正上方时，△ X等于 0.2倍的扣环宽度（最大横弦）
21 xxx ??? ?
?
??
?
? ?????
21
1a r c s in 2 ??
??
Rx
1
1
a r c s in
1
2
2
11
?
??
????
????
?
??
?
RR
R
t
R
x
?
?
?
?
?
?
?
?
22
2
22
RR
vtvx mm
??
???
2、拨禾轮的作用程度
拨板的作用范围与拨板余摆线扣环间的节距之比称为拨
禾轮的作用程度（用 表示）。
若拨板数为 Z 则,
?
?????? ?????????? ???????? 211a r c s i n2211a r c s i n22, 22
0
??
??
??
???
?
?
?? zR
R
z
R
zx
s
x
的意义,表示作物在拨板扶持下被切割的百分比。 ? ?
由上式可知,Z增大, 则 作用程度增大
增大, 则 作用程度增大
但 Z数大, 结构复杂, 击穗次数多, 落粒损失增加
过大, 会产生回旋, 击穗力也大, 落粒损失增加
所以：一般 多为 0.3左右
?
? ?
?
5.0~25.0??
（三）清刀和稳定推送的条件
顺利铺放：即割后不向前翻到于台下，不被挑起,
不堆在刀上，以免造成损失或堵刀。因此：拨板的作用
点应位于已割禾杆重心的稍上方（推送时）一般已割禾
杆重心位于自穗头向下的 1/3处 。
所以，要达到清刀和顺利铺放移
轴相对于割刀的安装高度应满足
下列条件,
条件 是保证拨板进入作物丛时，,
为减小对穗头的撞击（即铅垂插入 )
0?xv
条件 是保证开始向割台推送时作用
点在重心稍上。为减少前倒和挑草，便于铺放（即稳
定推送）。
四 拨禾轮的主要参数
（一）转速 n
mmmm
b
v
Rnn
v
R
v
R
v
v
3060
2 ???? ????
R
vn m
?
?30??
取值, 一般 ? 0.2~2.1??
的确定要依据机器的生产率，割幅和配套动力等
因素而定 mv
（二）直径 D
联立, 铅垂插入, 和, 稳定推送, 的两个条件即可求得
D
? ? ? ?? ?13113 ?????? ??? hLhLR ? ?? ?132 ???? ?? hLD
解之得,
?
RhLH ??? ? ?hLRH ???
3
2
? ?hLRRhL ????? 32?
和
（三）拨禾轮的位置调整
1,高低 （ 垂直 ） 调整
高度调节的目的：为满足, 铅垂进入作物, 和, 稳定
推
送, 针对不同高度的作物和值, 轮的安装高度将调整 。
高度调节的原则：高度调节一般不能同时满足两项
要求，实际中视作物状况来调。
作物成熟度高时，以 的条件（即使 ）
为主进行调整，其它情况时以 的条件
（稳定推送）为主进行调整。
?
RhLH ??? 0?xv
? ?hLRH ??? 32
最大安装高度,
所以 范围
一般
?
RhLH ???
m a xm a x
最小安装高度,
?
RhLH ???
m i nm i n
m i nm a xm i nm a x LLHHs ????
mms 6 0 0~5 0 0?
2、前后（水平）调整
目的：前移可增大作用范围, 增强扶
倒能力；后移有利于铺放 （ 推送角大 ）
x??前移量为 b时,作用范围为,? ?
?
? 1?????? bxx
最大作用范围,? ?
?
? 1m a x
m a x
????? bxx
拨禾轮轴的前后调整, 影响到拨板的扶倒性能和推送
铺放, 茎杆的性能 。
轮轴前移, 扶倒性能提高, 推送铺放性能下降 。
轮轴后移，扶倒性能下降，推送铺放性能提高。
（四）拨禾轮的功率
N的大小与禾杆弹性变形阻力，穗重及空转阻力有关。
bp B vN ?
— 拨禾轮单位宽度上的切向阻力, 一般
— 轮宽 （ m）
— 周速 （ m/s）
一般每米宽所需功率小于 100W（ 较小 ）
p mNp 40?
B
bv
第五节 输送器和铺放机构
收割机的主要工作部件,
1 分禾装置：收集、扶起待割作物，并将待割与不割的作
物分开，确定割幅。
2 输送机构：将割下的禾杆，以直立状态均匀、连续地输
送到机侧或机后铺放（齿带式）。
3 换向机构：往返行程作业时，改变输送带的输送方向。
一 立式割台输送器分析
1 割刀前伸量：动刀片刀顶线和下输送带拨齿齿顶
线在水平面上投影之间的距离 。
2 要保证先割后送, 以免造成禾杆折断或倾倒而堵刀 。
割刀前伸量应大于机器的进距 。
3 进距：割刀一个行程时间内机器前进的距离 。
4 均匀连续输送的条件可写成：
kh
B
v
v
m
s ???
二 卧式割台收割机输送器及输送速度分析
1 输送装置
输送器有三种形式：单带、双带、三带
（ 1） 单带式
带宽约 900~1200（ 与台面宽相等 ）
带线速度 =（ 1.4~1.6）
sv mv
（ 2） 双带式
前带：宽约 300mm
后带：宽约 400~500mm,前, 后带长度差约
400~500mm,后带比前带高 100~250mm,间距
δ应能调以适应不同高度的作物
铺放原理：转向 90度，横向条状铺放
带线速度参考单带式，但
21 1.1 ss vv ?
（ 3）三带式
谷物自由抛离分析
,生产率,物料的升运高度 m
：布带的阻力系数 0.65~0.7
Q skg/
H
bK
：带每米长的重量 kg/m
：带的全长 m
：带单位长度上的物料重量 kg/m
：载有物料的带的长度 m
：带的线速度 m/s
0q
0l
q
L
sv
? ?? ?sb vqllqKQHN ??? 00102 1带式输送器的功率,
2 被输送物的自由抛离条
当作物到 A点（开始作圆弧运
动）时能够被抛起，作物对
输送带的法向压力应等于或
小于作物随带运动的惯性力
（离心力）。
?? c o srgrv s ??作物正常抛起的必要条件,
rmmg 2co s ?? ?即,
3 作物层的（适宜）厚度
Bqvrlh v ms ?
rjhvs,单位时间内的输送量（ kg/s）
Bqvm,单位时间内的收割量（ kg/s）
第十章 脱粒机械
第一节 概述
第二节 脱粒种类和构造
脱 粒 机
脱 粒 装 置
1、脱粒装置是联合收
获机和脱粒机上的主要 工
作部件。
2、功用, 将谷粒从
穗上脱下,并尽多地使子粒
从稿草中分离出来。
3、性能要求：脱净；
破碎、暗伤少；分离性好；
功耗低。
4、类型：全喂入式
半喂入式
类 型
纹杆滚筒式脱粒装置
n 组成：滚筒，凹板。
n 滚筒分为：开式
闭式
纹杆类型,A型
D型
凹 板
1 组成,
侧板、横格板,钢
丝。
2 凹板包角：凹板圆弧
所对的圆心角。
3 凹板间隙,
滚筒与凹板的间隙。
入口大，出口小。
4 脱粒装置的调整,
转速调整
脱粒间隙调整
钉齿滚筒式脱粒装置
n 组成：钉齿滚筒和钉齿
凹板。
n 钉齿滚筒脱粒装置的脱
粒间隙,
指齿侧间隙 （即相邻
两钉侧面之间的离）。
轴流滚筒式脱粒装置
构成,
轴流滚筒和
栅格式凹板。
第三节 脱粒装置
脱粒装置是脱粒机的最主要的部分 。
1,组成,
由一个高速回转的圆柱形或圆锥形滚筒和弧形的
凹板组成 。
2,功用,
将谷粒从穗头上脱落下来, 并尽量多地将谷粒从
脱出物 （ 谷粒, 碎杆, 颖壳, 混杂物中分离出来 ）
3,对脱粒装置的要求,
① 使用性能上：脱粒干净；子粒破碎, 暗伤少；分
离性能好； （ 有的要求茎杆完整或少碎 ）
② 设计上：尽力满足性能要求的同时, 还要力求功
耗少, 生产率高, 一机多用, （ 适应多种作物或条件 ）
一、谷物的脱粒特性和脱粒原理
（ 一 ） 作物的脱粒特性,
脱粒特性指谷物脱粒的难易程度, 以及脱粒难
易与作物本身的关系 。 谷粒与谷穗的连结强度决定谷
物脱粒的难易脱粒难易程度易脱下一粒子粒所需的力
或功来恒量 （ 静态法 ） 谷粒与谷穗的连结强度上升,
则 所需脱粒功或力上升 。
脱粒难易测定方法,
1,脱一粒所需的力
2,脱一粒所需功
所需脱粒功 与谷物脱粒
难易有关的因素有,
① 作物种类, ② 品种,
③ 成熟度,
④ 湿度, ⑤ 子粒在穗上
的生长部位 。
实验观测情况,
① 作物的脱粒特性因种类和品种而不同 。
② 难与易脱的谷粒占少数, 中等强度的占多数 。
③ 随湿度增加, 所需 10克粒功增加
④ 同穗上, 晚粒的难易程度也不一样, 小麦, 两端难
脱, 中间易脱, （ 以选合适的圆周速度或脱粒
装置的形势 ） 。
（ 二 ） 脱粒原理,
脱粒装置对谷物的脱粒过程一般是以一, 两种脱
粒原理为主, 几种其他原理为辅, 同时对作物施加几
种作用力 。
一般应用的脱粒原理有：冲击, 揉搓 （ 搓擦 ）,
梳刷, 碾压, 振动等 。
依据谷物的性质和脱粒特性, 以及脱粒性能要求,
选择合适的脱粒原理, 设计合力的脱粒装置 。
1,冲击 （ 打击 ） 脱粒：靠脱粒元件, 告诉地冲击作物来
脱粒 。 冲击强度大, 脱粒干净, 需设置调速装置 。
2,搓擦脱粒：靠脱粒元件与穗头之间的摩擦 。 需有调整
搓擦强大的机构, （ 适应脱净和破碎 ） 。
3,梳刷脱粒：靠脱粒元件对谷物施加拉力和冲击来
脱粒 。 脱粒能力与元件的速度相关 。 （ 主要用于
弓齿式打稻机上 ） 。
4,碾压脱粒：靠脱粒元件与作物之间相互挤压来脱
粒 。 适于留种 （ 不易破碎, 脱皮 ）
5,振动脱粒；对谷物施加高频振动来脱粒 。 脱粒能
力与频率和振幅有关 。
二,纹杆滚筒式脱粒装置
（ 一 ） 构造与工作特性
（ 二 ） 衡量脱粒质量 （ 工作性能 ） 的参数 （ 指标 ）
首先应弄清所要达到的工作性能的指标，设计
的标准和评估机器优劣的依据。
1,作物的脱净率（脱净率 =1-未脱净损失率）
2,谷粒的损伤率（破碎率）
3,凹板的分离率
尽量高, 以减少分离机构的损伤 。 70%以上 。
4,茎杆的破碎情况 尽量少
5,功率消耗的大小 （ 经济指标 ）
（ 三 ） 脱粒性能的影响因素及参数选择
1、喂入状况
喂入方式分析：穗头朝前喂入时, 穗先受到纹杆的
打击脱下大部分子粒, 待脱粒间隙中以谷物较薄的状
态进一步脱粒, 则脱不净损失少 。
当根朝前时, 根部分受纹杆抓取, 当穗部运动到脱
粒间隙时, 谷物的运动速度明显加大 （ 相对打击速度
减小 ）, 作物受到的冲击减弱, 脱粒效果差, 凹板分
离率也下降 （ 因子粒未被脱之前, 占用较大空间的茎
杆已堵在脱粒间隙中, 所以分离率下降 ） 。
2、凹板长度 L（或包角 α ）
当 L增大, 脱粒率提高, 分离率提高, 而破碎率和
功耗也增加 。 现有纹杆滚筒式脱粒装置的凹板长度为
350~700mm。 包角约为 108~120度, 少数可达 150~180度 。
凹板的分离率不仅取决于；还与凹板的有效分离
面积有很大关系 。 分离率与分离面积成正比 。 （ 但不
能单靠增大筛孔的办法增加分离率 ） 滚筒的圆周速度
提高, 凹板的分离率也相应提高 。
总之, 凹板的分离率随 L,孔面 /总面, n的增大而
增大 。
3、滚筒直径 D
确定 D的主要依据是,
①凹板长度 L
② 足够的转动惯量
③ 滚筒不被茎杆缠绕
??1802DL ?
4、纹杆数 M
M多, 脱净和分离率高, 但破碎率和功耗也增高 。 还
有, M过多, 将形成封闭式的滚筒, 抓取能力下降,
确定 M的多少, 主要考虑良好的脱粒效果, 再有就是
惯性力平衡的问题 。 M依 D的大小而异 。
部颁标准规定,
D≤450时 M=6
D=500~550时 M=8
D=600时 M=10
5、脱粒间隙（凹板间隙）
1) 脱粒间隙：滚筒最外缘与凹板内弧面间的距离 。
2) 间隙对脱粒性能的影响,
间隙小, 脱净率高, 分离率高, 但破碎率也高 。
脱离间隙由入口到出口逐渐减小 。
3) 原则：在作物能顺利喂入和得到加速度的情况下,
应尽量减小入口间隙 。 这样可使尽量多的谷
粒在凹板前段接触纹杆而脱下, 并分离, 不
受滚筒的连续冲击, 以减少破碎和损失 。
6、滚筒的脱粒速度（影响工作性能的重要因素）
1) 速度增加, 脱净率和凹板分离率提高；但破碎率也
提高, 公耗也增大 。 （ 冲击和搓擦力大, 并使脱粒间
隙中的谷物层变薄, 离心力变大 。 ）
2) 工作时的圆周速度必须小于极限速度 。
3) 脱粒的极限速度,
子粒受到严重损伤并开始出现破碎率超标时滚筒
的速度 。 作物的脱粒极限速度随该作物脱粒时的湿度
而变化 。
7、喂入速度
当喂入量一定时, 提高, 凹板分离率提高, 脱净率
提高, 破碎率略有增加 。 （ 因提高, 使凹板间隙中的
谷层变薄 ） 。 但不能太高, 一般 =2~2.5m/s, 有的
=5~6m/s。
现有联收机上喂入轮 D=150~300,=4~9m/s
8、喂入量 q
喂入量,单位时间内允许喂入脱粒装置内谷物的量 g/s
当 q增加, 分离率下降, 脱净率下降, 破碎率下降,
功耗增加 。
一个装置的设计定型, 喂入量是有一定要求的, 所
以使用中一般不能超量或过度喂入不均, 否则影响性能 。
喂入量的大小可以反映滚筒的工作能力 。
谷草比大时, 喂入量可大 （ 因粒对茎杆来说占的体
积小, 相同的脱粒间隙可通过较大重量的谷物 ） 。
9、滚筒长度 L（纹杆长度）
（ 1） L大小影响的问题
① L 长, 生产率高, 脱得净 （ 因可薄层喂入 ）
② L的长短可作为设计, 分离, 清选, 收割等部
分的依据 。
（ 2） 如何确定
① 跟机器的总体布置相适应
② 选用系列的标准长度值
L的长度系列,500,700,900（ 1100）,
1200,1050,1500 mm
10、谷物的湿度和青杂草含量
分析,
(1) 湿度大时, 作物与滚筒, 凹板的摩擦阻力加大,
谷层变厚, 对脱粒和分离不利 。
(2) 湿度过大或过小时, 对留种谷物发芽率的影响
均不利；过干, 易碎；过湿易扁 。
(3) 青杂草增多, 脱净率明显下降, 分离率也下降,
并造成分离和清选装置效果不良 （ 草汁等粘在
抖动板, 筛子等部件上, 造成不良影响 ） 。
三 钉齿滚筒式脱粒装置
（ 一 ） 工作原理：靠钉齿的正面冲击为主, 侧面搓擦
（ 挤压 ） 为辅来脱粒 。
（ 二 ） 与纹杆滚筒装置的比较 （ 特点 ）
① 抓取能力强
② 生产率高, 钉齿式的比纹杆式的一般高 2~3
③ 脱粒质量：脱净率高, 对潮湿和较难脱的作物
都能脱 。 但茎杆破碎较重, 凹板分离率低 。
④ 功率耗用大 。
⑤ 使用调整较麻烦, 或间隙不能调得一致 （ 因钉
齿可能变形或安装不准 ）
（ 三 ） 钉齿在滚筒上的排列
1,排列原则,
① 打击作物均匀 （ 即间距
要一致 ） （ 等齿迹线 ）
② 作物有左右移动的可能
（ 钉 齿 分 布 成 梅 花 状,
如右图 ）
③ 在一个齿迹线上要有多
个钉齿打击 （ 工作 ）
要满足以上三个原则，钉齿
要按复式螺旋线排列。
2,参数间关系
t：螺旋线螺距 （ 右图为 2头螺旋线分布 ）
a：齿迹距, 相临两齿迹间的距离 。
b：同齿杆上相临两齿间距 。
l：滚筒的计算长度
L：滚筒实际长度
?l：边缘齿距齿杆端的距离。
3,参数选择 （ 确定 ）
4,钉齿滚筒展开图的绘制 （ 钉齿的排列 ）
要根据展开图对各元件进行加工, 制造和安
装 。
2) 螺旋头数 K
目前一般钉齿滚筒上 K=2~5
K增多，则脱粒能力提高，破碎率提高
3)齿杆数 M（ 即钉齿排数 ）
目前，一般 M=8~12
4)滚筒长度 l
? ???? 12 ha1)
（ 四 ） 钉齿凹板
钉齿排列,
① 凹板钉齿位于滚筒钉齿相临二齿迹的中间 （ 如上图 ）
② 相临两排钉齿相互错开, 这样, 同一排内齿间距等
于 2a
③ 有的钉齿凹板的第一排或前二排钉齿间距为 4a（ 即
减半 ）
钉齿排数一般为 4~6,大多为 4排 。 齿与滚筒上的等
长或略短凹板包角大多为 100度左右 。 对分离率要求高
的凹板其栅格段较长, 包角可达 200度左右 。 （ 两个钉
齿排组的中间段可装栅格筛凹板 ） 。
四 轴流滚筒脱粒装置
（ 一 ） 构成,
脱粒滚筒 （ 有圆柱形的和锥形的, 脱粒元件有纹
杆, 杆齿, 板齿, 纹杆 ——杆齿组合等几种 ）
筛状凹板 （ 有栅格筛, 冲孔筛和编织筛几种, 包
角一般为 150~240度, 多数为 180度, 有的达 360度 ）
导板和顶盖等 （ 顶盖与凹板相接成圆筒形的脱粒
室 ）
导向板装于顶盖的内壁, 以控制作物轴向移动速
度, 导板的螺旋升角为 20~50度, 导板高一般 50~70mm
（ 二 ） 轴流,
被脱谷物总的流动趋势沿滚筒轴向移到排草口
（ 实际是螺旋线运动 ）
（ 三 ） 工作原理,
在脱粒间隙内谷物受到多次反复地打击和搓擦而
脱粒 。
（ 四 ） 特点,
滚筒, 凹板长, 凹板包角, 脱粒间隙较大, 脱
粒和分离时间长故脱净率高, 分离好 （ 可省去分离
机构 ） 且子粒破碎, 暗伤少 （ 解决了切流或脱粒装
置的脱净与破碎相矛盾的问题 ） 对各种作物的适应
性均较好, 但功耗大, 茎杆破碎重, 使清粮负荷增
大 。
对应用了轴流滚筒脱粒装置的脱粒机和联收
机来说，结构紧凑（因省去了较庞大的分离机构）
背负式联收机多采用。
五 双滚筒式脱粒装置
1,考虑双滚筒脱粒装置的出发点,
① 同穗谷粒脱粒的难易程度相差悬殊 。
② 单滚筒脱粒对留种不利 （ 因破碎, 暗伤较重 ） 。
为解决以上问题, 考虑设计双滚筒脱粒机, 解决脱净
率与破碎相矛盾问题 。
2,脱粒特点
① 第一滚筒：转速低, 脱易脱的子粒, 使它们免
受重击, 多采用钉齿滚筒 。 钉齿在筒上排列多
为多头螺旋线 。
② 第二滚筒：转速高, 脱难脱的子粒, 保证脱净
多采用纹杆滚筒 。
3,双滚筒脱粒存在的问题
① 凹板分离物中含杂量较高, 给清粮增加困难
② 功耗大, 比单滚筒增大 40~50%,甚至更大 。
六 弓齿滚筒式脱粒装置
1,构成：弓齿滚筒和筛状凹板
2,工作过程：为半喂入式脱粒
3,主要特点：保证茎杆的完整, 并能解决脱净与破碎的
矛盾, 功耗较小 。
4,脱粒方式,
A 倒挂侧脱型
B 平喂上脱型
C 平喂下脱型
5.比较,
倒挂侧脱主要食欲卧式割台, 断穗抽草现象少, 分
离性好, 平喂上脱和平喂下脱适合于立式割台和圆盘
割台 。 平喂上, 下脱有共同的缺点：有些茎杆折弯,
其穗头夹在杆中易漏脱 。 上, 下脱相比, 上脱的分离
面积较大, 子粒也易被抖出, 所以排杂损失和夹带损
失比下脱较少 。
6.弓齿的排列,
一般按螺旋线分区排列
一般分为三个区段,
第一区段：梳整区, 占滚筒全长的 10~15%导
禾喂入并将谷穗梳整脱粒 。
第二区段：脱粒区, 占全长的 20~25%
第三区段：排稿区, 占全长的 8~10%
七、脱粒滚筒功率耗用与运转稳定性
研究此问题的目的,
1,合理选择动力 （ 合理计算 ）
2,研究减小功耗的措施
3、保证脱粒质量
（一）滚筒的功率耗
包括：无用功率（空转功率）
和有效功率（脱粒功率）
1,空转功率
克服与脱粒过程无关的阻力 （ 轴承, 转动摩擦阻力, 滚
筒转动时空气阻力 ） 所消耗的功率 。
30 ?? BAN ??
式中,滚筒角速度 （ 1/秒 ）
：系数 一般 与轴承种类和传动方式有关 。
：系数 一般 与迎风面积有关, 迎风面积增大
,则 B增大 。
根据实验定，一般
? ?? ?
SKW
A
??
??
?
?
3
3
102 9 4.0~1 9 6.0
104.0~2.0
? ?? ?
SKW
B
??
??
?
?
6
6
1067.0~48.0
109.0~48.0
? ?NN 07.0~05.00 ?
?
A
B
2 脱粒功率
克服脱粒过程产生的阻力所消耗的功率 。
阻力类型,
1,滚筒在未入口处冲击作物的阻力 。
2,在脱粒间隙中对作物进行冲击和搓擦的阻力
3,凹板出口处抛处物的阻力
Ⅰ,冲击力, 1P
vmv
t
mP
mvtP
??
?
??
???
1
1
Ⅱ,搓擦力 P2,
fPP ?2
Ⅲ, 滚筒总圆周力 P
f
vmP
?
??
1
所以脱粒功率,
? ?f
vmPvN
t ?
???
11 0 0 01 0 0 0
2
3、滚筒功率
N
? ?f
vmBANNN
t ?
??????
11 0 0 0
2
3
0 ??
4,脱粒滚筒功耗的主要影响因素
喂入量, 滚筒转速, 脱粒间隙, 茎杆长度
（二）脱粒滚筒运转稳定性
1、滚筒的临界速度
①滚筒的角加速度供应,
②工作时，滚筒的角加速度消耗,
③ 滚筒的临界速度,
?J
N
dt
dw 1 0 0 0?
f
vm
dt
dwJN
?
???
11 0 0 0
2
?
? ? ? ?
m
fN
RRm
fN
l ?
??
?
?? 16.3111000
2?
2、脱粒滚筒的基本方程式,
? ? MptPMfBdtdwJ ?????????? 2?
3、脱粒滚筒稳定运转的条件
（ 1） 滚筒要有适度而足够的转动惯量 （ 储备能量 ）
（ 2） 动力机要有足够的后备功率 。 （ 如果用柴油机要有
较灵活的调速器, 若用电动机应有良好的启动性能 ） 。
一般要求：滚筒的运转波动不大于 5~7%
滚筒运转不均度,
22
0
pp
p
pp Jw
tN
Jw
tMw
Jw
tM
w
ww ???????????????
较大的滚筒转动惯量, 对 1,动力机功率储备不足 。 2、
喂入量突增 。 3,人工喂入不均等情况下, 改善运转的稳定
性都是有利的 。 但只有足够的转动惯量而没有一定的功率
贮备也是不利的 。 问题有二：其一是启动困难 。 其二恢复
转速时, 功耗增大, 并且因滚筒重量增大, 则空转功耗也
将增大 。
第四节 分离装置
（一）功用,
此机构用以田收脱出物中夹带的谷粒与断穗,并将茎
杆排出机外
（二）设计要求,
1.谷粒的夹带损失 <0.5~1%
2.细小轻杂脱出物 (短杆,叶子等 )尽量少 (以利清选 )
3.排草顺利
4.通用性
（三）研究与设计的出发点,
1.提高其生产率
2.减小它的结构尺寸
一、分离装置的类型与构造
（ 一 ）键式逐稿器
种类：三键式,四键式,五键式,六键式四种
键构成阶梯形,其目的,
① 抖松稿层使分离开
② 能降低机械高度
一般阶梯落差约为 150mm,键长,3-5米
单键宽度,200-300mm
宽度小,键数多,结构复杂
宽度大,减少对移层的交替作用,影响分离
键面上的各种鳞片,凸筋以及高出键面的两侧
齿板,延长板等,其作用,
1.可阻止脱出物下滑
2.增强抛送能力
3.支托移草
4.当机器有横向倾斜时,防止移草自一侧移动,阶面
倾角一般为 8~30度,中,前部倾角较大,β 中 >β 前
>β 后,后部倾角小,以利于脱物中夹带籽粒多时,有
较长的分离时间 (倾角大处 ),到后部,籽粒少了,使
移草较快地排出,以免堆积,堵塞,
（二）平台式逐稿器
1.组成：由筛面平台 (有平面的和阶梯面的两种 )摆杆和曲柄连杆
驱动机构组成,
2.特点,结构简单,但有相当的分离能力,约为键式的
3.应用,直流型联收机和中小型脱粒机
4.尺寸,长 2米左右 (大到三米 ),宽随脱粒装置定
5.配置和一般运动参数,
台面倾角,α =3~12度,
阶梯面的阶面倾角为 10 ~25度,
摆动方向角 β =25~35度,
摆幅 80~100mm,即 r=40~50,
曲柄转速,200~280r/min,
加速度比 rω2/g=2~3时,分离效果较好,
二 键式逐稿器
（一）逐稿器的分离原理
逐稿器是以抛物原理,将脱出物抛扔和抖动,进行
分离的,抛出物被抛离键面层,做抛物线运动，此时,物
层处于较松散的状态,谷粒有较多的机会从空隙中穿过,
进而通过键面筛孔而分离出来,脱出物起落,周而复始
的抛物线运动使夹带分离出来,长茎杆被向后输送并排
出 。
满足逐稿器分离原理必须具备两个基本条件,
1 键式逐稿器上脱出物抛离的条件
2 向后抛送脱出物的条件
1,键式逐稿器上脱出物抛离的条件
假设 1.抛出物在键面上,与键面没相对移动 2.忽略空
气阻力 3.认为茎杆是刚体
支反力,
N=mgcosβ - mrω2sinωt1
即 N= mgcosβ - mrω2sinωt1 =0
(刚抛离 )
则, rω2sinωt1=gcosβ
抛弃条件,因为, sinωt1<=1
所以必须 rω2>= gcosβ
当支反力 N=0时,此时曲柄的转角为 ωt,
脱出物被抛离键面
2,向后抛送脱出物的条件
从两方面考虑,其一是运动参数 ω 最大界限,其二方面是
结构尺寸方面 β 的最大界限 ω 一定时 。 为使脱出物抛
离键面,并向后运动 (抛起之后不再落回原处 )必须抛起
速度 V0的方向与水平的夹角 θ <900(如上图 )推导出定量
表示的条件,
ωt1=β 即 ωt1-β =0,
这时 sinωt1=gcosβ / rω 2= sinβ
则, rω 2 =g/tgβ (后抛的极限条件时 )
又知 K= rω 2 /g 则 tgβ =1/K(后抛极的限条件时 )
所以必须是运动参数 rω 2<g/tgβ (运动参数 n,去满足结构
参数 β )或者是键面倾角 β <arctg1/k 或结构参数 β
去满足运动参数 n
3 (高速摄影 )移层在键式逐稿器的运动过程
(1) 移层在键上的运动过程
1)曲柄转角达某一值时 (一般约 2700时 )移层的下部于正向上运动键相
接触,此时,移层的上部还继续降落,整个移层从上下两个方向受压
缩 (双向压缩阶段 )
2)随曲轴转角的增加,由键造成的压缩变形向上扩展,直到上层茎杆
停止降落,此时,移层仍受其下方键的压缩 (单向压缩 )直到移层厚
度压缩到最小 ( hmin)
3)曲轴转角增大,当移层的受力 mrω 2 sinωt1>=mgcosβ 时,开始被抛
起,由于茎杆的弹性上层茎杆先被抛起,随后下层的被抛起 (单向膨
松 )
4)抛起一段时间后,移层上部继续上升, 而下部开始降落 (双向膨松 )
5)上层茎杆到最高点后，整个移层开始处于降落，到某一时刻,
移层厚度膨松到最 大,(达 hmax)
(6)随后,下层茎杆着落键面,而上层继续降落,又重复上述过程
2.高速摄影的观察结果 (结论 )
(1)因茎杆有弹性和受空气阻力以及邻键上的茎杆相互牵扯的影响,
移层实际运动轨迹与理论上 (理论上,抛起后轨迹为抛物线, 着落
后为圆 )有较大差别,实际上, 移层质点有两种运动,
(2)与键面接触的质点 （ 下层 ） 在一定时间内 (不一定只是接触的时
间 )有反向运动 。 其轨迹为扣环,
(3)不与键面接触的质点,其轨迹近似于正弦曲线
(4)两者之间的物层为过度区
(5)在现在常用的运动参数下 (n=195r/min,r=0.05m)不与键面接触的
质点的平均水平速度大约为与键面接触质点速度的两倍,因此,产
生的效果是将茎杆拉开,加快了夹带籽粒的分离进程,
(6)逐稿器的分离作用,主要发生在移层被抛起后,整个移层降落的过
程段, 此时籽粒最易通过疏松的移层而分离出来,
(7)在喂入量 q和曲柄 r相同时,不同曲柄转速下工作比较结果显然移
层的变形特点 (运动过程 )是相似的,但移层的变形大小和分离效果
是不同的,再根据籽粒在移层下落阶段最易分离的情况,所以确定
逐稿器的运动参数时,应尽量使移层得到最长的降落时间 (即在相
同条件下,使逐稿器处于最低位置时与茎杆相遇 )
(二 )逐稿器主要参数对分离效果的影响和选择
1 逐稿器的动力参数对分离效果的影响和选择
动力参数包括,
1、曲轴转速 n(频率 )
2、曲轴半径 r(振幅 )
2 逐稿器的结构参数对分离效果的影响和选择
结构参数包括,
1、逐稿器的总宽 B,键长 L,
2、键面倾角 β 和键面筛孔率
三,逐稿器上的辅助分离机构
(1)键的中部上方加设翻转轮
(2)曲轴连杆组成的纵向挑松机构
(3)“鹿角, 叉式辅助机构
第五节 清粮装置
1.清粮原理
功用 ---从脱出物中把轻杂物清出机外，分出杂余断穗再取脱
粒，和复清，选出谷粒，获取清洁的粮食,
2.设计要求,
1)粮食的清洁率在 （ ９６ —９８ ） ％ 以上；
2)清选损失率小于０,5％ ；
3)生产率要与收割，脱粒装置的生产率相适应 。
3.清选原理和清选方式
脱粒机和联收机上需清粮，在清选机上需对谷粒
进行精选和分级
4.清选粮的共同原理,
利用清选对象各组成部分物理机械性质的差异,
而将它们分开,
5.清选对象的物理机械性能主要表现
1)尺寸特性（长，宽，厚尺寸特征）
2)空气动力特性
3)表面特性
4)比重，弹性，颜色等特性
6.就清粮而言，采用的原理主要是,
1)按照谷粒和轻杂物的空气动力特性进行风选,
称之为气流清选，脱粒机和联收机上多采用气流，筛
子配合进行清粮，称为气流筛子式 。
2)按照谷粒的尺寸特性进行筛选，其清粮方式
称为筛子式 —筛选 。
（一）按照脱出物的空气动力特性进行分离
物体的空气动力特性由可以用漂浮速度Ｖ p或漂浮系数
Ｋ p来表示
１, 漂浮速度的定义（含义）
漂浮速度 ---垂直气流对物体的作用力（推力）与
物体的重力相等，而使物体保持漂浮状态时，气流具
有的速度
２, 物体的漂浮速度, 漂浮系数的表达式
为建立其表达式, 分以下步骤进行
(1)物体与气流相对运动时, 受到气流的作用力
p=kρ FV2 N (kg m/s2)
式中,k---阻力系数 （ 与物体的形状, 表面特性
和雷诺数有关 ）
ρ ---空气的密度 kg／ m３
Ｖ ---物体对气流的相对速度 m/s
(2)垂直气流下谷粒 （ 物体 ） 的运动方程为,
m(dV/Dt)=p-G
其中,m---谷粒的质量
dV/dt---加速度
p--- 气流对谷粒的作用
G---谷粒受的重力
p>G 时, 谷粒向上运动
p<G 时, 谷粒向下运动
P=G 时, 谷粒漂浮 （ 不动 ）
(3)求解漂浮速度Ｖ p和漂浮系数 kp
P=G时 dV/dt=0 此时漂浮状态的谷粒所在处的气
流速度等于该谷粒的漂浮速度 Vp
即 P=kρ FVp２ =G=mg
定义,kp= kρ F/m 称为漂浮系数
一般 kp=0.075—0.12 (漂浮系数 )
k=0.184—0.265 （ 阻力系数 ）
3,应用空气动力特性清选的实例
（ １ ） 风扇清选 （ 风选 ）
漂浮系数较大的轻杂物受气流的作用力较大, 被
吹得较远, 相对于漂浮起来所需的力较大, 而漂浮系
数较小的谷粒, 则被吹得较近 。
在使用中, 据物体的不同的漂浮速度, 来确定气
流的风向和风量, 尤其是在田间作业的联收机上 。
（ 2） 带式扬场机,
带以高速 （ １５ -１６ m/s） 将被清物抛向空中,
迎风面大, 重量轻的混杂物 （ 受气阻力大 ）, 扔出的
距离近, 迎风面小, 重量较大的谷物, （ 受气阻力小,
且惯性大 ） 扔出的距离较远, 从而分离 （ 因抛出速度
较高 ） 在无风的情况下, 也可得到较好的清选效果 。
（ 二 ） 按谷粒的尺寸特征进行分离 （ 筛选 ）
谷粒的尺寸以长, 宽, 厚来表示,根据谷粒不同
方向上的尺寸大小, 用不同孔型的筛子和运动,方法
将谷粒与脱出物的其他成分分离和分级 。
按尺寸特征分离主要用于清选机上对谷粒进行分
级选粮,分选方式为分选,
筛子选择的内容 (方面 ):1.筛子种类 2.筛孔孔形
和尺寸 3.筛孔的排列方式
选择依据,1.谷粒的尺寸 （ 长, 宽, 厚 ） 选筛种
类,孔形, 尺寸 2.清选精度要求,选筛的种类 。
二 气筛清粮装置及工作状况
（ 一 ） 构造,
1.吊装振动式筛子２,风机 （ 清粮型 ） ３,输送器
（ 阶梯抖动板 ） ４,驱动机构 （ 筛子的, 一般为曲柄连
杆机构 ）
多为一个风扇, ２ —３个筛子构成一个清粮室,
上中层筛孔口较大, 下层筛孔口较小 （ 上筛上装尾筛
以筛出杂余 ）
２,风扇,
农用清粮型, 低层, 离心式, 宽度大, 叶片少
（ ４ —６片 ） 叶线一般为矩形 （ 去内角 ） 轴向进风,
径向排风, 有风量调节机构 （ １ ） 没有横流的径进,
径出 （ ２ ） 直流的如东德Ｅ５１６联收机上的 （ ３ ）
对半分开风扇没有风向, 风量 （ 调进口或转速 ） 调
节机构 。
３,筛子
类型：编织筛, 冲孔筛, 鱼鳞筛, 鱼眼
(1)编织筛：优点：通过面积大, 分离性好, 对气流阻
力小, 缺点：孔形不准确, 孔大小不可调, 挂草 。
应用：一般作上筛, 除大杂物
(2)冲孔筛：圆孔或矩形孔, 优点：孔型准确；
缺点：通过性较差, 对气流阻力较大, 调节不便 。
应用：多用于精选, 清洁度高
(3)鱼鳞筛：优点,n可调, 通过性好, 生产率高；
缺点：清洁度低, 应用：清粮应用较广, 上, 下筛均可
(4)鱼眼筛（燕窝筛）
优点：单向分离作用，茎杆不易通过，缺点：生产率低
（ 二 ） 清粮装置的工作状况
1,物料来源：全喂入联收机清粮装置的加工物料来源
于三方面,
（ １ ） 删板极其延长部分分离出的混杂物
（ ２ ） 逐稿器分离出的混杂物
（ ３ ） 清粮尾筛回收的杂余
2,物料的成分,
正常情况下, 喂进清粮装置的物料重量比例为,
谷粒重约８５ ％, 茎杆重约 7.5%, 颖壳重约 7.5%,总
重约占机器总喂入量的一半,
3,清粮过程和不同物料的去向
4.气流与筛子的配置
(1)气流与筛子各自的主要作用 （ 承担任务 ）
气流将细小夹杂物 （ 颖壳, 尘土等 ） 吹走, 吹散
混合物等；筛子筛落谷粒和 （ 部分 ） 断穗, 杂余, 清
除其他夹杂物,
(2)筛子前, 中, 尾部的气流速度大小的要求,
试验研究得：较合适的气速要求为,
前段；７ -８ m/s (料厚 )
中段：５ -６ m/s （ 渐薄 ）
尾段：３ -４ m/s （以免过多吹走谷粒和断穗）
(3)气流与筛子的配置
1.气流吹送方向与筛面夹角２５ —３０度, 有的达
30-40度 （ 即吹起又吹出 —向后 ）
2.风扇出气口直接气流吹筛面全长的０,４ -０,６倍
（ 前部, 料厚 ） 夹角达的 （ ３０ -４０度的 ） 只吹约
全长的０,２倍 ）
3.气流通道 （ 气流吹着空间 ） 的形状应渐大 （ 以实
现筛面上自前至后风速渐少分布的要求, 因前部
料厚, 且后部风速小, 可渐少吹速损失 ）
（ 三 ） 筛子尺寸的确定, 平面筛运动分析和筛
子传 （ 驱 ） 动机构的设计
一, 筛子尺寸的确定 （ 这里主要考虑宽, 长或面积 ）
依据：１,生产率的要求；
２,筛子与其它工作部件 （ 如逐稿器的宽
度等 ） 的配合关系 。
确定方法：在满足一定生产率（清粮室的喂入量）
要求的前提下，为保证有好的清粮效
果，筛上的物层不能过厚，这样就要
求筛子应有合适的宽度Ｂ s 。
二．平面筛的运动分析
１, 筛子的振摆方式,
运动分析的前提,
若连同气流的作用一起考虑，作筛上物料的运
动分析，是相当复杂的，很难找到规律性的结论,
为简便起见，先忽略气流的配合作用，来进行运动
分析，分析的结论作为一般原始设计的依据，其它
因素的实际影响，得实验验证和作相应设计 。
2,运动分析
目的：找出决定脱出物沿筛面运动状况的主要因素,
假设,
１,筛子机构近似为平行四杆机构
２,曲柄重心０与筛架和连杆的连接点０ １ 的连
线 ００ １, （ 振动方向线 ） 垂直于吊杆摆动
的中间位置
３,认为筛子各点均作往复直线运动, （ 实为圆
弧运动 ）
下边分析被筛物沿筛面前滑，后滑和抛离筛面
的几个条件,
(1)分析被筛物沿筛面向前滑动的条件
惯性力, max是被筛物在筛上滑动的主要原动力
（ 其次是 mg）
有向前滑趋势的区段为：每转的 ω t＝３ π ／
２ — ２ π 和０ —π ／２区段
因为此区段的 cosωt为正, 即 ax为正值 （ 即 ax的
方向沿Ｘ轴的正向 ） 而惯性力 u的方向为负 （ 因惯力
方向与加速度方向总是相反 ） 即沿Ｘ轴的反向
前滑的极限条件 (似动非动时的条件 )
ucos(ε -α )+mgsinа =F
将 u和 F的表达式代入整理 (见 P137)得
ω 2r/gcosωt=sin(φ -а )/cos(ε -а +ф)
因 cosωt<=1所以得被筛物沿筛前滑的条件为,
ω 2r/g>k前 =sin(φ -а )/cos(ε -а +ф)
据此可求出保证有前滑运动的曲柄角速度 ω 前 (或转
速 n前 )
(2)沿筛面后滑的条件
有向后滑趋势的区段为每转的 ωt=π /2∽ 3π /2
区段,此区段的 cosωt为负值,即 ax为负值 (即方向为 x
轴的负向 )而惯性力 u的方向为正 (即沿 x轴的正向 )
后滑的条件为,
ω 2r/g>K后 =sin(ф+а )/cos(ε -а -ф)
据此可求出保证有后滑运动的曲柄角速 ω 后 (或转
速 n后 )
(3)被筛物抛离筛面的条件
惯力 u的方向沿 x轴的区段时
抛离筛面的条件为,
ω 2r/g>K离 = cosа / sin(ε -а )
按厚度分离时,抛离筛面不利于籽粒穿过筛孔,但
按宽度分离时,需使籽粒抛起
通过以上分析,我们可以看出,被筛面在筛面上的
运动情况,除气流的作用外,主要决定于加速度比
ω 2r/g;还与物料与筛面的摩擦角 φ,筛子与水平面的
倾角 а 以及筛子的振动方向角 ε 有关,
运动参数常用的选取方法,
在设计时,筛子的运动参数 （ r,n） 一般用类比和
实物的方法来确定或修正；现有机器上,一般,参考推
荐值
曲柄半径 r=23-30mm(多为 30mm)
曲柄转速 n=200-350r/min
加速度 ω 2r/g=2.2-3
第十一章 谷物联合收获机
1、联合收获机功用,
在田间能一次完成谷物的切割,脱粒,分离和清
选等作业,直接获得清选的谷粒,
2、组成,
一般由收割台，脱谷机 (包括,脱粒，分离，清粮装
置 ),输送，传动，行走系统,粮箱,集草机和操纵机构
等组成,
3、应用联收机的优越性,
生产率高，可降低劳动强度,谷物种植面积大,收获
时节降雨多的地区,使用联收机抢收以不误农时和减少
损失,
§ 11-1 联收机的类型和特点
类型,一,按动力供给方式分
1、牵引式 2、自走式
3、自走式 4、自走底盘式
二．按喂入方式和作物流动方向分
◆全喂入式,1、切 流滚筒式 2,轴流滚筒式
◆全喂入式,1、立式割台式 2、卧式割台式
三．地形的适应性分
§ 11-２联收机构造和工作过程
谷物联合收割机
主 要 构 成
n 割台,切割器
拨禾轮
输送器
n 中间输送器
n 脱谷机：脱离装置
分离装置
清粮装置
n 其它,发动机、底盘、驾驶室、粮仓、监视
与检测系统等。
典型机型
佳联 JL1065
梅西,福格森联合收割机
轴流式联合收割机
JL3060联合收割机
背负式联合收割机
自清式小区联合收获机
使 用 调 整
(1)切割器,整列 ; 对中 ;间隙
(2)拨禾轮,位置 ; 转速
(3)脱离装置,
脱离间隙 ; 滚筒转速
(4)清粮装置,
1)筛子, 孔大小 ; 倾角
2)风扇, 风向 ; 风量
常见故障与排除方法
1、工作故障
1) 脱不净 2) 粒破碎
3) 丢穗 4) 掉粒
5) 机后粒多 5) 堵塞
2、机械故障
1) 发动机：过热，动力不足，熄火等
2) 工作部件：断裂，破损等
§ 11-３联收机的割台
1,功用：切割, 输送
2,构成：拨，切，分禾器，和输送器等
3,特点：备有割幅用途不同的割台，并都配
有快速装卸装置
4,类型,1） 按输送装置的不同分为：平台式（带式）
和螺旋推运器式
2） 对地形适应性分为刚性和挠性割台
3） 按用途分为：麦类，玉米，水稻等
一,谷物割台上的通用部件和各部件见间的配置
（一）割台螺旋推运器
组成：螺旋，伸缩扒指
（ 1）螺旋的主要参数,
内径 d：多为２００ mm
外径 D：多为 500 mm
螺距 S：一般 300-400
转速：一般为 150-200r/ min
（ 2）伸缩扒指机构
1）工作原理：伸缩扒指（一般为 12-16个）安装在
螺旋筒内，一般分四排（并排，空套）铰接在一个
不回转的曲轴上，曲轴中心与螺旋筒中心有一偏心
距，扒指的处端穿过球铰伸出螺旋筒外，当螺旋筒
旋转时，它就带动扒指一起旋转。由于两者回不同
心，扒指就相对螺旋筒面作伸缩运动，扒指最大可
伸出长度所在的方位可以调节，调此方位和螺旋高
低时，应保持扒指外端与割台底版的间隙在 10mm左
右。
2）定结构尺寸的依据,
扒指在筒外露出最短，后上方外露量为
10mm，（以防扒指掉入筒内，在伸出最长的位
置，扒指应伸出螺旋叶片外 40-50mm。
(二 )割台各工作部件的相互配置
主要指螺旋,割切和拨禾论相互间的配置
二．割台的升降和仿形机构
1） 仿形机构作用：使割台随地形起伏变化,
以保持割茬一定高度的装置
2）割台仿形装置的种类,
1.机械式 3.挠性割台
2.气液式 4.电液式
3） 工作原理 (机械式的）,割台上装平衡弹簧,使割
台
大部分重量施于机架上,割台下仿形滑板轻轻擦地,
并利用弹簧的弹力,使割台适应地形起伏,
三．联收机的中间输送装置
中间输送装置 指 割台和脱粒机间的倾斜输送器
1）作用,将作物由割台送到脱粒机,
要求均匀连续
2）种类,
全喂入式联收机：链耙式；带式；转轮式
半喂入式联收机：夹持输送链
1、链耙式倾斜输送器结构配置参数的选择
(1)齿与割台螺旋的距离 t
(2)送器底板延长线与滚筒中心的距离要适当
(3)动参数 —链耙的运动速度的确定原则,
链耙的输送速度＞伸缩扒指的外端线速
度＞ 螺旋推运器的轴向输送速度
2、联收机中间输送装置简介
(1)叶轮式组成,
由一个或数个连续排列的转轮组成
(2)优点,
转速较高，其线速为１０ -１５ m/s，可提
高脱粒喂入的均匀性，重量轻，结构简单，故
障少，易修理,
§ 11-4联收机的发展状况
1)向自走，高效，通用型发展,喂入量增大,
可达 (8-10)kg/s,
2)广泛采用自控和监视装置，液压的应用必不可少,
并逐渐发展。
3)轴流滚筒式联收机开始大量生产
4)操作的舒适性和安全性被人们所重视
5)工作部件结构和性能不断改进
§ 11-5联收机的总体设计
一、联收机的总体设计任务、步骤
1,初步拟定总体布置和各部件的结构方案
2,确定整机的主要参数, 滚筒长度, 分离装置的宽
度和长度, 重量, 轮距, 轴距, 接地压力, 最小
离地间隙, 整机的轮廓尺寸
3,从整机要求出发, 拟定各部件的主要 参数
4,进行总体布置, 绘制平面图 （ 比例 1:1
的画 ） 割台与拨禾轮的机动图；整机的尺寸
链图
5,进行传动路线设计,
绘制传动图 （ 分左右侧 ）
6,设计和布置操纵机构及附件
二、总体参数
(1)喂入量
(2)割幅 B和前进速度 Vm的确定
(3)收缩比
(4)功率
三．总体配置
1、目的：初步确定工作部件的轮廓尺寸，探
讨其最合理的相互位置和相关尺寸，为确
切的技术设计提供依据。
2、总体配置原则,
(1)切割和脱粒的工艺过程应连续流畅，注
意各工作部件生产率的相互适应（一般是递
增的）保证谷物流均匀连续，避免超荷，要
注意部件内交接过度处的设计，保证连续和
防止不应有的损失。
(2)正确配置机器的重心
◆ 各轮轴上的负荷分配要合理, 轮式自走联收
机, 驱动轮一般承整机重的 80%,操向轮
20%
◆ 应尽量使机器两侧负荷平衡，配置粮箱要考
虑空载时各轴负荷变化尽量成比例，在保证
合理的离地间隙前提下，重心尽量低（考虑
稳定性问题）
(3)应有良好的驾驶工作条件
驾驶位置，应便于驾驶员观察割台前的工作
区域和机器的两侧驾驶室应力求舒适。
(4)便于操作、调整和维修，操纵手柄和脚踏
板位置要便于操作和顺应人们的一般操作习
惯，侧壁上应有必要的观察窗口，易堵部件
应能方便地排除故障,
(5)机器外形要美观
(6)便于机器运行（割幅与收缩比）
第十二章 玉米联合收获机
第一节 概述
第二节 摘穗装置
第三节 剥皮装置
第四节 玉米联合收获机和玉米割台
玉米收获机械
第一节 概述
一 玉米收获的特点
二 机械化收获方法
（一）分段收获法
（二）联合收获法
（三）两阶段联合收获法
三 玉米收获机械化概况
四 玉米收获机械种类
玉米收获机械种类
第二节 玉米联合收获机
n 纵卧辊式玉米联合收获机
n 立辊式玉米联合收获机
n 装玉米割台的联合收获机
n 专用玉米子粒联合收获机
一
、
纵
卧
辊
式
玉
米
联
合
收
获
机
二、立辊式玉米联合收获机
三、装玉米割台的联合收获机
四、专用玉米子粒联合收获机
第三节 摘穗装置
类型：（按结构分）
纵卧棍式摘穗装置
横卧辊式摘穗装置
立辊式摘穗装置
摘穗板组合式摘穗装置
1,纵卧棍式摘穗装置
2,横卧辊式摘穗装置
3、立辊式摘穗装置
4、摘穗板组合式摘穗装置
第四节 拨皮装置
压 送 器
第一节 概述
一 玉米收获的特点
二 机械化收获方法
（一）分段收获法
１、用割晒机割倒,铺放，晾晒，而后摘穗，剥皮，脱粒。
２、用摘穗机站秆摘穗，送到场上剥皮，脱粒，茎秆用切碎
机切碎还田。
（二） 联合收获法
１、专用玉米联合收获机
一次完成摘穗，剥皮，脱粒，切碎等作业。
２、用谷物联合收获机换装玉米割台
一次完成摘穗，脱粒，分离和清粮。
３、两段联合收获 先割晒，再捡拾联合脱粒清粮。
三,玉米收获机种类
玉米收获机
摘穗机 剥皮机 脱粒机 联合收获机
子粒联
合收获
机
摘穗剥
皮机
状玉米各
台的谷物
联收机
专用玉
米联收
机
第二节 摘穗装置
一、摘穗器的种类
（一）纵卧式摘棍
（二）立式摘棍
（三）横卧式摘棍
（四）纵向板式摘棍
二、摘穗器的工作原理和参数分析
一 摘穗器的种类
（一） 纵卧式摘棍
用途,用于站
秆摘穗的机型上。
主要特点,
对茎秆不同状
态的适应好,
工作可靠，功耗小，但果穗带有苞叶较多 。
（二）立式摘棍
用途：多用于割秆摘穗的机型上。
特点,果穗的苞
叶剥掉较少，一
般情况下工作性
能较好。但秆粗
和秆细不一致，
秆含水量高时，
秆易被拉断，造
成堵塞。
（三）横卧式摘棍
特点,果穗咬伤
率较高，摘棍易
堵，但抓取能力
强，收青
贮玉米性能好，
结构简单，功耗
小。
（四）纵向板式摘穗棍
用途：主要用于玉米割台。主要
由摘穗板、拉茎辊、轻处刀等组
成。而且，三这均为成对设计。
用于摘穗板式摘穗装置摘取
果穗，工作可靠且子粒咬伤
破碎少。但玉米穗上的包叶
很少被剥离，断秆较多。
二 摘穗器的工作原理和参数分析
1、摘辊直径和工作间隙的选择与确定
（ 1）抓取茎杆的条件
（ 2）果穗不被抓取的条件
（ 3）摘穗
（ 4）摘穗辊直径和摘辊工作
间隙
2、工作长度的确定
（ 1）纵卧辊式摘穗辊的工作长度的确定
（ 2）立式摘辊的工作长度
3、摘辊的线速度
要是摘辊具有良好的摘穗性能，纵卧摘辊的线
速度 v应与机器的前进速度 Vm相协调，实验证明：
当速度比
1~7.1s i n ?? ?vK v m
时，可是茎杆处于直立或向后倾的状态进行摘穗，
效果较好。
第三节 剥皮装置
一、功用与类型
n 功用：用来剥去玉米穗上的苞叶。
n 类型：铸铁棍对铸铁棍、铸铁对橡胶棍，铸铁对
橡胶铸铁等几种。
二、配置与工作原理
拨皮辊在横断面上有 V形和槽形两种配置。
三,剥皮辊的主要参数
1 剥辊的长度 3 剥辊轴线高度差
2 剥辊直径 4 剥辊线速度
第四节 玉米联合收获机
一、种类
纵卧棍式玉米联合收获机
立棍式玉米联合收获机
玉米割台子粒联合收获机
专用玉米子粒联合收获机
二、构成
三、工作过程
联合收获机按摘棍的类型分为四种
（一） 纵卧棍式玉米联合收获机
１、站秆摘穗，一般配
有茎秆切碎器。
动力配套形式有,
自走式,
牵引式,
悬挂式
２、工作过程及使用调整
（ 1）摘穗辊间隙的调整
通过调整机构的变动长摘辊的前轴承的位置
来实现。
（ 2）剥皮装置的调整
剥皮装置在使用中需调整剥辊贴紧程度和压
送器位置。
（ 3）扶导器和摘穗辊入禾高度的调整
调整原则,
1)结穗部位低，倒伏严重，摘辊尖和摘穗辊尖应尽量低。
2)结穗部位高，倒伏严重，摘辊尖可适当提高，扶倒器
尖仍应调至贴地滑动。
3)结穗部位高，茎秆直立时，摘辊尖和扶禾器均应提高。
（二）立棍式玉米联合收获机
割秆后摘穗，一般为牵引式同时可收获２～３行。
结构：由分禾器、
拨禾链、切割器、
喂入链、摘穗装置、
剥皮装置、果穗升
运器、苞叶输送器、
子粒回收装置、茎
秆铺放装置等组成。
上述两类玉米联合收获机的性能和特点比较
在适宜的收获条件下，立棍式摘剥机的工作性能指标与
纵卧棍式摘剥机的指标基本相同。
不同点,
１、立棍式机型收获结穗部位低的玉米效果好，与卧棍式
机型相比，漏摘损失率小。但立棍式机型的适应性稍差，在
玉米成熟度较底，植株密度大，茎秆粗大，粗细不一，杂草
较多的情况下，故障较多，摘棍处易发生堵塞。
２、立式摘棍由于是在茎秆割下的情况下摘穗，为防止茎
秆在间隙中打滑，提高拉引能力，摘棍的间隙比卧棍的较小，
一般为５～８ mm。
（ 三）玉米子粒联合收获机
是与谷物联合收获机配套，用来直接收获玉米子粒的专
用装置。
１、特点：效率高，工艺较简单，是一先进的收获方法。
２、用玉米割台配谷物联合收获机应必备的条件。
（１）成熟度基本一致，收时子粒含水率在 32%以下。
（２）应具有足够的烘干设备，收后及时将粒烘干,
使含水将致 14%。
３、机型
（１）装玉米割台的联合收获机
（２）专用玉米子粒联合收获机
第五节 玉米脱粒机
构造与原理
多为轴流滚筒式，也有垂直脱粒盘式。
脱粒装置主要参数的确定
n 滚筒的转速
n 脱粒间隙
一 构造与脱粒原理
１构造,
由喂入、脱粒、风选、筛选、机架五个主要部分
组成。
二 脱粒装置主要参数的确定
１、滚筒速度
2、脱粒间隙
玉米种子加工工艺流程图
5X—1.0 型谷物清选机
主要构成,
风选部分
筛选部分
工作原理,
利用种子
几何尺
寸和空气动力
特性,
进行去杂和分
级。
5XF—1.3A 型复式精选机
构成,
风选部分
筛选部分
选粮筒
工作原理,
利用种
子几何尺
寸和空气
动力特性
进行去杂
和分级。
复式精选机筛选部分
复式清选机工作过程
5XZ—1.0 重力精选机
用途：去除受病虫害,发霉
变质或未成熟的种子
并将合格种子分成等
级
构成：气力系统
分级台
振动电机
调整机构
控制台
工作原理：经过初选后，再
按种子密度的不同进行分级,
气力系统和闭风箱
分 级 台
分级台台体
去杂和分级原理
谷物干燥机械
干燥：降低或除去物料中的水分称为 干燥。
水分的存在形式,
化学结合水
物理化学结合水
机械结合水
吸附水分
渗透水分
干燥机理：使谷粒中的水分汽化释放出来，被周围介质
带走，从而降低其含水量。
干燥介质：空气、加热空气、烟气和空气混合气。
干燥过程：预热、等速干燥、减速干燥、缓苏、冷却
干燥机械种类：固定式和移动式
主要构成：加热装置、送风设备、承料容器。
塔式干燥机
构成：
加热炉
干燥室
风机
通风盒
带搅松器的低温干燥仓
构成,
送风设备,
仓体、通风
底板,
扫仓搅龙、
卸粮
搅龙、提升
机,
上料搅龙。
筒仓式谷物干燥设备
谷物循环干燥机
5BY—5A 型种子包衣机
(下）
主讲：刘俊峰
概论
一, 研究的对象和目的
1,研究对象
（ 1） 作业机具
1） 谷物收获机械 cereal harvesting
machinery
如,稻麦收获机, 玉米收获机等
2 ） 牧 草 收 获 机 械 hay-making
machinery
如, 收割机, 集草机, 打捆机, 运料机等
3） 经济作物收获机械
industrial crop harvesting machinery
如：根块作物收获机, 花生收获机, 棉花收获机等
（ 2） 作业对象
包括：干, 湿作物, 籽粒, 稿草等
主要涉及他们的物理机械特性，空气动力特性，弹性，
韧性，尺寸和重量等。
2、研究目的
弄清收获机械的结构及工作机理，掌握其设计理
论和方法、步骤及使用技术，以正确研究设计和指导
生产。
二, 谷物收获的特点和对收获机械的一般要求
特点,1 ) 季节性强
2 ) 受气候影响大
3) 三夏大忙, 农活集中, 劳力紧张,
劳动强度大 （ 三夏：收, 种, 管 ）
一般要求,
1) 保证收获质量
2) 适应性好
3) 适 时 完 成 收 获 作 业 （ 高 生 产 率,
工作可靠 ）
三、谷物收获机械发展概论
到 1958年, 开始有了自行设计, 制造的收获机 。
1960年代, 我国自行设计和制造的谷物收割
机开始大量出现, 尤其是脱谷机和收割机 。
80年代初, 我国引进美国约翰迪尔联合收获机
JL1000系列技术和生产线 。
近年来, 除这些高效先进的大联合收获机重
要供应农场外, 我国几家大联合收获机厂都在大
批量生产 大, 中型联合收获机投入农村市场 。
四、谷物的生物学特性
1,成熟期
依据籽粒的饱满程度, 湿度 （ 含水率 ） 和粒与穗轴
间的连结强度的不同, 将谷物的成熟期分为如下几个阶段
1)乳熟期：湿度较高, 含水 50%~70%,乳浆状态
2)腊熟期,
3)完熟期：湿度 16~20%
4)过熟期,
2,谷物的后熟作用
3,谷物的湿度
4,作物的倒伏
5,作物的谷草比
谷草比是指谷粒重与非谷粒重的比值
五、谷物收获方法及机械种类
（ 一 ） 收获方法
1,分段收获法
用不同种类的机械分别进行割, 运, 脱粒, 清选等作业 。
此法所用机具结构简单, 造价低, 但工效低, 总损失较大 。
2,联合收获法
在田间一次完成割, 脱粒, 分离和清粮等全部作业 。 工效
高, 利用率低, 损失少, 大 幅 度 减 轻 劳 动 强 度 。
机具结构复杂, 造价高, 利用率低, 适于农场和大块田区 。
3,两阶段联合收获法
首先, 用割晒机将作物割下, 并成条铺放于割茬上, 晾晒
3—5天 （ 完成后熟作用 ）, 而后, 用装有捡拾器的联收机
进行捡拾, 脱粒, 分离和清粮等作业 。
（ 二 ） 谷物收获机械的种类
按用途主要分为三大类
1,收割机械 reaping machinery
包括：收割机 reaper
割晒机 swather,windrower
割捆机 reaper-binders
2,脱粒机械 threshing machinery
3,联合收获机 combine harvesting
第九章 收割机械
第一节 收割机的类型及特点
第二节 收割机的构造与主要工作部件
(1)收 割 机 械
(2)回转式切割器
(3)往复 式切割器
(一 ) 类型
(按结构尺寸与行程的关系分 )
1,单刀距行程型 (标准型 )
s=t=to
2,双刀距行程型
s=2t=2to
3,割型
s=t=2to
4,中间型
s=t=kto
5,双动割刀器
(二 ) 构造 (标准型 )
由割刀 (动刀片 刀杆 刀杆头 ),定刀
片,护刃器,压刃器,摩擦片和护
刃器梁等组成,
1.动刀片
2.定刀片
3.护刃器 作用,①保证定刀位置
②保护割刀 ③ 护舌和定刀构成两点支
承④分术引导作物
4.压刃器 刀杆 摩擦片
(三 )工作特点及应用
优点, 1.适应性好 可切割多种作物 割幅大小均可
B=0.5-5m 或更大
2.茬齐
3.有护刃器配合 为有支承切割 刀片损坏少
4.维修方便 简单
缺点, 1.造价高
2.因惯力振动大,限制了机组速度的提高,一般
为 Vm=6-10Km/h
3.切粗杆,易撞刀,崩刃
应用,
(四 )装配技术要求和调整
1.整列：护齿间距应相等，齿尖应在同一水平线上，
定刀应在同一平面内。
2.对中：动刀在极点位置时，动、定刀应重合。
3.间隙：动、定刀之间的间隙。
(五） 往复式切割器的传动机构
1 特点, 回转运动转为往复直线运动
2 种类, 1)曲柄连杆 (滑块 )机构
2)摆环机构
3)行星齿轮机构
第三节 切割装置 cutting mechanism
1,切割器是收获机械和联收机上必不可少的工作部件
1)作用：切割作物茎杆 。
2)类型：回转式和往复式切割器, 也包括镰刀,
快速切割器
2,收获机械上采用的切割器应具有如下的技术要求,
1)切割质量好 （ 茬齐, 不撕裂, 不连根拔 ）
2)省力, 可靠, （ 功耗小, 不堵刀, 振动小等 ）
3)适应倒伏作物的切割 （ 漏割损失小等 ）
一, 影响切割性能的因素
1)切刀的特性
2)茎杆的物理机械性质
3)切刀与茎杆的相对位置
4)切割方向与速度
正切：刀刃的运动方向沿刀刃的法线方向切入茎杆的切
割方式。
滑切,刀刃的运动方向沿刀刃的法线偏移 ?角的方向切入
茎杆
1 茎杆刚度的影响
包括自身刚度和外加支撑增加的抗弯反力
割刀必须克服茎杆的切割阻力才能切断茎杆, 但
一般作物 （ 稻, 麦 ） 茎杆本身的刚度较小, 很小的外
力就会使之弯斜 。 所以, 要保证正常切割, 割刀应具
有足够的切割速度 （ 以获得茎杆较大的惯性力 ） 或是
给茎杆以适当的支撑, 以增大抗弯反力 。
注意, 往复切割速度不应太高, 回转刀具又不适
应大型农机具 。
切割茎杆时的支撑方式,
(1)无支撑,
只用动刀切茎杆
(2)有支撑,
单支撑：由定刀构成单点支撑
双支撑：由定刀和护刃舌构成两点支撑
（ 1） 无支撑切割,
靠茎杆的惯力和刚性,
配合动刀切割
其割断条件关系式,
P割 与 P弯 作用与反作用力,
要求动刀有高的速度
（ 以获得较大的惯性力 ）
（ 2） 单支撑切割,
较 P弯 增大 （ 因有定刀支撑 ）
相应可减小, 即割刀速度可
减低 。 t一定； a减小 则 v减小 。
如往复式割刀的平均速
度,Vp=1~2m/s,但动定刀
间隙 δ要求严格, 以保证切
割质量和正常工作 。
（ 3） 双支撑切割
抗弯阻力更大，相应所需
可更小，即动刀速度可小,
同时，对动定刀间隙 δ 的
要求可放宽，动、定刀磨
损小，空转功率小,
2 茎杆纤维方向性的影响
常见的三种切割方式,
横断切；斜切；削切
横断切：切割面和切割方向
都与被切物的轴线垂直
斜切：切割面与被切物轴线
偏斜，但切割方向与轴
线垂直
削切：切割面与切割方向都
与被切物轴线偏斜
A横断切 b斜切 c削切
切割方向与阻力和功率消耗之间的关系
横断切 最大
斜切 较小 （ 斜 45度时较横断切降低 30~40%）
削切 最小 （ 尤其切割阻力可显著下降 ）
原因：因茎杆（主要被切物）是由纤维组成，各
方向的强度不同。
3 刃 厚及刃角的影响正切时切刀
4 滑切与切割阻力得关系
滑切省力的原因,
1,同一刃口在滑切时, 刃角小；
2,滑切有锯切作用
3,同样刃口长切割, 滑切时,
真正参加切割的刃口长度变短,
则省力 。
5 切割 速度对切割阻力的影响
一般情况下，切割速度上
升，则切割阻力下降。
当割刀速度增大时, 切割
总功有所下降, 但空转功
率有所增加, 并振动增大,
所以, 稻, 麦收割机的往
复式割刀平均速度一般不
大于 2m/s,一般 Vp=1~2
二、切割的类型与特点
三、往复式切割器构造及参数分析
（一） 往复式切割器构造与标准化
（ 二 ） 传动机构
1,曲柄连杆机构
（ 1）一线式（平面型偏置曲柄连杆机构）用于割台侧置
式的收割机和割草机。
（ 2） 立式一线式：用于立式割台收割机
（ 3） 转向式：多用于割副大，割台前置的联收机上
（ 4）空间型偏置曲柄连杆机构，割刀可在一定范围内改
变位置，用于割草机。
2,曲柄滑槽机构
特点：结构较为紧凑
3,摆环机构
结构紧凑, 但造价较
高, 谷物联收机上已
广泛应用
4,星齿轮机构 a刀杆 b刀头销 c行星齿轮
d固定内齿圈 e曲柄 f转臂
（ 三 ） 往复式切割器的工作原理和参数分析
1,刀片几何形状的分析 （ 刀片钳往茎杆的条件 ）
保证钳住茎杆的极限条件是,
2,割刀的运动特性
（ 1） 运动方程
假设,① 没偏距
② 连杆长 L远远大于 r
（ 曲柄半径 ）
割刀运动分析 trx ?c o s?
trv ?? s in??
tra ?? c o s2??
位移
速度
加速度
（ 2） 割刀速度 V和加速度 a与位移 X的关系
12
2
22
2
??
???
xv （为椭圆方程）
A点的速度可表示为, ??AAV
A ???
加速度与 X的关系,? ? xtrtra 222 c o sc o s ????? ??????
1)无偏距时, rs 2?
2)有偏距时,rs 2? rs 2?
行程
（ 3） 割刀的行程和平均速度
故有偏距的与无偏距的相比，行程 S略有增加，但影响不大,
可是，往复行程的速度不一致。
平均速度,
割刀的速度是变化的，实用中常以平均速度
来说明其速度的大小。
30
2
60
sn
n
sVp ???
时间
行程
15
rnVp ?当 时 rs 2?
有支撑切割，需 Vp一般范围为 1—2m/s
实验证明,切割速度在 0.6—0.8m/s以上能顺利切茎杆
（ 4） 摆环机构 驱动时割刀的运动分析
tra
trv
trx
???
???
??
c o s
s i n
c o s
2?
?
??运动方程,
摆环的倾角 α =15—18度时较好，割
刀的运动特性相近于曲柄连杆机构传
动的特性
割刀行程,?s in22 klkrs ??
3 切割速度分析
? ? 1
2
2
22
2
??? r xrr v x?
? ? 1
2
2
2
2
???
?
?
??
?
?
r
xr
r
v x
?
割刀的速度 V与位移 X的关系为一椭圆关系, 即长
半轴为, 短半轴为的椭圆就为割刀的速度曲线 。
12
2
22
2
?? rxr v?
曲线上任意一点到 X轴的距离 A’A即表示割刀位移到 A时的割
刀速度。若画图时再将速度以 的比例缩小，则割刀的速
度图即可用以 r为半径所画的圆弧来表示。那么割刀位移到
A点时的速度
?
1
??AAV A ???
单位图长
表示的实际数
总图长度
总的实际数值 ???其中,
例：求单刀距行程型往复式切割器的始切速度, 终切速
度和切割速度的变化范围 。
已知条件：动刀宽 a,高 h,前桥宽 e和定刀片 b（ 平均宽
度 ） 曲柄半径 r和角速度 ω 。
作图：作图尺寸比例为 λ
单位图尺寸
实际数值??
割刀为平动，刀上每一点的运动规律都是一样的，这是选定
A点为研究。
??ss vcv ?
??zz dvv ?
zsvv
?? 为实际切割速度的变化范围段
切割速度图及分析
① 先绘动, 定刀片的相对位置图
② 作 A点的切割速度图 （ 以 R为半径画半圆 ）
③ 始切点为 C,始切速度为
④ 终切点为, 终切速度为
弧段 为实际切割速度的变化范围段
结论：单刀行程型切割器的实际切割速度在最大切割速度
的附近 （ 两边 ） （ 最大割速利用好 ）
实验证明：切割速度在 0.6~0.8m/s以上即能顺利切割茎杆
，标准型的 段都大于 1.2m/s，选定割刀速度的，一般以
割刀平均速度 Vp=1—2m/s内选取。 zsvv
??
??ss vcv ?
??zz dvv ?
zsvv??
4 割刀进距对切割性能的影响
用作图的方法求出割刀的运动轨迹（以分析割刀速度与机
组速度的关系，以分析 Vm和 h在不同值时对切割性能的影响）
（ 1）已知条件,
①割刀类型，主要结构尺寸
② 机组前进速度 Vm（匀速）
③曲柄转速 n为匀速
（ 2） 求进距 H
进距是指割刀在一个行程时间内，机具前进的距离。
n
V
nVtNH
m
Mm
30
2
60 ???
普通 1型切割
器的切割图
(3)作图步骤 （ 以标准型切割器为 ）
普通 1型切割器的切割图
1)绘出相邻护刃器的中心线及其定刀片的宽度轨迹线 。
2)绘出动刀片的原始位置和走过两个进距位置的图形。
3)A的运动轨迹
① O为圆心, 曲柄半径 r为半径 （ 即 A点为起点 ） 作半圆, 然后 n等分半
圆 （ 此时 n=8） 1,2,3,4,5,6,7,8
② n等分进距 （ n=8）
③ 过 1,2,3,4,5,6,7,8作垂线 （ 注：每等份中, A点横向方向上
的行进距离每等分中, 在前进方向上的行进距离 ）
④ 过作水平线, 分别交过 1,2,3,4,5,6,7,8作的垂线的对应点
于
⑤ 用光滑的曲线连接起来, 即 A点轨迹 。
4)作 B点运动轨迹, （ 作法与 A点作法一样 ）
87654321 ????????,、、、、、、
87654321 ????????,、、、、、、
（ 注：用刀刃上各点的运动轨迹是一样的, 所以用样板曲线复制即
可 ）
讨论,① Ⅰ 区为一次切割区 （ 扫过区 ） （ 弯斜小, 割茬较整齐 ）
② Ⅲ 区为空白区 （ 弯斜大, 尤其是纵向弯斜, 割茬不整齐 ）
③ Ⅱ 区为重割区 （ 浪费功率, 且粮食中 会有短茎杆 ）
分析,① 当 Vm不变时, 曲柄 n提高或刀高 h变小时, Ⅱ 变大, Ⅲ 区减
小
② 当 n不变, Vm上升或 h减小时, Ⅱ 区减小, Ⅲ 区变大 。
当 H上升时，则 Ⅱ 区减小,Ⅲ 区增大；当 h减小（其他条件不变），
Ⅱ 区增大,Ⅲ 区减小。因此，正确选择 H和 H与刀片刃部高度 h之间
的比例很重要。
现有：谷物收割机 H=（ 1.2~2） h
谷物联收机 H=（ 1.5~3） h
割草机 H=（ 1.1~1.5） h
H 的大小，与 Vm（要合理确定行进速度）和 n有关,
n
VH m30?
5,切割器功率计算
功率包括切割功率和空转功率两部分 。
空转功率与切割器的安装技术状态有关。即
kg NNN ??
一般每米割幅 Nk为 0.3~0.56KW（ 0.8~1.5马力）
1 0 0 0
0BLvN m
g ?
Vm 机组前进速度，米 /秒
B 割幅 m
Lo 切割单位面积的茎杆所需的功率（ Nm/m2）
一般割小麦 Lo=100~200 Nm/m2
割牧草 Lo=200~300 Nm/m2
6,复式切割器惯性力的平衡
一, 惯性力的影响
以曲柄连杆机构驱动的切割器为例分析惯性力的影响 。
惯性力的总力转化到曲柄销上, 可分解为径向力和切向
力 。
其惯性力引起的曲柄经向力的变化将引起机架的振
动 （ 影响使用寿命和工作质量 ）
其惯性力引起的曲柄切向力, 引起曲柄上的扭拒也交
替变化, 导致转速波动 （ 影响工作质量 ）
对于小型收割机具，抗振能力差，必须考虑惯性力的平衡。
二, 惯性力的平衡
以曲柄连杆机构传动为例
用质量代换法（用集中在连
杆两端销轴中心的质量的惯
性力来代替）解决连杆的惯
性力。根据静代法，连杆集
中在 A,B两点的质量分别为,
l
mlm 1
1 ?
l
mlm 2
2 ?
m 连杆的质量
① 旋转质量产生的惯性力
221 ?rmmP B ）（旋 ??
旋转惯性力 是容易被平衡的，只要在曲柄销的对面加一配重
使其产生的惯性力 等于即可完全平衡。
旋BP
配m 旋BP
? ? 222,?? rmmRm q??配配
配
配 R
rmmm q )( 2 ??其中,
② 往复惯性力 ? ?
trmmP gA ?? c o s21 ??往
往复惯性力 的平衡：若在曲柄对面, 半径为 处加一个质
量为 的配重其平衡重产生的离心力为
惯AP 2配R
2配m 2配P
2222 ?配配配 RmP ??
若选适当的平衡重 使 = 2配m
平配 2P 往AP
则往复惯性力则可完全平衡
但平衡了 又出现了 （垂直方向的惯性力）引起机
器的上、下振动, 往AP 重配 2P
所以，对 一般采用部分平衡，以不致使 过大。
实际中只平衡 的一半或三分之一。 即 往AP
重配 2P
2
1
2
)(
2
1
3
1
配
实配 R
rmmm d??
?
??
?
? ??
往AP
讨论,1、旋转惯性力完全平衡，往复惯性力部分平衡，若现在全部平衡
需特殊的传动机构
rRR ?? 21 配配 ? ? ? ?qd mmmmm ????????? ?? 212131配总2、若 则总配重
3,实际中一般都是以这种按力偏距情况计算平衡重 和
来近似地处理有偏距情况下的平衡问题 。
1配m
实配 2m
四．回转式切割器
（一）割刀运动分析
工作特点：回转割刀的运动, 由刀盘的回转运动和
机器前进速度所合成 。 刀片上任一点对地面的轨迹为与
摆线, 刀刃扫过的面积对地面为余摆带, 其带宽与刀刃
高度近似 。
刀片运动规律及刀片数的确定相邻刀片各内、外端
点的位移方程。
第一刀：点 a的位移方程
tRx a ?co s?
tRtvY ma ?s i n??
内端点 a1的位移方程,
)s i n (
)c o s (
1
1
??
??
???
??
trtvY
trx
ma
a
第 2刀片：点 b的位移方程
)s i n (
)c o s (
??
??
???
??
tRtvY
tRx
mb
b
点 b1的位移方程,
)s i n (
)c o s (
1
1
???
???
????
???
trtvY
trx
mb
b
（二）割刀转速的确定
割刀转速, 要根据切割速度的要求来确定 （ 结合割刀的
结构尺寸和机器前进速度 ）
实验得：回转割刀的切割速度应为 20-50r/s（ 无支撑
时 ）, Vd=4-10m/s（ 有支撑时 ）
确定割刀的转速，以刀片的内端点为基准（因该点圆
周速度最低）
割刀任一点的速度（绝对速度）均由该点圆周
速度和机器前进速度所合成。
故 a1点的速度,
? ? 2221 c o s2 mma vtrvrv ???? ????
当 （ k=0,1,2,……,.n） Va1最小
? ?
? ? mmmm
mma
vrvrvrvr
vkrvrv
???????
????
????
????
2222
222
mi n1
2
2c o s2
kt ??? 2??
则割刀应有的角速度,
r
vv md ???
? ????? ???? tvrvrv mma c o s22221
割刀转速, ? ?
r
vvn md
??
?
2
60
2
60 ???
Vd:割刀应有的切割速度,依据割刀结构和工作对象的要求而定
(三 ) 刀片数 M的确定
理想的切割情况是：使割刀进距 H（ 回转一周时机器前进
的距离 ） 与 在一个进距中各刀片余摆带的纵向宽度 Mh
相等 。
即 H=Mh——确定刀片的依据
?
? m
mm
v
n
vtvH
2
60
?
??
所以：刀片数
hn
VM M60?
（四）参数分析
h
v
Mn
m60?
hn
VM M60?
它反映出割刀转速与机组速度和刀高间的关系, 若 Vm大, h
小, 则转速 n应越快 。
60
mhnv
m ? n
v
Mh
m60?
在选定了 M,h,n的情况下，可算出 Vm
M一定时，可根据 Vm和 n考虑结构尺寸 h（刀高）
讨论：无空白区切割的临界条件为 H=Mh,（ h,≈ h）
若 H>Mh,则出现空白区,有横向和纵向歪斜,茬不整齐
若 H<Mh,则刀刃长度的一部分（外部）进入切割，不
能使刀刃全长进入切割，同时重割区增大,
第四节 拨禾器及扶禾装置
一, 拨禾器的种类, 构造及其应用
1,功用,
① 引导待割作物并扶倒
② 扶持茎杆, 稳定切割
③ 铺放割下的禾杆于割台, 并清理割刀 。
2,类型,
拨禾轮：普通压板式, 偏心式 用于卧式割台收割机
和联收机
扶禾器：扶倒能力强, 用于立式割台收割机和联收机
二, 拨禾轮的工作原理和参数决定
拨禾轮的运动由机器的前进运动和轮的自身回转运动所合成 。
（一）拨禾轮的运动轨迹
1,已知条件：轮半径 R,转
速 n（ 匀转 ）, 机器前进速
度 Vm
2、作法,
① 以 R为半径作圆, 然后将此圆 n等分 （ n=8） 。 分点 1、
2、、、、,8
② 轮转一转, 积聚前进进距 S，, 将 S n等分 （
n=8）, 分点
③ 自 各分点引相应半径的平行线
④ 在各平行线上截取半径 R（ 以 为心
） 得
⑤用光滑曲线连接 即得一个拨板
的运动轨迹曲线
nvS m
60?
87654321 ????????,、、、、、、
87654321 ????????,、、、、、、
87654321 ????????,、、、、、、
87654321 ????????????????,、、、、、、
87654321 ????????????????,、、、、、、
(二 ） 拨禾轮的运动分析
拨禾速度比 λ,拨板的圆周速度 Vb与机器前进速度 Vm的
比值 。
① λ 的大小, 决定着拨板轨迹的形状
② 拨禾轮正常工作的必要条件是拨禾速度比 λ >1
因为, 要完成拨禾轮的三个作用拨板必须有向后的水平
分速度, 只有当 λ >1时, 拨板轨迹为余摆线,
形成扣环在扣环下部拨板才具有向后的水平分速度, 即
具有引导, 扶持和推送的作用 。
三 拨禾轮的工作过程
工作过程：从与待割作物
接触开始 ——铺放并脱
离接触
工作过程中应满足的要求,
除满足 λ>1的条件外, 还
应满足,① 造成的损失
要小 ② 工作范围要大 ③
铺放性好
（一）拨板沿垂直方向进入作物丛的条件
拨板（点）轨迹方程为,
tRhHy
tRtvx m
?
?
s i n
c o s
???
??
拨板铅垂插入作物要求其 0?
xv
???
1s i n
1 ???
b
mm
v
v
R
vt
满足铅垂插入作物的条件时要使拨板、拨禾轮相对于割
刀的安装高度,
?
RhLH ???
（二）拨禾轮的作用程度
1、作用范围
拨板配合切割时，每次所扶持谷物的长度范围为拨板的
作用范围。
轮轴在割刀的正上方时，△ X等于 0.2倍的扣环宽度（最大横弦）
21 xxx ??? ?
?
??
?
? ?????
21
1a r c s in 2 ??
??
Rx
1
1
a r c s in
1
2
2
11
?
??
????
????
?
??
?
RR
R
t
R
x
?
?
?
?
?
?
?
?
22
2
22
RR
vtvx mm
??
???
2、拨禾轮的作用程度
拨板的作用范围与拨板余摆线扣环间的节距之比称为拨
禾轮的作用程度（用 表示）。
若拨板数为 Z 则,
?
?????? ?????????? ???????? 211a r c s i n2211a r c s i n22, 22
0
??
??
??
???
?
?
?? zR
R
z
R
zx
s
x
的意义,表示作物在拨板扶持下被切割的百分比。 ? ?
由上式可知,Z增大, 则 作用程度增大
增大, 则 作用程度增大
但 Z数大, 结构复杂, 击穗次数多, 落粒损失增加
过大, 会产生回旋, 击穗力也大, 落粒损失增加
所以：一般 多为 0.3左右
?
? ?
?
5.0~25.0??
（三）清刀和稳定推送的条件
顺利铺放：即割后不向前翻到于台下，不被挑起,
不堆在刀上，以免造成损失或堵刀。因此：拨板的作用
点应位于已割禾杆重心的稍上方（推送时）一般已割禾
杆重心位于自穗头向下的 1/3处 。
所以，要达到清刀和顺利铺放移
轴相对于割刀的安装高度应满足
下列条件,
条件 是保证拨板进入作物丛时，,
为减小对穗头的撞击（即铅垂插入 )
0?xv
条件 是保证开始向割台推送时作用
点在重心稍上。为减少前倒和挑草，便于铺放（即稳
定推送）。
四 拨禾轮的主要参数
（一）转速 n
mmmm
b
v
Rnn
v
R
v
R
v
v
3060
2 ???? ????
R
vn m
?
?30??
取值, 一般 ? 0.2~2.1??
的确定要依据机器的生产率，割幅和配套动力等
因素而定 mv
（二）直径 D
联立, 铅垂插入, 和, 稳定推送, 的两个条件即可求得
D
? ? ? ?? ?13113 ?????? ??? hLhLR ? ?? ?132 ???? ?? hLD
解之得,
?
RhLH ??? ? ?hLRH ???
3
2
? ?hLRRhL ????? 32?
和
（三）拨禾轮的位置调整
1,高低 （ 垂直 ） 调整
高度调节的目的：为满足, 铅垂进入作物, 和, 稳定
推
送, 针对不同高度的作物和值, 轮的安装高度将调整 。
高度调节的原则：高度调节一般不能同时满足两项
要求，实际中视作物状况来调。
作物成熟度高时，以 的条件（即使 ）
为主进行调整，其它情况时以 的条件
（稳定推送）为主进行调整。
?
RhLH ??? 0?xv
? ?hLRH ??? 32
最大安装高度,
所以 范围
一般
?
RhLH ???
m a xm a x
最小安装高度,
?
RhLH ???
m i nm i n
m i nm a xm i nm a x LLHHs ????
mms 6 0 0~5 0 0?
2、前后（水平）调整
目的：前移可增大作用范围, 增强扶
倒能力；后移有利于铺放 （ 推送角大 ）
x??前移量为 b时,作用范围为,? ?
?
? 1?????? bxx
最大作用范围,? ?
?
? 1m a x
m a x
????? bxx
拨禾轮轴的前后调整, 影响到拨板的扶倒性能和推送
铺放, 茎杆的性能 。
轮轴前移, 扶倒性能提高, 推送铺放性能下降 。
轮轴后移，扶倒性能下降，推送铺放性能提高。
（四）拨禾轮的功率
N的大小与禾杆弹性变形阻力，穗重及空转阻力有关。
bp B vN ?
— 拨禾轮单位宽度上的切向阻力, 一般
— 轮宽 （ m）
— 周速 （ m/s）
一般每米宽所需功率小于 100W（ 较小 ）
p mNp 40?
B
bv
第五节 输送器和铺放机构
收割机的主要工作部件,
1 分禾装置：收集、扶起待割作物，并将待割与不割的作
物分开，确定割幅。
2 输送机构：将割下的禾杆，以直立状态均匀、连续地输
送到机侧或机后铺放（齿带式）。
3 换向机构：往返行程作业时，改变输送带的输送方向。
一 立式割台输送器分析
1 割刀前伸量：动刀片刀顶线和下输送带拨齿齿顶
线在水平面上投影之间的距离 。
2 要保证先割后送, 以免造成禾杆折断或倾倒而堵刀 。
割刀前伸量应大于机器的进距 。
3 进距：割刀一个行程时间内机器前进的距离 。
4 均匀连续输送的条件可写成：
kh
B
v
v
m
s ???
二 卧式割台收割机输送器及输送速度分析
1 输送装置
输送器有三种形式：单带、双带、三带
（ 1） 单带式
带宽约 900~1200（ 与台面宽相等 ）
带线速度 =（ 1.4~1.6）
sv mv
（ 2） 双带式
前带：宽约 300mm
后带：宽约 400~500mm,前, 后带长度差约
400~500mm,后带比前带高 100~250mm,间距
δ应能调以适应不同高度的作物
铺放原理：转向 90度，横向条状铺放
带线速度参考单带式，但
21 1.1 ss vv ?
（ 3）三带式
谷物自由抛离分析
,生产率,物料的升运高度 m
：布带的阻力系数 0.65~0.7
Q skg/
H
bK
：带每米长的重量 kg/m
：带的全长 m
：带单位长度上的物料重量 kg/m
：载有物料的带的长度 m
：带的线速度 m/s
0q
0l
q
L
sv
? ?? ?sb vqllqKQHN ??? 00102 1带式输送器的功率,
2 被输送物的自由抛离条
当作物到 A点（开始作圆弧运
动）时能够被抛起，作物对
输送带的法向压力应等于或
小于作物随带运动的惯性力
（离心力）。
?? c o srgrv s ??作物正常抛起的必要条件,
rmmg 2co s ?? ?即,
3 作物层的（适宜）厚度
Bqvrlh v ms ?
rjhvs,单位时间内的输送量（ kg/s）
Bqvm,单位时间内的收割量（ kg/s）
第十章 脱粒机械
第一节 概述
第二节 脱粒种类和构造
脱 粒 机
脱 粒 装 置
1、脱粒装置是联合收
获机和脱粒机上的主要 工
作部件。
2、功用, 将谷粒从
穗上脱下,并尽多地使子粒
从稿草中分离出来。
3、性能要求：脱净；
破碎、暗伤少；分离性好；
功耗低。
4、类型：全喂入式
半喂入式
类 型
纹杆滚筒式脱粒装置
n 组成：滚筒，凹板。
n 滚筒分为：开式
闭式
纹杆类型,A型
D型
凹 板
1 组成,
侧板、横格板,钢
丝。
2 凹板包角：凹板圆弧
所对的圆心角。
3 凹板间隙,
滚筒与凹板的间隙。
入口大，出口小。
4 脱粒装置的调整,
转速调整
脱粒间隙调整
钉齿滚筒式脱粒装置
n 组成：钉齿滚筒和钉齿
凹板。
n 钉齿滚筒脱粒装置的脱
粒间隙,
指齿侧间隙 （即相邻
两钉侧面之间的离）。
轴流滚筒式脱粒装置
构成,
轴流滚筒和
栅格式凹板。
第三节 脱粒装置
脱粒装置是脱粒机的最主要的部分 。
1,组成,
由一个高速回转的圆柱形或圆锥形滚筒和弧形的
凹板组成 。
2,功用,
将谷粒从穗头上脱落下来, 并尽量多地将谷粒从
脱出物 （ 谷粒, 碎杆, 颖壳, 混杂物中分离出来 ）
3,对脱粒装置的要求,
① 使用性能上：脱粒干净；子粒破碎, 暗伤少；分
离性能好； （ 有的要求茎杆完整或少碎 ）
② 设计上：尽力满足性能要求的同时, 还要力求功
耗少, 生产率高, 一机多用, （ 适应多种作物或条件 ）
一、谷物的脱粒特性和脱粒原理
（ 一 ） 作物的脱粒特性,
脱粒特性指谷物脱粒的难易程度, 以及脱粒难
易与作物本身的关系 。 谷粒与谷穗的连结强度决定谷
物脱粒的难易脱粒难易程度易脱下一粒子粒所需的力
或功来恒量 （ 静态法 ） 谷粒与谷穗的连结强度上升,
则 所需脱粒功或力上升 。
脱粒难易测定方法,
1,脱一粒所需的力
2,脱一粒所需功
所需脱粒功 与谷物脱粒
难易有关的因素有,
① 作物种类, ② 品种,
③ 成熟度,
④ 湿度, ⑤ 子粒在穗上
的生长部位 。
实验观测情况,
① 作物的脱粒特性因种类和品种而不同 。
② 难与易脱的谷粒占少数, 中等强度的占多数 。
③ 随湿度增加, 所需 10克粒功增加
④ 同穗上, 晚粒的难易程度也不一样, 小麦, 两端难
脱, 中间易脱, （ 以选合适的圆周速度或脱粒
装置的形势 ） 。
（ 二 ） 脱粒原理,
脱粒装置对谷物的脱粒过程一般是以一, 两种脱
粒原理为主, 几种其他原理为辅, 同时对作物施加几
种作用力 。
一般应用的脱粒原理有：冲击, 揉搓 （ 搓擦 ）,
梳刷, 碾压, 振动等 。
依据谷物的性质和脱粒特性, 以及脱粒性能要求,
选择合适的脱粒原理, 设计合力的脱粒装置 。
1,冲击 （ 打击 ） 脱粒：靠脱粒元件, 告诉地冲击作物来
脱粒 。 冲击强度大, 脱粒干净, 需设置调速装置 。
2,搓擦脱粒：靠脱粒元件与穗头之间的摩擦 。 需有调整
搓擦强大的机构, （ 适应脱净和破碎 ） 。
3,梳刷脱粒：靠脱粒元件对谷物施加拉力和冲击来
脱粒 。 脱粒能力与元件的速度相关 。 （ 主要用于
弓齿式打稻机上 ） 。
4,碾压脱粒：靠脱粒元件与作物之间相互挤压来脱
粒 。 适于留种 （ 不易破碎, 脱皮 ）
5,振动脱粒；对谷物施加高频振动来脱粒 。 脱粒能
力与频率和振幅有关 。
二,纹杆滚筒式脱粒装置
（ 一 ） 构造与工作特性
（ 二 ） 衡量脱粒质量 （ 工作性能 ） 的参数 （ 指标 ）
首先应弄清所要达到的工作性能的指标，设计
的标准和评估机器优劣的依据。
1,作物的脱净率（脱净率 =1-未脱净损失率）
2,谷粒的损伤率（破碎率）
3,凹板的分离率
尽量高, 以减少分离机构的损伤 。 70%以上 。
4,茎杆的破碎情况 尽量少
5,功率消耗的大小 （ 经济指标 ）
（ 三 ） 脱粒性能的影响因素及参数选择
1、喂入状况
喂入方式分析：穗头朝前喂入时, 穗先受到纹杆的
打击脱下大部分子粒, 待脱粒间隙中以谷物较薄的状
态进一步脱粒, 则脱不净损失少 。
当根朝前时, 根部分受纹杆抓取, 当穗部运动到脱
粒间隙时, 谷物的运动速度明显加大 （ 相对打击速度
减小 ）, 作物受到的冲击减弱, 脱粒效果差, 凹板分
离率也下降 （ 因子粒未被脱之前, 占用较大空间的茎
杆已堵在脱粒间隙中, 所以分离率下降 ） 。
2、凹板长度 L（或包角 α ）
当 L增大, 脱粒率提高, 分离率提高, 而破碎率和
功耗也增加 。 现有纹杆滚筒式脱粒装置的凹板长度为
350~700mm。 包角约为 108~120度, 少数可达 150~180度 。
凹板的分离率不仅取决于；还与凹板的有效分离
面积有很大关系 。 分离率与分离面积成正比 。 （ 但不
能单靠增大筛孔的办法增加分离率 ） 滚筒的圆周速度
提高, 凹板的分离率也相应提高 。
总之, 凹板的分离率随 L,孔面 /总面, n的增大而
增大 。
3、滚筒直径 D
确定 D的主要依据是,
①凹板长度 L
② 足够的转动惯量
③ 滚筒不被茎杆缠绕
??1802DL ?
4、纹杆数 M
M多, 脱净和分离率高, 但破碎率和功耗也增高 。 还
有, M过多, 将形成封闭式的滚筒, 抓取能力下降,
确定 M的多少, 主要考虑良好的脱粒效果, 再有就是
惯性力平衡的问题 。 M依 D的大小而异 。
部颁标准规定,
D≤450时 M=6
D=500~550时 M=8
D=600时 M=10
5、脱粒间隙（凹板间隙）
1) 脱粒间隙：滚筒最外缘与凹板内弧面间的距离 。
2) 间隙对脱粒性能的影响,
间隙小, 脱净率高, 分离率高, 但破碎率也高 。
脱离间隙由入口到出口逐渐减小 。
3) 原则：在作物能顺利喂入和得到加速度的情况下,
应尽量减小入口间隙 。 这样可使尽量多的谷
粒在凹板前段接触纹杆而脱下, 并分离, 不
受滚筒的连续冲击, 以减少破碎和损失 。
6、滚筒的脱粒速度（影响工作性能的重要因素）
1) 速度增加, 脱净率和凹板分离率提高；但破碎率也
提高, 公耗也增大 。 （ 冲击和搓擦力大, 并使脱粒间
隙中的谷物层变薄, 离心力变大 。 ）
2) 工作时的圆周速度必须小于极限速度 。
3) 脱粒的极限速度,
子粒受到严重损伤并开始出现破碎率超标时滚筒
的速度 。 作物的脱粒极限速度随该作物脱粒时的湿度
而变化 。
7、喂入速度
当喂入量一定时, 提高, 凹板分离率提高, 脱净率
提高, 破碎率略有增加 。 （ 因提高, 使凹板间隙中的
谷层变薄 ） 。 但不能太高, 一般 =2~2.5m/s, 有的
=5~6m/s。
现有联收机上喂入轮 D=150~300,=4~9m/s
8、喂入量 q
喂入量,单位时间内允许喂入脱粒装置内谷物的量 g/s
当 q增加, 分离率下降, 脱净率下降, 破碎率下降,
功耗增加 。
一个装置的设计定型, 喂入量是有一定要求的, 所
以使用中一般不能超量或过度喂入不均, 否则影响性能 。
喂入量的大小可以反映滚筒的工作能力 。
谷草比大时, 喂入量可大 （ 因粒对茎杆来说占的体
积小, 相同的脱粒间隙可通过较大重量的谷物 ） 。
9、滚筒长度 L（纹杆长度）
（ 1） L大小影响的问题
① L 长, 生产率高, 脱得净 （ 因可薄层喂入 ）
② L的长短可作为设计, 分离, 清选, 收割等部
分的依据 。
（ 2） 如何确定
① 跟机器的总体布置相适应
② 选用系列的标准长度值
L的长度系列,500,700,900（ 1100）,
1200,1050,1500 mm
10、谷物的湿度和青杂草含量
分析,
(1) 湿度大时, 作物与滚筒, 凹板的摩擦阻力加大,
谷层变厚, 对脱粒和分离不利 。
(2) 湿度过大或过小时, 对留种谷物发芽率的影响
均不利；过干, 易碎；过湿易扁 。
(3) 青杂草增多, 脱净率明显下降, 分离率也下降,
并造成分离和清选装置效果不良 （ 草汁等粘在
抖动板, 筛子等部件上, 造成不良影响 ） 。
三 钉齿滚筒式脱粒装置
（ 一 ） 工作原理：靠钉齿的正面冲击为主, 侧面搓擦
（ 挤压 ） 为辅来脱粒 。
（ 二 ） 与纹杆滚筒装置的比较 （ 特点 ）
① 抓取能力强
② 生产率高, 钉齿式的比纹杆式的一般高 2~3
③ 脱粒质量：脱净率高, 对潮湿和较难脱的作物
都能脱 。 但茎杆破碎较重, 凹板分离率低 。
④ 功率耗用大 。
⑤ 使用调整较麻烦, 或间隙不能调得一致 （ 因钉
齿可能变形或安装不准 ）
（ 三 ） 钉齿在滚筒上的排列
1,排列原则,
① 打击作物均匀 （ 即间距
要一致 ） （ 等齿迹线 ）
② 作物有左右移动的可能
（ 钉 齿 分 布 成 梅 花 状,
如右图 ）
③ 在一个齿迹线上要有多
个钉齿打击 （ 工作 ）
要满足以上三个原则，钉齿
要按复式螺旋线排列。
2,参数间关系
t：螺旋线螺距 （ 右图为 2头螺旋线分布 ）
a：齿迹距, 相临两齿迹间的距离 。
b：同齿杆上相临两齿间距 。
l：滚筒的计算长度
L：滚筒实际长度
?l：边缘齿距齿杆端的距离。
3,参数选择 （ 确定 ）
4,钉齿滚筒展开图的绘制 （ 钉齿的排列 ）
要根据展开图对各元件进行加工, 制造和安
装 。
2) 螺旋头数 K
目前一般钉齿滚筒上 K=2~5
K增多，则脱粒能力提高，破碎率提高
3)齿杆数 M（ 即钉齿排数 ）
目前，一般 M=8~12
4)滚筒长度 l
? ???? 12 ha1)
（ 四 ） 钉齿凹板
钉齿排列,
① 凹板钉齿位于滚筒钉齿相临二齿迹的中间 （ 如上图 ）
② 相临两排钉齿相互错开, 这样, 同一排内齿间距等
于 2a
③ 有的钉齿凹板的第一排或前二排钉齿间距为 4a（ 即
减半 ）
钉齿排数一般为 4~6,大多为 4排 。 齿与滚筒上的等
长或略短凹板包角大多为 100度左右 。 对分离率要求高
的凹板其栅格段较长, 包角可达 200度左右 。 （ 两个钉
齿排组的中间段可装栅格筛凹板 ） 。
四 轴流滚筒脱粒装置
（ 一 ） 构成,
脱粒滚筒 （ 有圆柱形的和锥形的, 脱粒元件有纹
杆, 杆齿, 板齿, 纹杆 ——杆齿组合等几种 ）
筛状凹板 （ 有栅格筛, 冲孔筛和编织筛几种, 包
角一般为 150~240度, 多数为 180度, 有的达 360度 ）
导板和顶盖等 （ 顶盖与凹板相接成圆筒形的脱粒
室 ）
导向板装于顶盖的内壁, 以控制作物轴向移动速
度, 导板的螺旋升角为 20~50度, 导板高一般 50~70mm
（ 二 ） 轴流,
被脱谷物总的流动趋势沿滚筒轴向移到排草口
（ 实际是螺旋线运动 ）
（ 三 ） 工作原理,
在脱粒间隙内谷物受到多次反复地打击和搓擦而
脱粒 。
（ 四 ） 特点,
滚筒, 凹板长, 凹板包角, 脱粒间隙较大, 脱
粒和分离时间长故脱净率高, 分离好 （ 可省去分离
机构 ） 且子粒破碎, 暗伤少 （ 解决了切流或脱粒装
置的脱净与破碎相矛盾的问题 ） 对各种作物的适应
性均较好, 但功耗大, 茎杆破碎重, 使清粮负荷增
大 。
对应用了轴流滚筒脱粒装置的脱粒机和联收
机来说，结构紧凑（因省去了较庞大的分离机构）
背负式联收机多采用。
五 双滚筒式脱粒装置
1,考虑双滚筒脱粒装置的出发点,
① 同穗谷粒脱粒的难易程度相差悬殊 。
② 单滚筒脱粒对留种不利 （ 因破碎, 暗伤较重 ） 。
为解决以上问题, 考虑设计双滚筒脱粒机, 解决脱净
率与破碎相矛盾问题 。
2,脱粒特点
① 第一滚筒：转速低, 脱易脱的子粒, 使它们免
受重击, 多采用钉齿滚筒 。 钉齿在筒上排列多
为多头螺旋线 。
② 第二滚筒：转速高, 脱难脱的子粒, 保证脱净
多采用纹杆滚筒 。
3,双滚筒脱粒存在的问题
① 凹板分离物中含杂量较高, 给清粮增加困难
② 功耗大, 比单滚筒增大 40~50%,甚至更大 。
六 弓齿滚筒式脱粒装置
1,构成：弓齿滚筒和筛状凹板
2,工作过程：为半喂入式脱粒
3,主要特点：保证茎杆的完整, 并能解决脱净与破碎的
矛盾, 功耗较小 。
4,脱粒方式,
A 倒挂侧脱型
B 平喂上脱型
C 平喂下脱型
5.比较,
倒挂侧脱主要食欲卧式割台, 断穗抽草现象少, 分
离性好, 平喂上脱和平喂下脱适合于立式割台和圆盘
割台 。 平喂上, 下脱有共同的缺点：有些茎杆折弯,
其穗头夹在杆中易漏脱 。 上, 下脱相比, 上脱的分离
面积较大, 子粒也易被抖出, 所以排杂损失和夹带损
失比下脱较少 。
6.弓齿的排列,
一般按螺旋线分区排列
一般分为三个区段,
第一区段：梳整区, 占滚筒全长的 10~15%导
禾喂入并将谷穗梳整脱粒 。
第二区段：脱粒区, 占全长的 20~25%
第三区段：排稿区, 占全长的 8~10%
七、脱粒滚筒功率耗用与运转稳定性
研究此问题的目的,
1,合理选择动力 （ 合理计算 ）
2,研究减小功耗的措施
3、保证脱粒质量
（一）滚筒的功率耗
包括：无用功率（空转功率）
和有效功率（脱粒功率）
1,空转功率
克服与脱粒过程无关的阻力 （ 轴承, 转动摩擦阻力, 滚
筒转动时空气阻力 ） 所消耗的功率 。
30 ?? BAN ??
式中,滚筒角速度 （ 1/秒 ）
：系数 一般 与轴承种类和传动方式有关 。
：系数 一般 与迎风面积有关, 迎风面积增大
,则 B增大 。
根据实验定，一般
? ?? ?
SKW
A
??
??
?
?
3
3
102 9 4.0~1 9 6.0
104.0~2.0
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SKW
B
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?
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6
6
1067.0~48.0
109.0~48.0
? ?NN 07.0~05.00 ?
?
A
B
2 脱粒功率
克服脱粒过程产生的阻力所消耗的功率 。
阻力类型,
1,滚筒在未入口处冲击作物的阻力 。
2,在脱粒间隙中对作物进行冲击和搓擦的阻力
3,凹板出口处抛处物的阻力
Ⅰ,冲击力, 1P
vmv
t
mP
mvtP
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?
??
???
1
1
Ⅱ,搓擦力 P2,
fPP ?2
Ⅲ, 滚筒总圆周力 P
f
vmP
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??
1
所以脱粒功率,
? ?f
vmPvN
t ?
???
11 0 0 01 0 0 0
2
3、滚筒功率
N
? ?f
vmBANNN
t ?
??????
11 0 0 0
2
3
0 ??
4,脱粒滚筒功耗的主要影响因素
喂入量, 滚筒转速, 脱粒间隙, 茎杆长度
（二）脱粒滚筒运转稳定性
1、滚筒的临界速度
①滚筒的角加速度供应,
②工作时，滚筒的角加速度消耗,
③ 滚筒的临界速度,
?J
N
dt
dw 1 0 0 0?
f
vm
dt
dwJN
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11 0 0 0
2
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m
fN
RRm
fN
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?? 16.3111000
2?
2、脱粒滚筒的基本方程式,
? ? MptPMfBdtdwJ ?????????? 2?
3、脱粒滚筒稳定运转的条件
（ 1） 滚筒要有适度而足够的转动惯量 （ 储备能量 ）
（ 2） 动力机要有足够的后备功率 。 （ 如果用柴油机要有
较灵活的调速器, 若用电动机应有良好的启动性能 ） 。
一般要求：滚筒的运转波动不大于 5~7%
滚筒运转不均度,
22
0
pp
p
pp Jw
tN
Jw
tMw
Jw
tM
w
ww ???????????????
较大的滚筒转动惯量, 对 1,动力机功率储备不足 。 2、
喂入量突增 。 3,人工喂入不均等情况下, 改善运转的稳定
性都是有利的 。 但只有足够的转动惯量而没有一定的功率
贮备也是不利的 。 问题有二：其一是启动困难 。 其二恢复
转速时, 功耗增大, 并且因滚筒重量增大, 则空转功耗也
将增大 。
第四节 分离装置
（一）功用,
此机构用以田收脱出物中夹带的谷粒与断穗,并将茎
杆排出机外
（二）设计要求,
1.谷粒的夹带损失 <0.5~1%
2.细小轻杂脱出物 (短杆,叶子等 )尽量少 (以利清选 )
3.排草顺利
4.通用性
（三）研究与设计的出发点,
1.提高其生产率
2.减小它的结构尺寸
一、分离装置的类型与构造
（ 一 ）键式逐稿器
种类：三键式,四键式,五键式,六键式四种
键构成阶梯形,其目的,
① 抖松稿层使分离开
② 能降低机械高度
一般阶梯落差约为 150mm,键长,3-5米
单键宽度,200-300mm
宽度小,键数多,结构复杂
宽度大,减少对移层的交替作用,影响分离
键面上的各种鳞片,凸筋以及高出键面的两侧
齿板,延长板等,其作用,
1.可阻止脱出物下滑
2.增强抛送能力
3.支托移草
4.当机器有横向倾斜时,防止移草自一侧移动,阶面
倾角一般为 8~30度,中,前部倾角较大,β 中 >β 前
>β 后,后部倾角小,以利于脱物中夹带籽粒多时,有
较长的分离时间 (倾角大处 ),到后部,籽粒少了,使
移草较快地排出,以免堆积,堵塞,
（二）平台式逐稿器
1.组成：由筛面平台 (有平面的和阶梯面的两种 )摆杆和曲柄连杆
驱动机构组成,
2.特点,结构简单,但有相当的分离能力,约为键式的
3.应用,直流型联收机和中小型脱粒机
4.尺寸,长 2米左右 (大到三米 ),宽随脱粒装置定
5.配置和一般运动参数,
台面倾角,α =3~12度,
阶梯面的阶面倾角为 10 ~25度,
摆动方向角 β =25~35度,
摆幅 80~100mm,即 r=40~50,
曲柄转速,200~280r/min,
加速度比 rω2/g=2~3时,分离效果较好,
二 键式逐稿器
（一）逐稿器的分离原理
逐稿器是以抛物原理,将脱出物抛扔和抖动,进行
分离的,抛出物被抛离键面层,做抛物线运动，此时,物
层处于较松散的状态,谷粒有较多的机会从空隙中穿过,
进而通过键面筛孔而分离出来,脱出物起落,周而复始
的抛物线运动使夹带分离出来,长茎杆被向后输送并排
出 。
满足逐稿器分离原理必须具备两个基本条件,
1 键式逐稿器上脱出物抛离的条件
2 向后抛送脱出物的条件
1,键式逐稿器上脱出物抛离的条件
假设 1.抛出物在键面上,与键面没相对移动 2.忽略空
气阻力 3.认为茎杆是刚体
支反力,
N=mgcosβ - mrω2sinωt1
即 N= mgcosβ - mrω2sinωt1 =0
(刚抛离 )
则, rω2sinωt1=gcosβ
抛弃条件,因为, sinωt1<=1
所以必须 rω2>= gcosβ
当支反力 N=0时,此时曲柄的转角为 ωt,
脱出物被抛离键面
2,向后抛送脱出物的条件
从两方面考虑,其一是运动参数 ω 最大界限,其二方面是
结构尺寸方面 β 的最大界限 ω 一定时 。 为使脱出物抛
离键面,并向后运动 (抛起之后不再落回原处 )必须抛起
速度 V0的方向与水平的夹角 θ <900(如上图 )推导出定量
表示的条件,
ωt1=β 即 ωt1-β =0,
这时 sinωt1=gcosβ / rω 2= sinβ
则, rω 2 =g/tgβ (后抛的极限条件时 )
又知 K= rω 2 /g 则 tgβ =1/K(后抛极的限条件时 )
所以必须是运动参数 rω 2<g/tgβ (运动参数 n,去满足结构
参数 β )或者是键面倾角 β <arctg1/k 或结构参数 β
去满足运动参数 n
3 (高速摄影 )移层在键式逐稿器的运动过程
(1) 移层在键上的运动过程
1)曲柄转角达某一值时 (一般约 2700时 )移层的下部于正向上运动键相
接触,此时,移层的上部还继续降落,整个移层从上下两个方向受压
缩 (双向压缩阶段 )
2)随曲轴转角的增加,由键造成的压缩变形向上扩展,直到上层茎杆
停止降落,此时,移层仍受其下方键的压缩 (单向压缩 )直到移层厚
度压缩到最小 ( hmin)
3)曲轴转角增大,当移层的受力 mrω 2 sinωt1>=mgcosβ 时,开始被抛
起,由于茎杆的弹性上层茎杆先被抛起,随后下层的被抛起 (单向膨
松 )
4)抛起一段时间后,移层上部继续上升, 而下部开始降落 (双向膨松 )
5)上层茎杆到最高点后，整个移层开始处于降落，到某一时刻,
移层厚度膨松到最 大,(达 hmax)
(6)随后,下层茎杆着落键面,而上层继续降落,又重复上述过程
2.高速摄影的观察结果 (结论 )
(1)因茎杆有弹性和受空气阻力以及邻键上的茎杆相互牵扯的影响,
移层实际运动轨迹与理论上 (理论上,抛起后轨迹为抛物线, 着落
后为圆 )有较大差别,实际上, 移层质点有两种运动,
(2)与键面接触的质点 （ 下层 ） 在一定时间内 (不一定只是接触的时
间 )有反向运动 。 其轨迹为扣环,
(3)不与键面接触的质点,其轨迹近似于正弦曲线
(4)两者之间的物层为过度区
(5)在现在常用的运动参数下 (n=195r/min,r=0.05m)不与键面接触的
质点的平均水平速度大约为与键面接触质点速度的两倍,因此,产
生的效果是将茎杆拉开,加快了夹带籽粒的分离进程,
(6)逐稿器的分离作用,主要发生在移层被抛起后,整个移层降落的过
程段, 此时籽粒最易通过疏松的移层而分离出来,
(7)在喂入量 q和曲柄 r相同时,不同曲柄转速下工作比较结果显然移
层的变形特点 (运动过程 )是相似的,但移层的变形大小和分离效果
是不同的,再根据籽粒在移层下落阶段最易分离的情况,所以确定
逐稿器的运动参数时,应尽量使移层得到最长的降落时间 (即在相
同条件下,使逐稿器处于最低位置时与茎杆相遇 )
(二 )逐稿器主要参数对分离效果的影响和选择
1 逐稿器的动力参数对分离效果的影响和选择
动力参数包括,
1、曲轴转速 n(频率 )
2、曲轴半径 r(振幅 )
2 逐稿器的结构参数对分离效果的影响和选择
结构参数包括,
1、逐稿器的总宽 B,键长 L,
2、键面倾角 β 和键面筛孔率
三,逐稿器上的辅助分离机构
(1)键的中部上方加设翻转轮
(2)曲轴连杆组成的纵向挑松机构
(3)“鹿角, 叉式辅助机构
第五节 清粮装置
1.清粮原理
功用 ---从脱出物中把轻杂物清出机外，分出杂余断穗再取脱
粒，和复清，选出谷粒，获取清洁的粮食,
2.设计要求,
1)粮食的清洁率在 （ ９６ —９８ ） ％ 以上；
2)清选损失率小于０,5％ ；
3)生产率要与收割，脱粒装置的生产率相适应 。
3.清选原理和清选方式
脱粒机和联收机上需清粮，在清选机上需对谷粒
进行精选和分级
4.清选粮的共同原理,
利用清选对象各组成部分物理机械性质的差异,
而将它们分开,
5.清选对象的物理机械性能主要表现
1)尺寸特性（长，宽，厚尺寸特征）
2)空气动力特性
3)表面特性
4)比重，弹性，颜色等特性
6.就清粮而言，采用的原理主要是,
1)按照谷粒和轻杂物的空气动力特性进行风选,
称之为气流清选，脱粒机和联收机上多采用气流，筛
子配合进行清粮，称为气流筛子式 。
2)按照谷粒的尺寸特性进行筛选，其清粮方式
称为筛子式 —筛选 。
（一）按照脱出物的空气动力特性进行分离
物体的空气动力特性由可以用漂浮速度Ｖ p或漂浮系数
Ｋ p来表示
１, 漂浮速度的定义（含义）
漂浮速度 ---垂直气流对物体的作用力（推力）与
物体的重力相等，而使物体保持漂浮状态时，气流具
有的速度
２, 物体的漂浮速度, 漂浮系数的表达式
为建立其表达式, 分以下步骤进行
(1)物体与气流相对运动时, 受到气流的作用力
p=kρ FV2 N (kg m/s2)
式中,k---阻力系数 （ 与物体的形状, 表面特性
和雷诺数有关 ）
ρ ---空气的密度 kg／ m３
Ｖ ---物体对气流的相对速度 m/s
(2)垂直气流下谷粒 （ 物体 ） 的运动方程为,
m(dV/Dt)=p-G
其中,m---谷粒的质量
dV/dt---加速度
p--- 气流对谷粒的作用
G---谷粒受的重力
p>G 时, 谷粒向上运动
p<G 时, 谷粒向下运动
P=G 时, 谷粒漂浮 （ 不动 ）
(3)求解漂浮速度Ｖ p和漂浮系数 kp
P=G时 dV/dt=0 此时漂浮状态的谷粒所在处的气
流速度等于该谷粒的漂浮速度 Vp
即 P=kρ FVp２ =G=mg
定义,kp= kρ F/m 称为漂浮系数
一般 kp=0.075—0.12 (漂浮系数 )
k=0.184—0.265 （ 阻力系数 ）
3,应用空气动力特性清选的实例
（ １ ） 风扇清选 （ 风选 ）
漂浮系数较大的轻杂物受气流的作用力较大, 被
吹得较远, 相对于漂浮起来所需的力较大, 而漂浮系
数较小的谷粒, 则被吹得较近 。
在使用中, 据物体的不同的漂浮速度, 来确定气
流的风向和风量, 尤其是在田间作业的联收机上 。
（ 2） 带式扬场机,
带以高速 （ １５ -１６ m/s） 将被清物抛向空中,
迎风面大, 重量轻的混杂物 （ 受气阻力大 ）, 扔出的
距离近, 迎风面小, 重量较大的谷物, （ 受气阻力小,
且惯性大 ） 扔出的距离较远, 从而分离 （ 因抛出速度
较高 ） 在无风的情况下, 也可得到较好的清选效果 。
（ 二 ） 按谷粒的尺寸特征进行分离 （ 筛选 ）
谷粒的尺寸以长, 宽, 厚来表示,根据谷粒不同
方向上的尺寸大小, 用不同孔型的筛子和运动,方法
将谷粒与脱出物的其他成分分离和分级 。
按尺寸特征分离主要用于清选机上对谷粒进行分
级选粮,分选方式为分选,
筛子选择的内容 (方面 ):1.筛子种类 2.筛孔孔形
和尺寸 3.筛孔的排列方式
选择依据,1.谷粒的尺寸 （ 长, 宽, 厚 ） 选筛种
类,孔形, 尺寸 2.清选精度要求,选筛的种类 。
二 气筛清粮装置及工作状况
（ 一 ） 构造,
1.吊装振动式筛子２,风机 （ 清粮型 ） ３,输送器
（ 阶梯抖动板 ） ４,驱动机构 （ 筛子的, 一般为曲柄连
杆机构 ）
多为一个风扇, ２ —３个筛子构成一个清粮室,
上中层筛孔口较大, 下层筛孔口较小 （ 上筛上装尾筛
以筛出杂余 ）
２,风扇,
农用清粮型, 低层, 离心式, 宽度大, 叶片少
（ ４ —６片 ） 叶线一般为矩形 （ 去内角 ） 轴向进风,
径向排风, 有风量调节机构 （ １ ） 没有横流的径进,
径出 （ ２ ） 直流的如东德Ｅ５１６联收机上的 （ ３ ）
对半分开风扇没有风向, 风量 （ 调进口或转速 ） 调
节机构 。
３,筛子
类型：编织筛, 冲孔筛, 鱼鳞筛, 鱼眼
(1)编织筛：优点：通过面积大, 分离性好, 对气流阻
力小, 缺点：孔形不准确, 孔大小不可调, 挂草 。
应用：一般作上筛, 除大杂物
(2)冲孔筛：圆孔或矩形孔, 优点：孔型准确；
缺点：通过性较差, 对气流阻力较大, 调节不便 。
应用：多用于精选, 清洁度高
(3)鱼鳞筛：优点,n可调, 通过性好, 生产率高；
缺点：清洁度低, 应用：清粮应用较广, 上, 下筛均可
(4)鱼眼筛（燕窝筛）
优点：单向分离作用，茎杆不易通过，缺点：生产率低
（ 二 ） 清粮装置的工作状况
1,物料来源：全喂入联收机清粮装置的加工物料来源
于三方面,
（ １ ） 删板极其延长部分分离出的混杂物
（ ２ ） 逐稿器分离出的混杂物
（ ３ ） 清粮尾筛回收的杂余
2,物料的成分,
正常情况下, 喂进清粮装置的物料重量比例为,
谷粒重约８５ ％, 茎杆重约 7.5%, 颖壳重约 7.5%,总
重约占机器总喂入量的一半,
3,清粮过程和不同物料的去向
4.气流与筛子的配置
(1)气流与筛子各自的主要作用 （ 承担任务 ）
气流将细小夹杂物 （ 颖壳, 尘土等 ） 吹走, 吹散
混合物等；筛子筛落谷粒和 （ 部分 ） 断穗, 杂余, 清
除其他夹杂物,
(2)筛子前, 中, 尾部的气流速度大小的要求,
试验研究得：较合适的气速要求为,
前段；７ -８ m/s (料厚 )
中段：５ -６ m/s （ 渐薄 ）
尾段：３ -４ m/s （以免过多吹走谷粒和断穗）
(3)气流与筛子的配置
1.气流吹送方向与筛面夹角２５ —３０度, 有的达
30-40度 （ 即吹起又吹出 —向后 ）
2.风扇出气口直接气流吹筛面全长的０,４ -０,６倍
（ 前部, 料厚 ） 夹角达的 （ ３０ -４０度的 ） 只吹约
全长的０,２倍 ）
3.气流通道 （ 气流吹着空间 ） 的形状应渐大 （ 以实
现筛面上自前至后风速渐少分布的要求, 因前部
料厚, 且后部风速小, 可渐少吹速损失 ）
（ 三 ） 筛子尺寸的确定, 平面筛运动分析和筛
子传 （ 驱 ） 动机构的设计
一, 筛子尺寸的确定 （ 这里主要考虑宽, 长或面积 ）
依据：１,生产率的要求；
２,筛子与其它工作部件 （ 如逐稿器的宽
度等 ） 的配合关系 。
确定方法：在满足一定生产率（清粮室的喂入量）
要求的前提下，为保证有好的清粮效
果，筛上的物层不能过厚，这样就要
求筛子应有合适的宽度Ｂ s 。
二．平面筛的运动分析
１, 筛子的振摆方式,
运动分析的前提,
若连同气流的作用一起考虑，作筛上物料的运
动分析，是相当复杂的，很难找到规律性的结论,
为简便起见，先忽略气流的配合作用，来进行运动
分析，分析的结论作为一般原始设计的依据，其它
因素的实际影响，得实验验证和作相应设计 。
2,运动分析
目的：找出决定脱出物沿筛面运动状况的主要因素,
假设,
１,筛子机构近似为平行四杆机构
２,曲柄重心０与筛架和连杆的连接点０ １ 的连
线 ００ １, （ 振动方向线 ） 垂直于吊杆摆动
的中间位置
３,认为筛子各点均作往复直线运动, （ 实为圆
弧运动 ）
下边分析被筛物沿筛面前滑，后滑和抛离筛面
的几个条件,
(1)分析被筛物沿筛面向前滑动的条件
惯性力, max是被筛物在筛上滑动的主要原动力
（ 其次是 mg）
有向前滑趋势的区段为：每转的 ω t＝３ π ／
２ — ２ π 和０ —π ／２区段
因为此区段的 cosωt为正, 即 ax为正值 （ 即 ax的
方向沿Ｘ轴的正向 ） 而惯性力 u的方向为负 （ 因惯力
方向与加速度方向总是相反 ） 即沿Ｘ轴的反向
前滑的极限条件 (似动非动时的条件 )
ucos(ε -α )+mgsinа =F
将 u和 F的表达式代入整理 (见 P137)得
ω 2r/gcosωt=sin(φ -а )/cos(ε -а +ф)
因 cosωt<=1所以得被筛物沿筛前滑的条件为,
ω 2r/g>k前 =sin(φ -а )/cos(ε -а +ф)
据此可求出保证有前滑运动的曲柄角速度 ω 前 (或转
速 n前 )
(2)沿筛面后滑的条件
有向后滑趋势的区段为每转的 ωt=π /2∽ 3π /2
区段,此区段的 cosωt为负值,即 ax为负值 (即方向为 x
轴的负向 )而惯性力 u的方向为正 (即沿 x轴的正向 )
后滑的条件为,
ω 2r/g>K后 =sin(ф+а )/cos(ε -а -ф)
据此可求出保证有后滑运动的曲柄角速 ω 后 (或转
速 n后 )
(3)被筛物抛离筛面的条件
惯力 u的方向沿 x轴的区段时
抛离筛面的条件为,
ω 2r/g>K离 = cosа / sin(ε -а )
按厚度分离时,抛离筛面不利于籽粒穿过筛孔,但
按宽度分离时,需使籽粒抛起
通过以上分析,我们可以看出,被筛面在筛面上的
运动情况,除气流的作用外,主要决定于加速度比
ω 2r/g;还与物料与筛面的摩擦角 φ,筛子与水平面的
倾角 а 以及筛子的振动方向角 ε 有关,
运动参数常用的选取方法,
在设计时,筛子的运动参数 （ r,n） 一般用类比和
实物的方法来确定或修正；现有机器上,一般,参考推
荐值
曲柄半径 r=23-30mm(多为 30mm)
曲柄转速 n=200-350r/min
加速度 ω 2r/g=2.2-3
第十一章 谷物联合收获机
1、联合收获机功用,
在田间能一次完成谷物的切割,脱粒,分离和清
选等作业,直接获得清选的谷粒,
2、组成,
一般由收割台，脱谷机 (包括,脱粒，分离，清粮装
置 ),输送，传动，行走系统,粮箱,集草机和操纵机构
等组成,
3、应用联收机的优越性,
生产率高，可降低劳动强度,谷物种植面积大,收获
时节降雨多的地区,使用联收机抢收以不误农时和减少
损失,
§ 11-1 联收机的类型和特点
类型,一,按动力供给方式分
1、牵引式 2、自走式
3、自走式 4、自走底盘式
二．按喂入方式和作物流动方向分
◆全喂入式,1、切 流滚筒式 2,轴流滚筒式
◆全喂入式,1、立式割台式 2、卧式割台式
三．地形的适应性分
§ 11-２联收机构造和工作过程
谷物联合收割机
主 要 构 成
n 割台,切割器
拨禾轮
输送器
n 中间输送器
n 脱谷机：脱离装置
分离装置
清粮装置
n 其它,发动机、底盘、驾驶室、粮仓、监视
与检测系统等。
典型机型
佳联 JL1065
梅西,福格森联合收割机
轴流式联合收割机
JL3060联合收割机
背负式联合收割机
自清式小区联合收获机
使 用 调 整
(1)切割器,整列 ; 对中 ;间隙
(2)拨禾轮,位置 ; 转速
(3)脱离装置,
脱离间隙 ; 滚筒转速
(4)清粮装置,
1)筛子, 孔大小 ; 倾角
2)风扇, 风向 ; 风量
常见故障与排除方法
1、工作故障
1) 脱不净 2) 粒破碎
3) 丢穗 4) 掉粒
5) 机后粒多 5) 堵塞
2、机械故障
1) 发动机：过热，动力不足，熄火等
2) 工作部件：断裂，破损等
§ 11-３联收机的割台
1,功用：切割, 输送
2,构成：拨，切，分禾器，和输送器等
3,特点：备有割幅用途不同的割台，并都配
有快速装卸装置
4,类型,1） 按输送装置的不同分为：平台式（带式）
和螺旋推运器式
2） 对地形适应性分为刚性和挠性割台
3） 按用途分为：麦类，玉米，水稻等
一,谷物割台上的通用部件和各部件见间的配置
（一）割台螺旋推运器
组成：螺旋，伸缩扒指
（ 1）螺旋的主要参数,
内径 d：多为２００ mm
外径 D：多为 500 mm
螺距 S：一般 300-400
转速：一般为 150-200r/ min
（ 2）伸缩扒指机构
1）工作原理：伸缩扒指（一般为 12-16个）安装在
螺旋筒内，一般分四排（并排，空套）铰接在一个
不回转的曲轴上，曲轴中心与螺旋筒中心有一偏心
距，扒指的处端穿过球铰伸出螺旋筒外，当螺旋筒
旋转时，它就带动扒指一起旋转。由于两者回不同
心，扒指就相对螺旋筒面作伸缩运动，扒指最大可
伸出长度所在的方位可以调节，调此方位和螺旋高
低时，应保持扒指外端与割台底版的间隙在 10mm左
右。
2）定结构尺寸的依据,
扒指在筒外露出最短，后上方外露量为
10mm，（以防扒指掉入筒内，在伸出最长的位
置，扒指应伸出螺旋叶片外 40-50mm。
(二 )割台各工作部件的相互配置
主要指螺旋,割切和拨禾论相互间的配置
二．割台的升降和仿形机构
1） 仿形机构作用：使割台随地形起伏变化,
以保持割茬一定高度的装置
2）割台仿形装置的种类,
1.机械式 3.挠性割台
2.气液式 4.电液式
3） 工作原理 (机械式的）,割台上装平衡弹簧,使割
台
大部分重量施于机架上,割台下仿形滑板轻轻擦地,
并利用弹簧的弹力,使割台适应地形起伏,
三．联收机的中间输送装置
中间输送装置 指 割台和脱粒机间的倾斜输送器
1）作用,将作物由割台送到脱粒机,
要求均匀连续
2）种类,
全喂入式联收机：链耙式；带式；转轮式
半喂入式联收机：夹持输送链
1、链耙式倾斜输送器结构配置参数的选择
(1)齿与割台螺旋的距离 t
(2)送器底板延长线与滚筒中心的距离要适当
(3)动参数 —链耙的运动速度的确定原则,
链耙的输送速度＞伸缩扒指的外端线速
度＞ 螺旋推运器的轴向输送速度
2、联收机中间输送装置简介
(1)叶轮式组成,
由一个或数个连续排列的转轮组成
(2)优点,
转速较高，其线速为１０ -１５ m/s，可提
高脱粒喂入的均匀性，重量轻，结构简单，故
障少，易修理,
§ 11-4联收机的发展状况
1)向自走，高效，通用型发展,喂入量增大,
可达 (8-10)kg/s,
2)广泛采用自控和监视装置，液压的应用必不可少,
并逐渐发展。
3)轴流滚筒式联收机开始大量生产
4)操作的舒适性和安全性被人们所重视
5)工作部件结构和性能不断改进
§ 11-5联收机的总体设计
一、联收机的总体设计任务、步骤
1,初步拟定总体布置和各部件的结构方案
2,确定整机的主要参数, 滚筒长度, 分离装置的宽
度和长度, 重量, 轮距, 轴距, 接地压力, 最小
离地间隙, 整机的轮廓尺寸
3,从整机要求出发, 拟定各部件的主要 参数
4,进行总体布置, 绘制平面图 （ 比例 1:1
的画 ） 割台与拨禾轮的机动图；整机的尺寸
链图
5,进行传动路线设计,
绘制传动图 （ 分左右侧 ）
6,设计和布置操纵机构及附件
二、总体参数
(1)喂入量
(2)割幅 B和前进速度 Vm的确定
(3)收缩比
(4)功率
三．总体配置
1、目的：初步确定工作部件的轮廓尺寸，探
讨其最合理的相互位置和相关尺寸，为确
切的技术设计提供依据。
2、总体配置原则,
(1)切割和脱粒的工艺过程应连续流畅，注
意各工作部件生产率的相互适应（一般是递
增的）保证谷物流均匀连续，避免超荷，要
注意部件内交接过度处的设计，保证连续和
防止不应有的损失。
(2)正确配置机器的重心
◆ 各轮轴上的负荷分配要合理, 轮式自走联收
机, 驱动轮一般承整机重的 80%,操向轮
20%
◆ 应尽量使机器两侧负荷平衡，配置粮箱要考
虑空载时各轴负荷变化尽量成比例，在保证
合理的离地间隙前提下，重心尽量低（考虑
稳定性问题）
(3)应有良好的驾驶工作条件
驾驶位置，应便于驾驶员观察割台前的工作
区域和机器的两侧驾驶室应力求舒适。
(4)便于操作、调整和维修，操纵手柄和脚踏
板位置要便于操作和顺应人们的一般操作习
惯，侧壁上应有必要的观察窗口，易堵部件
应能方便地排除故障,
(5)机器外形要美观
(6)便于机器运行（割幅与收缩比）
第十二章 玉米联合收获机
第一节 概述
第二节 摘穗装置
第三节 剥皮装置
第四节 玉米联合收获机和玉米割台
玉米收获机械
第一节 概述
一 玉米收获的特点
二 机械化收获方法
（一）分段收获法
（二）联合收获法
（三）两阶段联合收获法
三 玉米收获机械化概况
四 玉米收获机械种类
玉米收获机械种类
第二节 玉米联合收获机
n 纵卧辊式玉米联合收获机
n 立辊式玉米联合收获机
n 装玉米割台的联合收获机
n 专用玉米子粒联合收获机
一
、
纵
卧
辊
式
玉
米
联
合
收
获
机
二、立辊式玉米联合收获机
三、装玉米割台的联合收获机
四、专用玉米子粒联合收获机
第三节 摘穗装置
类型：（按结构分）
纵卧棍式摘穗装置
横卧辊式摘穗装置
立辊式摘穗装置
摘穗板组合式摘穗装置
1,纵卧棍式摘穗装置
2,横卧辊式摘穗装置
3、立辊式摘穗装置
4、摘穗板组合式摘穗装置
第四节 拨皮装置
压 送 器
第一节 概述
一 玉米收获的特点
二 机械化收获方法
（一）分段收获法
１、用割晒机割倒,铺放，晾晒，而后摘穗，剥皮，脱粒。
２、用摘穗机站秆摘穗，送到场上剥皮，脱粒，茎秆用切碎
机切碎还田。
（二） 联合收获法
１、专用玉米联合收获机
一次完成摘穗，剥皮，脱粒，切碎等作业。
２、用谷物联合收获机换装玉米割台
一次完成摘穗，脱粒，分离和清粮。
３、两段联合收获 先割晒，再捡拾联合脱粒清粮。
三,玉米收获机种类
玉米收获机
摘穗机 剥皮机 脱粒机 联合收获机
子粒联
合收获
机
摘穗剥
皮机
状玉米各
台的谷物
联收机
专用玉
米联收
机
第二节 摘穗装置
一、摘穗器的种类
（一）纵卧式摘棍
（二）立式摘棍
（三）横卧式摘棍
（四）纵向板式摘棍
二、摘穗器的工作原理和参数分析
一 摘穗器的种类
（一） 纵卧式摘棍
用途,用于站
秆摘穗的机型上。
主要特点,
对茎秆不同状
态的适应好,
工作可靠，功耗小，但果穗带有苞叶较多 。
（二）立式摘棍
用途：多用于割秆摘穗的机型上。
特点,果穗的苞
叶剥掉较少，一
般情况下工作性
能较好。但秆粗
和秆细不一致，
秆含水量高时，
秆易被拉断，造
成堵塞。
（三）横卧式摘棍
特点,果穗咬伤
率较高，摘棍易
堵，但抓取能力
强，收青
贮玉米性能好，
结构简单，功耗
小。
（四）纵向板式摘穗棍
用途：主要用于玉米割台。主要
由摘穗板、拉茎辊、轻处刀等组
成。而且，三这均为成对设计。
用于摘穗板式摘穗装置摘取
果穗，工作可靠且子粒咬伤
破碎少。但玉米穗上的包叶
很少被剥离，断秆较多。
二 摘穗器的工作原理和参数分析
1、摘辊直径和工作间隙的选择与确定
（ 1）抓取茎杆的条件
（ 2）果穗不被抓取的条件
（ 3）摘穗
（ 4）摘穗辊直径和摘辊工作
间隙
2、工作长度的确定
（ 1）纵卧辊式摘穗辊的工作长度的确定
（ 2）立式摘辊的工作长度
3、摘辊的线速度
要是摘辊具有良好的摘穗性能，纵卧摘辊的线
速度 v应与机器的前进速度 Vm相协调，实验证明：
当速度比
1~7.1s i n ?? ?vK v m
时，可是茎杆处于直立或向后倾的状态进行摘穗，
效果较好。
第三节 剥皮装置
一、功用与类型
n 功用：用来剥去玉米穗上的苞叶。
n 类型：铸铁棍对铸铁棍、铸铁对橡胶棍，铸铁对
橡胶铸铁等几种。
二、配置与工作原理
拨皮辊在横断面上有 V形和槽形两种配置。
三,剥皮辊的主要参数
1 剥辊的长度 3 剥辊轴线高度差
2 剥辊直径 4 剥辊线速度
第四节 玉米联合收获机
一、种类
纵卧棍式玉米联合收获机
立棍式玉米联合收获机
玉米割台子粒联合收获机
专用玉米子粒联合收获机
二、构成
三、工作过程
联合收获机按摘棍的类型分为四种
（一） 纵卧棍式玉米联合收获机
１、站秆摘穗，一般配
有茎秆切碎器。
动力配套形式有,
自走式,
牵引式,
悬挂式
２、工作过程及使用调整
（ 1）摘穗辊间隙的调整
通过调整机构的变动长摘辊的前轴承的位置
来实现。
（ 2）剥皮装置的调整
剥皮装置在使用中需调整剥辊贴紧程度和压
送器位置。
（ 3）扶导器和摘穗辊入禾高度的调整
调整原则,
1)结穗部位低，倒伏严重，摘辊尖和摘穗辊尖应尽量低。
2)结穗部位高，倒伏严重，摘辊尖可适当提高，扶倒器
尖仍应调至贴地滑动。
3)结穗部位高，茎秆直立时，摘辊尖和扶禾器均应提高。
（二）立棍式玉米联合收获机
割秆后摘穗，一般为牵引式同时可收获２～３行。
结构：由分禾器、
拨禾链、切割器、
喂入链、摘穗装置、
剥皮装置、果穗升
运器、苞叶输送器、
子粒回收装置、茎
秆铺放装置等组成。
上述两类玉米联合收获机的性能和特点比较
在适宜的收获条件下，立棍式摘剥机的工作性能指标与
纵卧棍式摘剥机的指标基本相同。
不同点,
１、立棍式机型收获结穗部位低的玉米效果好，与卧棍式
机型相比，漏摘损失率小。但立棍式机型的适应性稍差，在
玉米成熟度较底，植株密度大，茎秆粗大，粗细不一，杂草
较多的情况下，故障较多，摘棍处易发生堵塞。
２、立式摘棍由于是在茎秆割下的情况下摘穗，为防止茎
秆在间隙中打滑，提高拉引能力，摘棍的间隙比卧棍的较小，
一般为５～８ mm。
（ 三）玉米子粒联合收获机
是与谷物联合收获机配套，用来直接收获玉米子粒的专
用装置。
１、特点：效率高，工艺较简单，是一先进的收获方法。
２、用玉米割台配谷物联合收获机应必备的条件。
（１）成熟度基本一致，收时子粒含水率在 32%以下。
（２）应具有足够的烘干设备，收后及时将粒烘干,
使含水将致 14%。
３、机型
（１）装玉米割台的联合收获机
（２）专用玉米子粒联合收获机
第五节 玉米脱粒机
构造与原理
多为轴流滚筒式，也有垂直脱粒盘式。
脱粒装置主要参数的确定
n 滚筒的转速
n 脱粒间隙
一 构造与脱粒原理
１构造,
由喂入、脱粒、风选、筛选、机架五个主要部分
组成。
二 脱粒装置主要参数的确定
１、滚筒速度
2、脱粒间隙
玉米种子加工工艺流程图
5X—1.0 型谷物清选机
主要构成,
风选部分
筛选部分
工作原理,
利用种子
几何尺
寸和空气动力
特性,
进行去杂和分
级。
5XF—1.3A 型复式精选机
构成,
风选部分
筛选部分
选粮筒
工作原理,
利用种
子几何尺
寸和空气
动力特性
进行去杂
和分级。
复式精选机筛选部分
复式清选机工作过程
5XZ—1.0 重力精选机
用途：去除受病虫害,发霉
变质或未成熟的种子
并将合格种子分成等
级
构成：气力系统
分级台
振动电机
调整机构
控制台
工作原理：经过初选后，再
按种子密度的不同进行分级,
气力系统和闭风箱
分 级 台
分级台台体
去杂和分级原理
谷物干燥机械
干燥：降低或除去物料中的水分称为 干燥。
水分的存在形式,
化学结合水
物理化学结合水
机械结合水
吸附水分
渗透水分
干燥机理：使谷粒中的水分汽化释放出来，被周围介质
带走，从而降低其含水量。
干燥介质：空气、加热空气、烟气和空气混合气。
干燥过程：预热、等速干燥、减速干燥、缓苏、冷却
干燥机械种类：固定式和移动式
主要构成：加热装置、送风设备、承料容器。
塔式干燥机
构成：
加热炉
干燥室
风机
通风盒
带搅松器的低温干燥仓
构成,
送风设备,
仓体、通风
底板,
扫仓搅龙、
卸粮
搅龙、提升
机,
上料搅龙。
筒仓式谷物干燥设备
谷物循环干燥机
5BY—5A 型种子包衣机
