甘蔗收割机主要优点及总体结构的改进

　　甘蔗是中国南方的主要经济作物之一，2016年中国甘蔗种植面积达1527khm，居世界第3位。实现甘蔗的机械化收获能够提高劳动效率、解放人力资源、降低收割成本，对中国农业发展具有重要意义。因此，近年来出现了一些机械化收割甘蔗的设备一。根据最终收获甘蔗形态的不同，可将甘蔗联合收割机分为切段式收割机和整杆式收割机两种类型。切段式收割机将甘蔗切成一定长度的短甘蔗杆，容易实现在机器内剥除和分离甘蔗叶，解决了甘蔗收割过程中机器容易堵塞的问题，但是收获的甘蔗由于切口多，需要在短时间内将甘蔗送到糖厂榨糖，否则会造成甘蔗段的氧化变质，影响出糖率和出糖质量。

　　主要优点

　　这种切段式甘蔗收割机不能完全满足中国复杂地形、多单位、小规模的种植需要。受甘蔗种植模式、种植地形和糖厂榨糖工艺等因素影响，目前在中国整秆式甘蔗收割机是甘蔗收获机研制的重要机型r2。切段式收割机在收割过程中将甘蔗切成等长度的小段，衡量甘蔗收割机性能的指标有多个，主要包括：(1)切割破头率，即甘蔗破头根数与切割总根数的百分比，破头率高将影响甘蔗的来年收成；(2)去尾效果，收割时要求能够较好地去除甘蔗尾部软组织嫩杆，既不能对尾部切除过多，以免造成蔗农经济损失，也不能对尾部切除过少，以免因蔗尾部分含糖成分低，影响出糖率；(3)含杂量，影响含杂量的因素主要包括剥叶时的剥净情况，含杂量高将降低出糖质量；(4)喂入量，即单位时间内，甘蔗收割机能够收割的甘蔗重点，影响设备的收割效率；(5)蔗茎合格率，反映甘蔗茎受损的情况，影响甘蔗的运输和储存，最终影响出糖率和出糖质量一。大量理论和实验研究表明：切割系统是影响甘蔗收获机能否连续有效工作及降低破头率的关键部件。本文根据甘蔗品种的实际情况，针对中国南方地区甘蔗种植模式，通过分析SJ一16O0型整杆式甘蔗收割机存在的破头高、蔗茎合格率不高的问题和原因，对原样机切割系统的切割布局、连接方式等进行改进，以期为小型整秆式甘蔗收割机的设计提供理论依据与技术支持。

　　总体结构

　　收割机主要包括收拢机构、切割机构、传输轮、剥叶装置、断尾装置、收集装置以及动力系统和操作系统。切割机构设置在前轮的前端不远处，在切割机构上设计减振机构。收割机结构的工作原理如下：在切割机构后设置有甘蔗传输通道，甘蔗传输通道内依次设有第l传输轮、剥叶刷装置、第2传输轮以及断尾装置。甘蔗通过收拢机构和切割机构从地面被截断，经过甘蔗传输通道内碎叶、剥叶和断尾后，输送到收集装置。程绍明等人改进的4zL一1型整秆式甘蔗收割机还设置有碎叶机构，本文以sJ一1600型系统为例，主要是对切割系统的切割布局、连接方式等进行改进，改进方法及相关机构设计不仅适用于SJ一1600型甘蔗收割机，也适用于其他类型的甘蔗收割机。

　　切割系统布局的改进与分析

　　对压蔗角度、刀片形状、喂人量等因素对甘蔗宿根的破坏进行研究，结果表明，压蔗角度和切割器是蔗茎破损的主要原因，压蔗角过低时，蔗茎破损率高达14。刘庆庭等自制单圆盘根切器试验台，利用高速摄像机拍摄记录甘蔗茎秆在光刃刀片切割时的破坏过程。陈国晶等通过对单刀盘切割器进行研究，表明切割器振动频率和振幅对甘蔗破头率有显著影响。因此，为减少甘蔗收割时的破头率，在进行切割器系统布局设计时，应该考虑避免压蔗角过小，同时减小切割器振动的振动频率和振幅。切割器振动的动力源主要来自甘蔗收获机发动机及剥叶系统等振源的激励传递，其被激发起的振幅与其在车架上的位置布局有关。对汽车结构的有限元分析表明，前后轮间的振动最小。Gupta等将切割器中置，以改善其动态刚度。是前置切割器安装方式和中置切割器安装方式的总体，下面进一步分析两种安装方式对切割器刚度和收割机压蔗角度的影响。