联合收割机输送装置的工作原理和参数计算

    〖摘要〗
    谷物收获机械中的输送装置作为收割流程中的中间过渡环节，在收获机械上应用比较广泛，它所起的作用已经逐渐受到人们的关注，本文主要从输送装置的工作类型和原理上并结合在收获机械的实际应用作一个简要的叙述。
    〖关键词〗输送装置、物料、螺旋角、摩擦系数
    一、输送装置的分类及功用
　　谷物联合收割机收获流程比较复杂，在收获过程中谷物以多种形式存在，比如谷粒、茎杆，颖糠、杂余等物质统称为物料，在完成某个环节后，它们由谷物联合收割机中的特定的装置输送到下一个工作部件，这种特定装置被定义为输送装置。输送装置主要有螺旋式输送器、刮板式输送器和抛扬器等三种，它们由于结构上的差异被应用于收割机不同部分的输送。
    二、输送装置的工作原理和主要参数计算方法
    一）、螺旋式输送器工作原理与主要参数：(如图1)
　　1、螺旋式输送器主要用来输送谷粒和杂余，也可以输送茎杆等，其特点为结构简单，能够实现水平、倾斜和垂直方向的输送，应用的比较广泛。比如联合收割机中的粮食搅龙和杂余搅龙以及粮箱里的均布搅龙等均为水平推运搅龙，卸粮筒里的搅龙为倾斜方向的搅龙。当螺旋式输送器以角速度ω旋转时，O点处的物料的运动速度V0和物料螺旋页面的滑动形成的相对速度AB，合成速度为OB（Vn）。考虑到物料与螺旋叶片之间有摩擦力的存在，合成后的速度应当较原速度偏转一摩擦角φ，而形成螺旋叶片作用下的绝对速度vf，在Z轴的分量为Vz，在圆周方向分量为Vt
    ∴ Vz=Vfcos(α+φ)
    ∵ Vf=Vn/cosφ, Vn=V0sinα
　      Vz=V0(sinα/cosφ)cos(α+φ)
    而V0=ωR=Sn/60tgα
    ∴  Vz=(Sn/60)cos2α(1-ftgα)
    式中f, φ-钢铁与谷物的摩擦系数和摩擦角。
    当1-ftgα≤0时，Vz≤0，物料将不能作轴向运动，即tgα≤1/tgφ或者α≤90°-φ，因为在螺旋叶片处对应的α最大，所以应当以此处α进行计算。
    对式中的Vz求导可得，并且令dvz/dα=0,得出轴向速度最大时的螺旋角为：
    α|v2=max|=π/4-φ/2
    谷粒与杂余螺旋推运器的螺旋外径D是由生产率决定的，在脱粒机和联合收割机上D=75-250mm，在现代化的大型联合收割机上螺旋输送器的D可达到350mm，螺距S=(0.75-1.2)D,但是应当符合螺旋角的要求。叶片与底壳间隙λ=8-10mm，螺旋输送器的轴径d=(0.02-0.03)L,螺旋叶片厚度为1.5-3mm，转速n=60-400r/min
    2、生产率与功率耗用：螺旋式输送器的生产率由转速、螺距、螺旋的横断面积以及充满系数决定。公式及参数如下：
    Q=π「(D+2λ)2-d2」/4.60.ψ.S.n.γ.C(t/h)
    式中γ-输送物料的容重（t/m3）