回转链式切割器以锯切剪切方式同时作用于收获作物

回转链式切割器以锯切剪切方式同时作用于收获作物 文章来源：中国切割机网

　　　高粗茎秆农作物切割刀片试验研究分析了切割刀片用材、结构和金相显微组织等对切割效率与使用寿命的影响。计算和田间试验结果表明：设计的刀具结构合理，刀片切割效果好，使用寿命长，田间适应性强，适宜于高、粗茎秆农作物的收割，生产效率高，推广前景广阔。目前，国内外关于高、粗茎秆农作物收割研究报导较少，适于高粗茎秆农作物收割的匹配切割刀具更少，已有的刀具大多数采用标准刀具或标准刀具改型设计。其存在的主要问题是：刀片大多采用普通工具钢制作，易于崩齿、脆断且磨损量大，致使使用寿命不长；结构不理想，不利于实现有支撑切割（圆盘式）和有利夹持（往复式），对收割机的性能要求高，结果是切割效果差。为此，研究了回转链式切割器及其匹配切割刀片。
　　1结构和工作原理试验研制的回转链式切割器配置于4WG-2.5芦竹收割机，并研制了回转链式切割器试验台，在试验台上进行了性能试验。
　　1.1结构特点回转链式切割器由链条、连接片、切割刀片、护刃器、压刃装置等组成。连接片直接安装在链条上，切割刀片铆接在连接片上，而压刃装置和护刃器则直接安装在机架上。切割刀片为双金属齿形刀片
　　1.2工作原理通过动力输出轴输出动力给传动装置，由传动装置输入动力，带动链条作平面回转运动。同时，带动联结器上的刀片作平面回转运动，实现切割器的整体回转式运动。在切割区刀片连续进入护刃器（兼具切割支撑与定刀作用），对连续进入切割区的农作物茎秆产生锯切与剪切，从而实现对农作物的收割。
　　1.传动轴2.机架3.轴承座4.轴承5.链轮6.链条7.链接板8.刀片9.护刃器10.铆钉11.刀杆12.螺栓13.机架14.螺母
　　2.1刀片材料化学成分本设计采用的刀片材料为双金属复合材料，其基体为50CrNiMoVA高强度弹簧钢，齿尖采用M42高速工具钢，其化学成分如所示。基体与齿尖采用真空电子束焊接（[url=http://www.wujintool.com/ypnew_view.asp?id=2063]波峰焊接技术[/url]）后，成型加工成为整体双金属锯齿刀片。
　　2.2金相显微组织基体与齿尖材料的金相显微组织电镜照片，2.3性能分析切割刀片在使用过程中，受到周期性拉应力、间断冲击力、弯曲应力及扭转力等共同作用，处于一种相当复杂的应用状态，其失效形式主要是基材疲劳断裂和刃部材料严重磨损。因此，在使用时要求刀片不仅具有高的耐磨性和良好的切削性能，而且要有高的抗断裂韧性和高的塑性及良好的抗疲劳性能。
　　试验刀片齿部采用M2高速钢制造，与碳素钢相比，具有高硬度、高耐磨和高红硬性，但高速钢的塑性和韧性比较差，遇到较大的冲击载荷时易发生脆断。对金相显微组织分析，M2高速钢晶粒度为10.5～11级，碳化物不均匀度小于1级，实测的显微硬度HV0.2不低于918，相当于HRC67以上，完全满足耐磨和切削的要求。
　　基体采用50CrNiMoVA，其显微组织由具有板条特征的回火马氏体和弥散析出的碳化物组成，避免了增加脆性降低韧性的片状（孪晶）马氏体，实测的显微硬度HV0.2不低于570，相当于HRC53以上，充分有效地发挥了50CrNiMoVA作为高强度钢而同时兼具高韧性和高抗疲劳性的作用。
　　试验研究采用的双金属材料制造刀片，将M2高速钢的高硬度、高耐磨性与50CrNiMoVA高强度钢的高韧性和高抗疲劳性有机地进行结合，较好地解决了切割刀片对性能的复合要求。
　　3田间试验在山东省东营市进行了田间试验（2003～2004年度收获季节）和生产作业考核（2004～2005年度收获季节）。田间试验与生产作业考核表明：采用回转链式切割器的4WG-2.5芦竹收割机收割效果良好，其试验考核结果如和所示。
　　从试验考核结果来看，切割器的生产效率、割茬高度、切口性状的一致性、割净率，以及粗细茎秆的切割适应性等均实现了设计目的，效果比较理想。试验考核结果还表明：设计采用的切割刀片，其耐磨性、抗冲击载荷的能力（如切割树桩、砂石颗粒与其它硬质块状物）均很理想，经过2个收获年份田间试验的切割刀片在正常使用状况下，基本上没有产生生产性的损坏和报废，使用寿命长。
　　4结论1）回转链式切割器以锯切剪切方式同时作用于收获作物，适宜于刚度大、强度高和质地硬的高粗茎秆农作物的收割，其收割效果好；2）切割器采用的双金属锯齿形刀片综合性能优良，使用寿命长，田间适应性强，是一种理想的切割刀具；3）田间试验表明：采用研制的回转链式切割器的4ZG－2.5芦竹收割机功耗低，生产效率高，推广前景广阔。
　
　

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