联合收割机的损失监视器课件

第9章谷物联合收割机

引言联合收割机是农业机械当中结构最复杂，技术含量最高的机种。目前已是我国稻麦收获作业中的主角。据报道，2008年有42万台联合收割机参加麦收，其中27万参加跨区作业，日平均收割量达1850万亩，全国冬小麦机收率已达82.3%，一些地区已接近100%。为农民节本增收105亿元。功能能一次完成切割、脱粒、分离和清选等项作业。获得比较清洁的谷粒。第9章谷物联合收割机引言联合收割机是农业机械当1联合收割机的损失监视器课件2结构一般由收割台、脱粒部分（包括脱粒、分离、清粮装置）、输送、传动、行走装置、粮箱、集草车和操纵机构等组成。4.农业技术要求：

1º整机总损失≤１～２％，大型≤1.5%;2º谷粒清洁率≥98％,老标准为≥96％；3º破碎率≤1.5％;4º茎秆和颖壳的收集和处理。5.全喂入自走式联合收割机工艺流程（T型）结构一般由收割台、脱粒部分（包括脱粒、分离、清粮装置）、3图9—3全喂入自走式联合收割机工艺流程（T型）1—割台2—倾斜输送器3—脱粒装置4—逐稿轮5—驾驶室6—粮箱7—发动机8—键式分离装置9—转向轮桥10—杂余推运器11—清选筛12—谷粒推运器13—风扇14—驱动轮桥×—茎秆○—谷粒—颖壳△—杂余图9—3全喂入自走式联合收割机工艺流程（T型）45.标准作业条件：1º额定喂入量；2º籽粒含水率１5～２0％；3º谷草比1：1.5;4º切割线以上无杂草。

9.2联合收割机的收割台收割台的功用：是切割作物，并将作物运向脱粒装置。组成由拨禾轮、切割器、分禾器和输送装置等组成。5.标准作业条件：1º额定喂入量；5联合收割机的损失监视器课件69.2.1收割台的螺旋推运器(割台搅龙）9.2.1.1割台搅龙伸缩扒指的工作原理

及其长度的确定

1.工作原理扒指机构实际上就是曲柄滑杆机构。曲柄旋转时带动滑杆转动。由于有偏心距e,图9—8伸缩扒指机构9.2.1收割台的螺旋推运器(割台搅龙）图9—87滑杆露出滑套外面的长度，随时都在变化。如图由B2转到B3、B4时，扒指的伸出长度减少，扒指外端的线速度也减小。若使扒指轴中心O1绕螺旋筒中心O相对转动一个角度，即可改变扒指工作时最大伸出长度所在的相位，同时扒指外端与割台底面的间隙也随着改变。2.扒指长度L与偏心距ｅ的确定当扒指转到后上方时，应缩回到筒内。在筒外留有10mm的余量，以免磨损后扒指掉入筒内。扒指转至前下方时，应伸滑杆露出滑套外面的长度，随时都在变化。如图由B2转到B3、B8出螺旋筒，一般伸出长度为40～50mm，保证作物抓取量。图中Ｄ为搅龙外径，ｄ为内径（筒径），e为偏心距，L为扒指长度。因为L=d/2+ｅ+10=D/2–ｅ+（40～50）所以

e=(D–d)/4+(15～20)

L=(D+d)/4+(25～30)出螺旋筒，一般伸出长度为40～50mm，保证作物抓取量。9如果D=500,d=300,那么9.2.2收割台的升降与仿形机构联合收割机在使用中，收割台的运输状态和工作状态常需互相转换，在工作中还需经常调节割茬高度。所以，收割台需要升降与仿形机构。如果D=500,d=300,那么10图9—9东风联合收割机割台的升降和仿型机构1—左平衡弹簧2—油缸3—滚轮4—挡板5—摇杆6—拉杆7—球铰8—割台框架9—弹簧支轴10—倾斜输送器壳体11－倾斜输送器挂接轴图9—9东风联合收割机割台的升降和仿型机构11特点：割台靠4来升降。割台仿形时油缸中立。图9—11割台仿形机构图1—平衡弹簧2—倾斜输送器挂接轴3—倾斜输送器壳体4—油缸5—球铰6—割台7—拉杆8—支板9—摇杆特点：割台靠图9—11割台仿形机构图12四个工作过程1.升降2.仿形（纵横）3.不仿形(靠油缸改变割茬高度，在支板上固定一个套筒。4.运输（用螺栓把摇杆1固定在支板２上。四个工作过程139.2.3其他型式的仿形装置

1.挠性割台图9—13挠性割台及其仿形机构示意图a）割刀向上仿形极限位置ｂ）割刀向下仿形极限位置1—切割器2—护刃器梁3—仿形滑板4—弹簧过渡板5—传感臂6—固定梁架7—滑槽8—割台螺旋推运器9—锁定螺栓ABCD—四杆机构9.2.3其他型式的仿形装置图9—13挠性割14联合收割机的损失监视器课件15挠性收割台的主要仿形元件是弹性过渡板４和浮动仿形四杆机构ABCD。仿形机构的前吊杆AB的上端B是可沿前后移动的滑槽。过渡板用两层相同厚度（0.8mm）的薄弹簧钢板制成，宽度和割幅相同，它成悬臂状地安装在螺旋推运器８和切割器１之间，依靠弹簧板的弹性紧贴在护刃器梁２的下面。当割刀随地形上下浮动时，弹簧板与护刃器梁之间可发生相对滑动。弹簧过渡板的形状应保挠性收割台的主要仿形元件是弹性过渡板４和浮动仿形四杆机构AB16证它与护刃器梁之间有一定的压力，以便有较好的密封性。四杆机构有很多组，各组可单独动作。在割台底架上铰接有传感轴，其上焊有传感臂５，分别压在各组浮动四杆机构的前吊杆AB上。当仿形滑板升降时，前吊杆AB带动传感臂转动，通过传感轴，接通液压系统的上升或下降开关。当不需要割台仿形时，可以用螺栓９将割台锁住，挠性割台即变成刚性割台。证它与护刃器梁之间有一定的压力，以便有较好的密封性。172.气液仿形（1000系列）在割台油缸的油管处并联－只蓄能器，蓄能器内充有气体（多为氮气），利用气体的可压缩性使割台起到缓冲和仿形作用。胶囊的惯性小，反应灵敏，结构紧凑，重量轻，故应用较方便。2.气液仿形（1000系列）189.5联合收割机的监视装置

9.5.1联合收割机工作部件的监视装置驾驶员被驾驶室隔离，监视装置越来越重要。１．逐稿器的信号装置该装置实质就是一个信号开关。传感板因受到绕在轴上的扭簧２所施加的力而压在常闭开关４的9.5联合收割机的监视装置

9.5.1联合收19触点上，使电路断开。当逐稿器上方茎秆层超过额定值时，茎秆层推动传感板，使其反时针转动，开关连通，使信号灯发亮，同时发出声响。2.粮箱监视器在粮箱盖内或侧壁上方固定着一个传感器，在塑料壳体内有可动触点５、弹簧３、固定触点２和调节螺丝６。可动触点的铰接轴露出壳外，其上固定着传感板４。当粮箱将要充满时，传感板４受到籽粒的触点上，使电路断开。当逐稿器上方茎秆层超过额定值时，茎秆层推20压力，使可动触点与固定触点接触，电路闭合，在驾驶室内发出声光信号报警。3.杂余推运器、谷粒升运器和复脱器的信号装置有些联合收割机在杂余推运器和谷粒升运器的轴端装有安全离合器，当超负荷时，安全离合器的活动齿盘压力，使可动触点与固定触点接触，电路闭合，在驾驶室内发出声光21联合收割机的损失监视器课件22连同皮带轮轮毂将轴向移动，使电路接通，驾驶室的信号发亮。4.风扇皮带伸长或断裂监视器主要用在动力为风冷式柴油机的联合收割机上（JL1065B1)，如果风扇皮带断裂不能及时发现，会引起火灾，造成联合收割机报废,其工作原理和前面类似，当风扇皮带断裂或伸长后，张紧轮臂会在弹簧的作用下回转，使电路接通，驾驶室的信号灯发亮，蜂鸣器发出报警声。连同皮带轮轮毂将轴向移动，使电路接通，驾驶室的信号发亮。235．茎秆粉碎监视器由于联合收割机的茎秆粉碎装置一般安装在排草口（或逐稿器）后。如茎秆粉碎装置堵塞，不能及时发现，会造成逐稿器损坏，十分危险。监视器的作用是，当切草刀发生堵塞时，堆积的物料将切草刀的护板推开，电路接通，使油门离合器中的安全电磁阀吸合，油门手柄归零，发动机熄火，全过程只要2~3s完成，便于处理故障，避免发生恶性事故。5．茎秆粉碎监视器24图9—31茎秆粉碎监视装置1．开关2．切刀护板3．发动机调速器4．油门离合器5．切刀图9—31茎秆粉碎监视装置259.4.2联合收割机转速监视器

以上监视器都是在工作部件发生故障或出现异常时才能发出信号。而转速监视器是在工作部件的转速降低到一定范围（10～30％）内就发出信号，以便驾驶员采取措施，防患于未然。主要用来监视滚筒、逐稿器轴、杂余推运器、谷粒升运器和复脱器轴。按传感器的形式可以分为两类：1.干簧管式监视器9.4.2联合收割机转速监视器26由灵敏的干簧管和永久磁铁组成，旋转轴每转一周，永久磁铁就接近一次干簧管，两个簧片接触一次，使输入电路短路一次，便产生一个脉冲。为了保护干簧管，防止破碎，通常多将干簧管密封在硬橡胶内。两簧片间隙为３～５ｍｍ。价格便宜但精度较低。由灵敏的干簧管272．缺口圆盘式转速监视器将开有缺口的圆盘固定在轴端并随轴一起转动，用来切割永久磁铁绕制的感应线圈的磁力线，产生脉冲信号，它的优点是每转一圈可以产生多个脉冲信号，并且可以在转速不同的轴上采用数目不等盘（有时也可以直接用齿轮或链2．缺口圆盘式转速监视器28轮的缺口代替缺缺口圆盘），便于使仪表元件通用。9.5.3谷粒流量计量传感器和水分传感器

为了满足“精细农业”的要求，需要在收获机械上装置DGPS卫星定位接收机和收获产品流量计量传感器，流量传感器在设定时间间隔内(即机器对应作业行程间距内)自动计量累计产量，再根据作业幅宽(估计或测量)换算为对应时间间隔内作业面积的单位面积产量，从而获得对轮的缺口代替缺缺口圆盘），便于使仪表元件通用。29应小区的空间地理位置数据(经、纬度坐标)和小区产量数据。迄今，用于小麦、玉米、水稻、大豆等主要作物的流量传感器已有通用化产品，其他如棉花、甜菜、马铃薯、甘蔗、牧草、水果等作物的产量传感器近几年已做了许多研究，有的已在试验使用。目前应用的谷类作物产量传感器主要有三种类型：即冲击式流量传感器(图9-33a)、γ射线式流量传感器(图9-33b)和光电式容积流量传感器(图9-33c)。应小区的空间地理位置数据(经、纬度坐标)和小区产量数30图9—33谷物流量传感器工作原理示意图(a)冲击式流量传感器(b)γ射线式流量传感器(c)光电式容积流量传感器1．流量传感器2．净粮升运器3．γ射线检测器4.γ射线源5．水平输送搅龙6．净粮升运铅7．光电传感器8．净粮升运器9．光源图9—33谷物流量传感器工作原理示意图31收获机上应用的谷粒含水量测量，均按极板式电容传感器原理设计。图9-34为安装在谷粒刮板升运器侧面的一种谷粒含水量传感器。谷粒从升运器侧面的开口通过传感器的入口进入传感器，极板将含水量的信息送往计算机或存储卡。为了得到连续的含水量的信息，传感器内装有电机，将测过含水量的谷粒送回升运器，保持谷粒不停的流动。

收获机上应用的谷粒含水量测量，均按极板式电容传感器原理设计。32图9—34谷粒含水量传感器图9—34谷粒含水量传感器339.4.3联合收割机的损失监视器联合收割机使用要求中的一个重要原则是，保证在损失最小的情况下充分发挥联合收割机的生产效率。驾驶员只能凭经验或靠助手的报告操作，很难实现上述要求。损失监视器可使驾驶员及时了解损失情况，从而可以正确地驾驶联合收割机，改进工作质量，提高工作效率。9.4.3联合收割机的损失监视器34

9.4.3.1损失监视器的工作原理

图16—25损失监视器的安装位置1—逐稿器损失监视器2—清粮筛损失监视器3—指示仪表9.4.3.1损失监视器的工作原理图16—35损失监视器由传感器和二次仪表组成。传感器固定在逐稿器尾部和清粮筛出口处，仪表则装在驾驶台上。传感器的传感元件是塑料膜片叫发声板，通过减震材料固定在平板上；在发声板下面的凹坑里粘贴有压电晶体。当损失监视器36谷粒和碎茎秆落于传感器的发声板上时，膜片发出声波，声波对压电晶体起作用既有电压输出。电压输入二次仪表，即可显示出谷粒损失。由于谷粒的冲击力大，声波的频率高，振幅大；碎茎秆则频率低，振幅小。滤波器滤掉碎稿和颖壳所产生的信号，只反映谷粒所引起的脉冲信号。仪表上显示的只是落在传感器上的谷粒量，还要经过标定，也就是找出落在谷粒和碎茎秆落于传感器的发声板上时，膜片发出声波，声波对压电37传感器上谷粒量与夹带损失之间存在着一定的比例关系，这样就可以直接从仪表上读出损失量（率）了。9.4.3.2损失监视器的类型（三种）按所测定的损失性质可分为以下三种：1.单位时间测损监视器

它只能测定单位时间内损失的谷粒量，因而它受到联合收割机前进速度、作物产量和谷草比的影响，当速度增加时，传感器上谷粒量与夹带损失之间存在着一定的比例关系，这样就可以38实际损失率可能变化不大，而指示值将有所增加（如加拿大的ＧＭ-30型监视器）。结构和电路均比较简单，容易制造，价格便宜。２．损失率测定监视器除在逐稿器和清粮筛后安装传感器外，还在粮箱内或清粮筛的下方安装能够反映收获的总籽粒量的传感器，然后通过电路用损失量除以总籽粒量即可得到损失率（如前苏联的УП3型损失监视器）。实际损失率可能变化不大，而指示值将有所增加（如加拿大的ＧＭ-393．单位面积测损监视器在联合收割机驱动轮上安装行走速度传感器，当割幅不变时行走速度即可代表单位时间收获的面积，以损失量除以机器的行走速度即可得到单位面积的损失量。以上三种监视器，第一种最便宜，第二种使用最方便。采用损失监视器后损失可以降低0.5％，联合收割机的效率可以提高10％，安装监视器是联合收割机发展的必然趋势，我国引进的E-514联合收割机已配备了损失监视器。3．单位面积测损监视器40图9—27损失监视器的安装a）逐稿器损失监视器的安装b）清粮筛损失监视器的安装1—传感器2—导槽9.4.3.3损失监视器的安装图9—27损失监视器的安装9.4.3.3损失419.5联合收割机的自动调节1.意义1º保证质量，充分发挥联合收割机的效率；2º可减轻驾驶员的劳动强度，提高机器使用可靠性

；3º可以减少损失,提高工作质量。2.自动调节项目1º喂入量；2º割台高度；3º自动操向；4º自动调平。9.5联合收割机的自动调节42

9.5.1喂人量的自动调节在收获季节里作物和田间的情况是经常变化的，操作不当极易超负荷，逐稿器损失极剧增加。联合收割机损失率和喂入量的关系1—总损失2—分离损失3一清粮损失4一脱粒损失

9.5.1喂人量的自动调节联合收割机损失率和喂入量的431.喂入量自动调节的传感信号

没有一种仪器或装置可以直接测量联合收割机的实际喂入量，通常多采用间接测量方法。可以作为喂入量自动调节的传感信号有：1）脱粒滚筒轴上的扭矩；2）凹板支架所受的压力；3）倾斜输送器下面谷物层的厚度；4）发动机的输出功率；5）逐稿器上方茎秆的厚度；1.喂入量自动调节的传感信号446）割台推运器轴的扭矩。2.传感信号的选择原则

1）信号应来自工作状态开始改变的部位，愈早愈好；2）信号和喂人量必须呈线性关系；3）信号必须是连续的。

3.传感信号的选择根据原则1）应选6）、3）、2）；根据原则2）应选5）、3）；但6）需要集流环，麻烦；5）和原则1）矛盾，所以选3）。6）割台推运器轴的扭矩。45倾斜输送器的偏移量和喂入量的关系基本上成正比，信号约滞后0.4s。图9—31喂人量对部件偏移量的影响1—倾斜输送器链条2—割台螺旋推运器倾斜输送图9—31喂人量对部件偏移量的影响464.液压式喂入量自动调节装置图9—32液压式喂入量自动调节装置1—油缸2—行走无级变速器（a为主动盘、b为被动盘）3—滑阀4—缓冲弹簧5—手柄6—钢丝7—传感器滑板4.液压式喂入量自动调节装置47利用倾斜输送链的变形自动控制行走无级变速器，从而达到改变联合收割机喂入量的目的。滑板７是谷层厚度传感器，当喂入量增加时，传感器滑板７被顶起。杠杆臂通过钢丝６拉动滑阀向右移动，打开通向液压油缸下腔的油路，推动柱塞使无级变速器降速。反之，在弹簧作用下，分配器滑阀向相反方向移动，高压油进入油缸上腔，无级变速器摆臂向下转动，联合收割机速度增加。手柄5调节受控喂人量的大小，可根据作业情况调整。利用倾斜输送链的变形自动控制行走无级变速器，从而达到改变联合48

9.5.2割台高度的自动调节谷物联合收割机都带有割台升降机构，最初曾采用机械式割台升降机构，随着联合收割机的发展开始采用动力提升机构（有电动升降机构、液压升降机构等）但是以上几种机构都要靠驾驶员操纵以保持割茬均匀一致，有时地形的起伏变化往往不容易发现，割台调节太低，割刀有时会扎入土中；割台调节过高时，谷粒损失又会加大。因此，有些联合收割机上带有割台高度自动调节装置9.5.2割台高度的自动调节49收割大豆时要求割茬不超过5厘米，因而精确地控制割茬高度就更为必要，特别是地面起伏不平时，带有割台高度自动调节机构可以减少损失。现将约翰·迪尔JD-7700型联合收割机挠性割台的自动调节机构介绍如下：收割大豆时要求割茬不超过5厘米，因而精确地控制割茬高度就更为50约翰·迪尔JD—7700型割台高度自动调节机构1—拉杆2—松紧螺套3—翼形螺母4—指示球5—电线6－上升开关7－凸轮8—摇杆9－下降开关10—指示球杆11—支杆12—拉簧13—短臂14—传感板15－传感横轴16—止动片17—扭簧18—支板19—螺母20—螺栓约翰·迪尔JD—7700型割台高度自动调节机构511.组成自动调节机构由传感元件、传送机构、控制凸轮、升降开关和升降范围指示器等部分组成。2.自动调节过程1º割台上升地形升高时，四杆机构（视图方向与本图相反）的AB杆顺时针转动，推动件14反时针旋转，件15、18一起旋转，件18通过件1等推动件8，带动件7反时针旋转，当地面升高到一定位置时，凸轮将开关6打开，电磁阀动作，油缸进油，割台上升。只要有一组四杆1.组成自动调节机构由传感元件、传送机构、控制52机构达到最高点，割台就上升。2º割台下降当地面下降时，AB杆反时针转动，在弹簧12的拉力作用下，件14、15、18顺时针旋转，当地面降到一定位置时，凸轮将开关9打开，电磁阀动作，油缸进油，割台下降（各组都达到最低时才下降）。3º割茬高度指示件11空套在件15上，螺母19焊在11上，在扭簧17的作用下，螺钉20压在止动片16上，调整螺钉可改变件11和件18的夹角，即改变指示球4机构达到最高点，割台就上升。53的初始位置，当传感轴反时针转动时，焊在件18上的件16推动件11反时针旋转，球4左移。反之，件11在扭簧17的作用下顺时针旋转，球4右移。图中数字为英寸。

9.5.3自动操向装置(E-516、井关、久保田等）为了减轻驾驶员的劳动强度，新型的联合收割机已经开始采用自动操向器，在这些机型上，机手不必转动方向盘，机器便可以沿着作物的边缘前进。自动操的初始位置，当传感轴反时针转动时，焊在件18上的件16推动件54图9—34联合收割机的自动操向器1—割台2—悬臂3－传感器4－触杆5—未割作物侧边6—触杆和未割作物距离调节器7—手动操向和自动操向转移手柄8—悬臂升降调节9—电磁阀10—放大电路和控制器图9—34联合收55向一般多采用机械式或电磁式传感器。在割台的左分禾器处安装着一个悬臂２，在悬臂上固定着操向用的传感器３，和传感器相连的有一个触杆４。当触杆４碰着作物时，线路不通，机器沿直线前进，当触杆４碰不着作物时，线路通电，电磁阀动作，机器向右转弯。为了避免由于作物断条引起的误转向，前后配置了两个触杆。向一般多采用机械式或电磁式传感器。在割台的左分禾器处安569.5.4联合收割机的自动调平装置联合收割机在坡地上工作时，收割机横向倾斜，沿滚筒长度方向的负荷不均匀，脱出物集中在逐稿器和筛子的一侧，以致脱粒和分离的质量下降，分离和清选的损失均会增加。试验表明在倾斜13％的坡地上收割时，联合收割机的生产率约降低一半。当联合收割机纵向倾斜时，各工作部件的倾角发生变化，损失也会增加，但比横向倾斜时影响要小些。9.5.4联合收割机的自动调平装置57图9—35联合收割机横向倾斜和谷粒损失的关系ｌ—脱粒损失２—分离损失３—清粮损失图9—3558此外，粮箱装不满，驾驶员坐不平，驱动轮负荷不均，甚至会造成翻车。因此目前专门用于坡地的联合收割机一般都设有自动调平机构，使脱粒部分工作时始终保持水平。西德的克拉斯85H型联合收割机横向调节的最大倾斜度为40％，纵向最大倾斜度上坡时为20％，下坡时为10％。美国的迪尔965H型联合收割机可以在20％的坡地上自动横向调平。此外，粮箱装不满，驾驶员坐不平，驱动轮负荷不均，甚至会造成翻59№№60图9-36是联合收割机的电液自动调平机构简图。工作原理利用两个连通器控制电器开关，电磁铁推动滑阀，控制液压油缸使行走轮胎上升或下降达到调平的目的。工作过程连通器内装有液体（酒精或其他溶液）。当机器向左倾斜时，左边容器内的液体升高，右边降低。活塞随液面下降，拉动开关柄，将下开关闭合。左边电磁铁通电，电磁铁拉动滑阀，使图9-36是联合收割机的电液自动调平机构简图。61左油缸进油，右油缸回油，油缸相对柱塞产生移动，将机器调平。当机器向右倾斜时，右边容器内的液体升高，左边降低。活塞随液面上升，推动开关柄，将上开关闭合。右边电磁铁通电，电磁铁推铁动滑阀，使右油缸进油，左油缸回油，将机器调平。当电气系统出现故障时可以利用手杆１调节机器的水平。左油缸进油，右油缸回油，油缸相对柱塞产生移动，将机器调平。62杆8为最大倾斜的限位杆，当机器达到最大倾斜度时，它可以自动断开电路，机器不再继续调平。9.5.5半喂入水稻联合收割机喂入深度自动调节装置由于半喂入的特性就是只将穗头部分喂入脱粒滚筒，禾秆进入太深，在脱粒机构内弯曲过大，会增加禾秆打断和抽心现象，谷粒夹带率增高，消耗功率增杆8为最大倾斜的限位杆，当机器达到最大倾斜度时，它可以自动断63大；反之若禾秆进入脱粒滚筒太浅，则部分谷穗未被脱粒，会增大脱不净损失。我国传统机型(如闽江-150型)一般采用调整割台高度(受割茬高度限制)和中间输送的相对高度(手动调节)以解决喂人深度调节问题。将手动螺旋调整部分改装为直流电机驱动的自动调控方式，采用单片机自动调整喂入深浅的控制。

大；反之若禾秆进入脱粒滚筒太浅，则部分谷穗未被脱粒，会增大脱64

为实现对喂入脱粒滚筒的禾秆深度的调节，需要感应深浅部分和控制执行部分；感应深浅部分我们采用触点开关作为输入信号；控制执行部分由直流电机完成。所以，系统需要实现以下功能(图9-49)：①当稻穗只碰到a，而碰不到b时，电机停止转动，说明喂入深浅合适；②当稻穗既碰到a，又碰到b，那说明喂入量过大，电机反转，使其退回到第一种状态；为实现对喂入脱粒滚筒的禾秆深度的调节，需要感应深浅部65图9—49触点开关工作示意图③当稻穗没有碰到a，当然也不能碰到b，此时说明喂入量太少，电机正转加大喂入深度，达到第一种状态。a、b处安装的是VMDS无触点电子开关，提高了系统的可靠性；控制元件是89C51单片机。图9—49触点开关工作示意图③当稻穗没有碰到a，当然也不66详细内容见李宝垡主编的农业机械学第297页~300页。

本章结束详细内容见李宝垡主编的农业机械学第297页~300页。67第9章谷物联合收割机

引言联合收割机是农业机械当中结构最复杂，技术含量最高的机种。目前已是我国稻麦收获作业中的主角。据报道，2008年有42万台联合收割机参加麦收，其中27万参加跨区作业，日平均收割量达1850万亩，全国冬小麦机收率已达82.3%，一些地区已接近100%。为农民节本增收105亿元。功能能一次完成切割、脱粒、分离和清选等项作业。获得比较清洁的谷粒。第9章谷物联合收割机引言联合收割机是农业机械当68联合收割机的损失监视器课件69结构一般由收割台、脱粒部分（包括脱粒、分离、清粮装置）、输送、传动、行走装置、粮箱、集草车和操纵机构等组成。4.农业技术要求：

1º整机总损失≤１～２％，大型≤1.5%;2º谷粒清洁率≥98％,老标准为≥96％；3º破碎率≤1.5％;4º茎秆和颖壳的收集和处理。5.全喂入自走式联合收割机工艺流程（T型）结构一般由收割台、脱粒部分（包括脱粒、分离、清粮装置）、70图9—3全喂入自走式联合收割机工艺流程（T型）1—割台2—倾斜输送器3—脱粒装置4—逐稿轮5—驾驶室6—粮箱7—发动机8—键式分离装置9—转向轮桥10—杂余推运器11—清选筛12—谷粒推运器13—风扇14—驱动轮桥×—茎秆○—谷粒—颖壳△—杂余图9—3全喂入自走式联合收割机工艺流程（T型）715.标准作业条件：1º额定喂入量；2º籽粒含水率１5～２0％；3º谷草比1：1.5;4º切割线以上无杂草。

9.2联合收割机的收割台收割台的功用：是切割作物，并将作物运向脱粒装置。组成由拨禾轮、切割器、分禾器和输送装置等组成。5.标准作业条件：1º额定喂入量；72联合收割机的损失监视器课件739.2.1收割台的螺旋推运器(割台搅龙）9.2.1.1割台搅龙伸缩扒指的工作原理

及其长度的确定

1.工作原理扒指机构实际上就是曲柄滑杆机构。曲柄旋转时带动滑杆转动。由于有偏心距e,图9—8伸缩扒指机构9.2.1收割台的螺旋推运器(割台搅龙）图9—874滑杆露出滑套外面的长度，随时都在变化。如图由B2转到B3、B4时，扒指的伸出长度减少，扒指外端的线速度也减小。若使扒指轴中心O1绕螺旋筒中心O相对转动一个角度，即可改变扒指工作时最大伸出长度所在的相位，同时扒指外端与割台底面的间隙也随着改变。2.扒指长度L与偏心距ｅ的确定当扒指转到后上方时，应缩回到筒内。在筒外留有10mm的余量，以免磨损后扒指掉入筒内。扒指转至前下方时，应伸滑杆露出滑套外面的长度，随时都在变化。如图由B2转到B3、B75出螺旋筒，一般伸出长度为40～50mm，保证作物抓取量。图中Ｄ为搅龙外径，ｄ为内径（筒径），e为偏心距，L为扒指长度。因为L=d/2+ｅ+10=D/2–ｅ+（40～50）所以

e=(D–d)/4+(15～20)

L=(D+d)/4+(25～30)出螺旋筒，一般伸出长度为40～50mm，保证作物抓取量。76如果D=500,d=300,那么9.2.2收割台的升降与仿形机构联合收割机在使用中，收割台的运输状态和工作状态常需互相转换，在工作中还需经常调节割茬高度。所以，收割台需要升降与仿形机构。如果D=500,d=300,那么77图9—9东风联合收割机割台的升降和仿型机构1—左平衡弹簧2—油缸3—滚轮4—挡板5—摇杆6—拉杆7—球铰8—割台框架9—弹簧支轴10—倾斜输送器壳体11－倾斜输送器挂接轴图9—9东风联合收割机割台的升降和仿型机构78特点：割台靠4来升降。割台仿形时油缸中立。图9—11割台仿形机构图1—平衡弹簧2—倾斜输送器挂接轴3—倾斜输送器壳体4—油缸5—球铰6—割台7—拉杆8—支板9—摇杆特点：割台靠图9—11割台仿形机构图79四个工作过程1.升降2.仿形（纵横）3.不仿形(靠油缸改变割茬高度，在支板上固定一个套筒。4.运输（用螺栓把摇杆1固定在支板２上。四个工作过程809.2.3其他型式的仿形装置

1.挠性割台图9—13挠性割台及其仿形机构示意图a）割刀向上仿形极限位置ｂ）割刀向下仿形极限位置1—切割器2—护刃器梁3—仿形滑板4—弹簧过渡板5—传感臂6—固定梁架7—滑槽8—割台螺旋推运器9—锁定螺栓ABCD—四杆机构9.2.3其他型式的仿形装置图9—13挠性割81联合收割机的损失监视器课件82挠性收割台的主要仿形元件是弹性过渡板４和浮动仿形四杆机构ABCD。仿形机构的前吊杆AB的上端B是可沿前后移动的滑槽。过渡板用两层相同厚度（0.8mm）的薄弹簧钢板制成，宽度和割幅相同，它成悬臂状地安装在螺旋推运器８和切割器１之间，依靠弹簧板的弹性紧贴在护刃器梁２的下面。当割刀随地形上下浮动时，弹簧板与护刃器梁之间可发生相对滑动。弹簧过渡板的形状应保挠性收割台的主要仿形元件是弹性过渡板４和浮动仿形四杆机构AB83证它与护刃器梁之间有一定的压力，以便有较好的密封性。四杆机构有很多组，各组可单独动作。在割台底架上铰接有传感轴，其上焊有传感臂５，分别压在各组浮动四杆机构的前吊杆AB上。当仿形滑板升降时，前吊杆AB带动传感臂转动，通过传感轴，接通液压系统的上升或下降开关。当不需要割台仿形时，可以用螺栓９将割台锁住，挠性割台即变成刚性割台。证它与护刃器梁之间有一定的压力，以便有较好的密封性。842.气液仿形（1000系列）在割台油缸的油管处并联－只蓄能器，蓄能器内充有气体（多为氮气），利用气体的可压缩性使割台起到缓冲和仿形作用。胶囊的惯性小，反应灵敏，结构紧凑，重量轻，故应用较方便。2.气液仿形（1000系列）859.5联合收割机的监视装置

9.5.1联合收割机工作部件的监视装置驾驶员被驾驶室隔离，监视装置越来越重要。１．逐稿器的信号装置该装置实质就是一个信号开关。传感板因受到绕在轴上的扭簧２所施加的力而压在常闭开关４的9.5联合收割机的监视装置

9.5.1联合收86触点上，使电路断开。当逐稿器上方茎秆层超过额定值时，茎秆层推动传感板，使其反时针转动，开关连通，使信号灯发亮，同时发出声响。2.粮箱监视器在粮箱盖内或侧壁上方固定着一个传感器，在塑料壳体内有可动触点５、弹簧３、固定触点２和调节螺丝６。可动触点的铰接轴露出壳外，其上固定着传感板４。当粮箱将要充满时，传感板４受到籽粒的触点上，使电路断开。当逐稿器上方茎秆层超过额定值时，茎秆层推87压力，使可动触点与固定触点接触，电路闭合，在驾驶室内发出声光信号报警。3.杂余推运器、谷粒升运器和复脱器的信号装置有些联合收割机在杂余推运器和谷粒升运器的轴端装有安全离合器，当超负荷时，安全离合器的活动齿盘压力，使可动触点与固定触点接触，电路闭合，在驾驶室内发出声光88联合收割机的损失监视器课件89连同皮带轮轮毂将轴向移动，使电路接通，驾驶室的信号发亮。4.风扇皮带伸长或断裂监视器主要用在动力为风冷式柴油机的联合收割机上（JL1065B1)，如果风扇皮带断裂不能及时发现，会引起火灾，造成联合收割机报废,其工作原理和前面类似，当风扇皮带断裂或伸长后，张紧轮臂会在弹簧的作用下回转，使电路接通，驾驶室的信号灯发亮，蜂鸣器发出报警声。连同皮带轮轮毂将轴向移动，使电路接通，驾驶室的信号发亮。905．茎秆粉碎监视器由于联合收割机的茎秆粉碎装置一般安装在排草口（或逐稿器）后。如茎秆粉碎装置堵塞，不能及时发现，会造成逐稿器损坏，十分危险。监视器的作用是，当切草刀发生堵塞时，堆积的物料将切草刀的护板推开，电路接通，使油门离合器中的安全电磁阀吸合，油门手柄归零，发动机熄火，全过程只要2~3s完成，便于处理故障，避免发生恶性事故。5．茎秆粉碎监视器91图9—31茎秆粉碎监视装置1．开关2．切刀护板3．发动机调速器4．油门离合器5．切刀图9—31茎秆粉碎监视装置929.4.2联合收割机转速监视器

以上监视器都是在工作部件发生故障或出现异常时才能发出信号。而转速监视器是在工作部件的转速降低到一定范围（10～30％）内就发出信号，以便驾驶员采取措施，防患于未然。主要用来监视滚筒、逐稿器轴、杂余推运器、谷粒升运器和复脱器轴。按传感器的形式可以分为两类：1.干簧管式监视器9.4.2联合收割机转速监视器93由灵敏的干簧管和永久磁铁组成，旋转轴每转一周，永久磁铁就接近一次干簧管，两个簧片接触一次，使输入电路短路一次，便产生一个脉冲。为了保护干簧管，防止破碎，通常多将干簧管密封在硬橡胶内。两簧片间隙为３～５ｍｍ。价格便宜但精度较低。由灵敏的干簧管942．缺口圆盘式转速监视器将开有缺口的圆盘固定在轴端并随轴一起转动，用来切割永久磁铁绕制的感应线圈的磁力线，产生脉冲信号，它的优点是每转一圈可以产生多个脉冲信号，并且可以在转速不同的轴上采用数目不等盘（有时也可以直接用齿轮或链2．缺口圆盘式转速监视器95轮的缺口代替缺缺口圆盘），便于使仪表元件通用。9.5.3谷粒流量计量传感器和水分传感器

为了满足“精细农业”的要求，需要在收获机械上装置DGPS卫星定位接收机和收获产品流量计量传感器，流量传感器在设定时间间隔内(即机器对应作业行程间距内)自动计量累计产量，再根据作业幅宽(估计或测量)换算为对应时间间隔内作业面积的单位面积产量，从而获得对轮的缺口代替缺缺口圆盘），便于使仪表元件通用。96应小区的空间地理位置数据(经、纬度坐标)和小区产量数据。迄今，用于小麦、玉米、水稻、大豆等主要作物的流量传感器已有通用化产品，其他如棉花、甜菜、马铃薯、甘蔗、牧草、水果等作物的产量传感器近几年已做了许多研究，有的已在试验使用。目前应用的谷类作物产量传感器主要有三种类型：即冲击式流量传感器(图9-33a)、γ射线式流量传感器(图9-33b)和光电式容积流量传感器(图9-33c)。应小区的空间地理位置数据(经、纬度坐标)和小区产量数97图9—33谷物流量传感器工作原理示意图(a)冲击式流量传感器(b)γ射线式流量传感器(c)光电式容积流量传感器1．流量传感器2．净粮升运器3．γ射线检测器4.γ射线源5．水平输送搅龙6．净粮升运铅7．光电传感器8．净粮升运器9．光源图9—33谷物流量传感器工作原理示意图98收获机上应用的谷粒含水量测量，均按极板式电容传感器原理设计。图9-34为安装在谷粒刮板升运器侧面的一种谷粒含水量传感器。谷粒从升运器侧面的开口通过传感器的入口进入传感器，极板将含水量的信息送往计算机或存储卡。为了得到连续的含水量的信息，传感器内装有电机，将测过含水量的谷粒送回升运器，保持谷粒不停的流动。

收获机上应用的谷粒含水量测量，均按极板式电容传感器原理设计。99图9—34谷粒含水量传感器图9—34谷粒含水量传感器1009.4.3联合收割机的损失监视器联合收割机使用要求中的一个重要原则是，保证在损失最小的情况下充分发挥联合收割机的生产效率。驾驶员只能凭经验或靠助手的报告操作，很难实现上述要求。损失监视器可使驾驶员及时了解损失情况，从而可以正确地驾驶联合收割机，改进工作质量，提高工作效率。9.4.3联合收割机的损失监视器101

9.4.3.1损失监视器的工作原理

图16—25损失监视器的安装位置1—逐稿器损失监视器2—清粮筛损失监视器3—指示仪表9.4.3.1损失监视器的工作原理图16—102损失监视器由传感器和二次仪表组成。传感器固定在逐稿器尾部和清粮筛出口处，仪表则装在驾驶台上。传感器的传感元件是塑料膜片叫发声板，通过减震材料固定在平板上；在发声板下面的凹坑里粘贴有压电晶体。当损失监视器103谷粒和碎茎秆落于传感器的发声板上时，膜片发出声波，声波对压电晶体起作用既有电压输出。电压输入二次仪表，即可显示出谷粒损失。由于谷粒的冲击力大，声波的频率高，振幅大；碎茎秆则频率低，振幅小。滤波器滤掉碎稿和颖壳所产生的信号，只反映谷粒所引起的脉冲信号。仪表上显示的只是落在传感器上的谷粒量，还要经过标定，也就是找出落在谷粒和碎茎秆落于传感器的发声板上时，膜片发出声波，声波对压电104传感器上谷粒量与夹带损失之间存在着一定的比例关系，这样就可以直接从仪表上读出损失量（率）了。9.4.3.2损失监视器的类型（三种）按所测定的损失性质可分为以下三种：1.单位时间测损监视器

它只能测定单位时间内损失的谷粒量，因而它受到联合收割机前进速度、作物产量和谷草比的影响，当速度增加时，传感器上谷粒量与夹带损失之间存在着一定的比例关系，这样就可以105实际损失率可能变化不大，而指示值将有所增加（如加拿大的ＧＭ-30型监视器）。结构和电路均比较简单，容易制造，价格便宜。２．损失率测定监视器除在逐稿器和清粮筛后安装传感器外，还在粮箱内或清粮筛的下方安装能够反映收获的总籽粒量的传感器，然后通过电路用损失量除以总籽粒量即可得到损失率（如前苏联的УП3型损失监视器）。实际损失率可能变化不大，而指示值将有所增加（如加拿大的ＧＭ-1063．单位面积测损监视器在联合收割机驱动轮上安装行走速度传感器，当割幅不变时行走速度即可代表单位时间收获的面积，以损失量除以机器的行走速度即可得到单位面积的损失量。以上三种监视器，第一种最便宜，第二种使用最方便。采用损失监视器后损失可以降低0.5％，联合收割机的效率可以提高10％，安装监视器是联合收割机发展的必然趋势，我国引进的E-514联合收割机已配备了损失监视器。3．单位面积测损监视器107图9—27损失监视器的安装a）逐稿器损失监视器的安装b）清粮筛损失监视器的安装1—传感器2—导槽9.4.3.3损失监视器的安装图9—27损失监视器的安装9.4.3.3损失1089.5联合收割机的自动调节1.意义1º保证质量，充分发挥联合收割机的效率；2º可减轻驾驶员的劳动强度，提高机器使用可靠性

；3º可以减少损失,提高工作质量。2.自动调节项目1º喂入量；2º割台高度；3º自动操向；4º自动调平。9.5联合收割机的自动调节109

9.5.1喂人量的自动调节在收获季节里作物和田间的情况是经常变化的，操作不当极易超负荷，逐稿器损失极剧增加。联合收割机损失率和喂入量的关系1—总损失2—分离损失3一清粮损失4一脱粒损失

9.5.1喂人量的自动调节联合收割机损失率和喂入量的1101.喂入量自动调节的传感信号

没有一种仪器或装置可以直接测量联合收割机的实际喂入量，通常多采用间接测量方法。可以作为喂入量自动调节的传感信号有：1）脱粒滚筒轴上的扭矩；2）凹板支架所受的压力；3）倾斜输送器下面谷物层的厚度；4）发动机的输出功率；5）逐稿器上方茎秆的厚度；1.喂入量自动调节的传感信号1116）割台推运器轴的扭矩。2.传感信号的选择原则

1）信号应来自工作状态开始改变的部位，愈早愈好；2）信号和喂人量必须呈线性关系；3）信号必须是连续的。

3.传感信号的选择根据原则1）应选6）、3）、2）；根据原则2）应选5）、3）；但6）需要集流环，麻烦；5）和原则1）矛盾，所以选3）。6）割台推运器轴的扭矩。112倾斜输送器的偏移量和喂入量的关系基本上成正比，信号约滞后0.4s。图9—31喂人量对部件偏移量的影响1—倾斜输送器链条2—割台螺旋推运器倾斜输送图9—31喂人量对部件偏移量的影响1134.液压式喂入量自动调节装置图9—32液压式喂入量自动调节装置1—油缸2—行走无级变速器（a为主动盘、b为被动盘）3—滑阀4—缓冲弹簧5—手柄6—钢丝7—传感器滑板4.液压式喂入量自动调节装置114利用倾斜输送链的变形自动控制行走无级变速器，从而达到改变联合收割机喂入量的目的。滑板７是谷层厚度传感器，当喂入量增加时，传感器滑板７被顶起。杠杆臂通过钢丝６拉动滑阀向右移动，打开通向液压油缸下腔的油路，推动柱塞使无级变速器降速。反之，在弹簧作用下，分配器滑阀向相反方向移动，高压油进入油缸上腔，无级变速器摆臂向下转动，联合收割机速度增加。手柄5调节受控喂人量的大小，可根据作业情况调整。利用倾斜输送链的变形自动控制行走无级变速器，从而达到改变联合115

9.5.2割台高度的自动调节谷物联合收割机都带有割台升降机构，最初曾采用机械式割台升降机构，随着联合收割机的发展开始采用动力提升机构（有电动升降机构、液压升降机构等）但是以上几种机构都要靠驾驶员操纵以保持割茬均匀一致，有时地形的起伏变化往往不容易发现，割台调节太低，割刀有时会扎入土中；割台调节过高时，谷粒损失又会加大。因此，有些联合收割机上带有割台高度自动调节装置9.5.2割台高度的自动调节116收割大豆时要求割茬不超过5厘米，因而精确地控制割茬高度就更为必要，特别是地面起伏不平时，带有割台高度自动调节机构可以减少损失。现将约翰·迪尔JD-7700型联合收割机挠性割台的自动调节机构介绍如下：收割大豆时要求割茬不超过5厘米，因而精确地控制割茬高度就更为117约翰·迪尔JD—7700型割台高度自动调节机构1—拉杆2—松紧螺套3—翼形螺母4—指示球5—电线6－上升开关7－凸轮8—摇杆9－下降开关10—指示球杆11—支杆12—拉簧13—短臂14—传感板15－传感横轴16—止动片17—扭簧18—支板19—螺母20—螺栓约翰·迪尔JD—7700型割台高度自动调节机构1181.组成自动调节机构由传感元件、传送机构、控制凸轮、升降开关和升降范围指示器等部分组成。2.自动调节过程1º割台上升地形升高时，四杆机构（视图方向与本图相反）的AB杆顺时针转动，推动件14反时针旋转，件15、18一起旋转，件18通过件1等推动件8，带动件7反时针旋转，当地面升高到一定位置时，凸轮将开关6打开，电磁阀动作，油缸进油，割台上升。只要有一组四杆1.组成自动调节机构由传感元件、传送机构、控制119机构达到最高点，割台就上升。2º割台下降当地面下降时，AB杆反时针转动，在弹簧12的拉力作用下，件14、15、18顺时针旋转，当地面降到一定位置时，凸轮将开关9打开，电磁阀动作，油缸进油，割台下降（各组都达到最低时才下降）。3º割茬高度指示件11空套在件15上，螺母19焊在11上，在扭簧17的作用下，螺钉20压在止动片16上，调整螺钉可改变件11和件18的夹角，即改变指示球4机构达到最高点，割台就上升。120的初始位置，当传感轴反时针转动时，焊在件18上的件16推动件11反时针旋转，球4