〖摘要〗
谷物收獲機械中的輸送裝置作為收割流程中的中間過渡環節，在收獲機械上應用比較廣泛，它所起的作用已經逐漸受到人們的關注，本文主要從輸送裝置的工作類型和原理上并結合在收獲機械的實際應用作一個簡要的敘述。
〖關鍵詞〗輸送裝置、物料、螺旋角、摩擦系數
一、輸送裝置的分類及功用
谷物聯合收割機收獲流程比較復雜，在收獲過程中谷物以多種形式存在，比如谷粒、莖桿，穎糠、雜余等物質統稱為物料，在完成某個環節后，它們由谷物聯合收割機中的特定的裝置輸送到下一個工作部件，這種特定裝置被定義為輸送裝置。輸送裝置主要有螺旋式輸送器、刮板式輸送器和拋揚器等三種，它們由于結構上的差異被應用于收割機不同部分的輸送。
二、輸送裝置的工作原理和主要參數計算方法
一）、螺旋式輸送器工作原理與主要參數：(如圖1)
1、螺旋式輸送器主要用來輸送谷粒和雜余，也可以輸送莖桿等，其特點為結構簡單，能夠實現水平、傾斜和垂直方向的輸送，應用的比較廣泛。比如聯合收割機中的糧食攪龍和雜余攪龍以及糧箱里的均布攪龍等均為水平推運攪龍，卸糧筒里的攪龍為傾斜方向的攪龍。當螺旋式輸送器以角速度ω旋轉時，O點處的物料的運動速度V0和物料螺旋頁面的滑動形成的相對速度AB，合成速度為OB（Vn）。考慮到物料與螺旋葉片之間有摩擦力的存在，合成后的速度應當較原速度偏轉一摩擦角φ，而形成螺旋葉片作用下的絕對速度vf，在Z軸的分量為Vz，在圓周方向分量為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-鋼鐵與谷物的摩擦系數和摩擦角。
當1-ftgα≤0時，Vz≤0，物料將不能作軸向運動，即tgα≤1/tgφ或者α≤90°-φ，因為在螺旋葉片處對應的α最大，所以應當以此處α進行計算。
對式中的Vz求導可得，并且令dvz/dα=0,得出軸向速度最大時的螺旋角為：
α|v2=max|=π/4-φ/2
谷粒與雜余螺旋推運器的螺旋外徑D是由生產率決定的，在脫粒機和聯合收割機上D=75-250mm，在現代化的大型聯合收割機上螺旋輸送器的D可達到350mm，螺距S=(0.75-1.2)D,但是應當符合螺旋角的要求。葉片與底殼間隙λ=8-10mm，螺旋輸送器的軸徑d=(0.02-0.03)L,螺旋葉片厚度為1.5-3mm，轉速n=60-400r/min
2、生產率與功率耗用：螺旋式輸送器的生產率由轉速、螺距、螺旋的橫斷面積以及充滿系數決定。公式及參數如下：
Q=π「(D+2λ)2-d2」/4.60.ψ.S.n.γ.C(t/h)
式中γ-輸送物料的容重（t/m3）
ψ—充滿系數，谷粒、雜余為0.3-0.4。
C—系數，隨傾角β而變化。
消耗功率為
N=Q/367.(LpW0+H)η（KW）
式中Q—生產率(t/h)
Lp—輸送行程的水平投影距離(m)
H—提升高度(m)
W0—在管內運動阻力系數，對谷粒、雜余為1.2
η—修正系數，它隨傾角β而異。當β<20°時，η=1；當β=30°、45°時，η分別為1.13和1.40。
二）、刮板式輸送器工作原理與主要參數：
刮板式輸送器可以輸送谷粒、雜余和果穗(如圖2)。它既可傾斜輸送也可垂直輸送，一般傾角不大于45°。刮板式輸送器由帶雙翼的套筒鏈子組成，其上安裝橡膠刮板，在輸送殼體內運轉。通常下面為工作邊，例如1000系列收割機過橋內的升運器，糧食以及雜余升運器。也有少數是上面為工作邊，例如玉米過橋及升運器。當用刮板鏈的下邊為工作邊時，物料升至頂部時靠自身重量從刮板上滑落下來卸出。卸糧口的長度l要保證物料能及時卸凈，卸糧口尺寸應當由下面的公式確定，
設刮板根部A走到卸料開口的下邊緣上方時為坐標的原點刮板AB方向X軸，物料質量為m，物料受到刮板的法向力為N，物料沿刮板運動的摩擦力為F。則物料在刮板中的受力情況如下：
Md2x/dt2=mgcosα-F
F=mgsinαtgφ 代入上式得d2x/dt2=g(cosα-sinαtgφ)=gcos(α+φ)/cosφ
式中 φ——摩擦角
經兩次積分，物料在刮板上的移動距離為：x=9(cosα-tgφ)t2，當x=h時（h為刮板高度），則物料走完刮板高度所需要的時間為：t=
卸料開口長度：l≥vt=v
刮板輸送速度v：輸送谷粒和雜余時為1-2m/s，果穗時0.4-1.3m/s,塊根為0.3-0.5m/s，粉料0.5-1.0m/s。
刮板式輸送器生產率為：Q=3600.ψ.H.B.v.γ.K(t/h)
式中H——刮板高度(m)。.在輸送谷物雜余時，常采用0.06-0.07
B——刮板寬度(m)。一般為0.12-0.13
γ——物料容重（t/m3）
K——傾斜系數。
v——鏈子線速度（m/s）
功率耗用可采用如下公式計算：
N=Q/367(LW+L’) (KW)
式中 L——輸送器的水平投影長度(m)
L’——輸送器的垂直投影長度(m)
W——運動阻力系數。
三）、拋扔器工作原理與主要參數：
拋扔器又名揚谷器(如圖3)，是由葉輪、外殼和管道組成，通常裝在螺旋輸送器的出口端的軸上組成一體。實驗證明當葉輪線速度不變時拋扔器的生產率是隨著升運高度的增加而減少，二者的關系為H與G1/3之間為雙曲線關系。而且v對此雙曲線的位置也有影響，其經驗公式為：
H=v2C/2gG1/3
式中 H——拋扔高度(m)
V——葉輪線速度(m/s)
G——單位時間所能提升物料重量(kg/s)
g——重力加速度(9.81m/s2)
C——生產率系數(kg/s)1/3.實驗確定：輸送谷粒時為0.4左右，輸送青綠穎糠和飼料為0.41左右。
拋扔器的主要尺寸參數為：葉輪外徑220-400mm,葉片寬45-65mm，葉片高度40-60mm，葉片數量3-6，葉片與外殼的軸向間隙為5-6mm，徑向間隙5-8mm，轉速取決于葉輪大小及升運高度，一般n=1300-1600r/min（中小型機上為1100-1200r/min），但是由于打擊摩擦造成物料的破損，尤其是當谷粒干燥而潔凈的時候，因此這種輸送裝置在聯合收割機上應用的較少。
三、收割機輸送裝置的發展更新
由于輸送裝置在收割機上使用的部位非常多，這些工作部件的工作質量好壞會直接影響到整機的作業質量及工作效率，因此隨著農藝要求及作物品種的變化，谷物收割機中的輸送裝置需要進行相應的調整以及技術更新，以提高整機性能來滿足用戶的使用需求。
谷物收獲機械中的輸送裝置作為收割流程中的中間過渡環節，在收獲機械上應用比較廣泛，它所起的作用已經逐漸受到人們的關注，本文主要從輸送裝置的工作類型和原理上并結合在收獲機械的實際應用作一個簡要的敘述。
〖關鍵詞〗輸送裝置、物料、螺旋角、摩擦系數
一、輸送裝置的分類及功用
谷物聯合收割機收獲流程比較復雜，在收獲過程中谷物以多種形式存在，比如谷粒、莖桿，穎糠、雜余等物質統稱為物料，在完成某個環節后，它們由谷物聯合收割機中的特定的裝置輸送到下一個工作部件，這種特定裝置被定義為輸送裝置。輸送裝置主要有螺旋式輸送器、刮板式輸送器和拋揚器等三種，它們由于結構上的差異被應用于收割機不同部分的輸送。
二、輸送裝置的工作原理和主要參數計算方法
一）、螺旋式輸送器工作原理與主要參數：(如圖1)
1、螺旋式輸送器主要用來輸送谷粒和雜余，也可以輸送莖桿等，其特點為結構簡單，能夠實現水平、傾斜和垂直方向的輸送，應用的比較廣泛。比如聯合收割機中的糧食攪龍和雜余攪龍以及糧箱里的均布攪龍等均為水平推運攪龍，卸糧筒里的攪龍為傾斜方向的攪龍。當螺旋式輸送器以角速度ω旋轉時，O點處的物料的運動速度V0和物料螺旋頁面的滑動形成的相對速度AB，合成速度為OB（Vn）。考慮到物料與螺旋葉片之間有摩擦力的存在，合成后的速度應當較原速度偏轉一摩擦角φ，而形成螺旋葉片作用下的絕對速度vf，在Z軸的分量為Vz，在圓周方向分量為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-鋼鐵與谷物的摩擦系數和摩擦角。
當1-ftgα≤0時，Vz≤0，物料將不能作軸向運動，即tgα≤1/tgφ或者α≤90°-φ，因為在螺旋葉片處對應的α最大，所以應當以此處α進行計算。
對式中的Vz求導可得，并且令dvz/dα=0,得出軸向速度最大時的螺旋角為：
α|v2=max|=π/4-φ/2
谷粒與雜余螺旋推運器的螺旋外徑D是由生產率決定的，在脫粒機和聯合收割機上D=75-250mm，在現代化的大型聯合收割機上螺旋輸送器的D可達到350mm，螺距S=(0.75-1.2)D,但是應當符合螺旋角的要求。葉片與底殼間隙λ=8-10mm，螺旋輸送器的軸徑d=(0.02-0.03)L,螺旋葉片厚度為1.5-3mm，轉速n=60-400r/min
2、生產率與功率耗用：螺旋式輸送器的生產率由轉速、螺距、螺旋的橫斷面積以及充滿系數決定。公式及參數如下：
Q=π「(D+2λ)2-d2」/4.60.ψ.S.n.γ.C(t/h)
式中γ-輸送物料的容重（t/m3）
ψ—充滿系數，谷粒、雜余為0.3-0.4。
C—系數，隨傾角β而變化。
消耗功率為
N=Q/367.(LpW0+H)η（KW）
式中Q—生產率(t/h)
Lp—輸送行程的水平投影距離(m)
H—提升高度(m)
W0—在管內運動阻力系數，對谷粒、雜余為1.2
η—修正系數，它隨傾角β而異。當β<20°時，η=1；當β=30°、45°時，η分別為1.13和1.40。
二）、刮板式輸送器工作原理與主要參數：
刮板式輸送器可以輸送谷粒、雜余和果穗(如圖2)。它既可傾斜輸送也可垂直輸送，一般傾角不大于45°。刮板式輸送器由帶雙翼的套筒鏈子組成，其上安裝橡膠刮板，在輸送殼體內運轉。通常下面為工作邊，例如1000系列收割機過橋內的升運器，糧食以及雜余升運器。也有少數是上面為工作邊，例如玉米過橋及升運器。當用刮板鏈的下邊為工作邊時，物料升至頂部時靠自身重量從刮板上滑落下來卸出。卸糧口的長度l要保證物料能及時卸凈，卸糧口尺寸應當由下面的公式確定，
設刮板根部A走到卸料開口的下邊緣上方時為坐標的原點刮板AB方向X軸，物料質量為m，物料受到刮板的法向力為N，物料沿刮板運動的摩擦力為F。則物料在刮板中的受力情況如下：
Md2x/dt2=mgcosα-F
F=mgsinαtgφ 代入上式得d2x/dt2=g(cosα-sinαtgφ)=gcos(α+φ)/cosφ
式中 φ——摩擦角
經兩次積分，物料在刮板上的移動距離為：x=9(cosα-tgφ)t2，當x=h時（h為刮板高度），則物料走完刮板高度所需要的時間為：t=
卸料開口長度：l≥vt=v
刮板輸送速度v：輸送谷粒和雜余時為1-2m/s，果穗時0.4-1.3m/s,塊根為0.3-0.5m/s，粉料0.5-1.0m/s。
刮板式輸送器生產率為：Q=3600.ψ.H.B.v.γ.K(t/h)
式中H——刮板高度(m)。.在輸送谷物雜余時，常采用0.06-0.07
B——刮板寬度(m)。一般為0.12-0.13
γ——物料容重（t/m3）
K——傾斜系數。
v——鏈子線速度（m/s）
功率耗用可采用如下公式計算：
N=Q/367(LW+L’) (KW)
式中 L——輸送器的水平投影長度(m)
L’——輸送器的垂直投影長度(m)
W——運動阻力系數。
三）、拋扔器工作原理與主要參數：
拋扔器又名揚谷器(如圖3)，是由葉輪、外殼和管道組成，通常裝在螺旋輸送器的出口端的軸上組成一體。實驗證明當葉輪線速度不變時拋扔器的生產率是隨著升運高度的增加而減少，二者的關系為H與G1/3之間為雙曲線關系。而且v對此雙曲線的位置也有影響，其經驗公式為：
H=v2C/2gG1/3
式中 H——拋扔高度(m)
V——葉輪線速度(m/s)
G——單位時間所能提升物料重量(kg/s)
g——重力加速度(9.81m/s2)
C——生產率系數(kg/s)1/3.實驗確定：輸送谷粒時為0.4左右，輸送青綠穎糠和飼料為0.41左右。
拋扔器的主要尺寸參數為：葉輪外徑220-400mm,葉片寬45-65mm，葉片高度40-60mm，葉片數量3-6，葉片與外殼的軸向間隙為5-6mm，徑向間隙5-8mm，轉速取決于葉輪大小及升運高度，一般n=1300-1600r/min（中小型機上為1100-1200r/min），但是由于打擊摩擦造成物料的破損，尤其是當谷粒干燥而潔凈的時候，因此這種輸送裝置在聯合收割機上應用的較少。
三、收割機輸送裝置的發展更新
由于輸送裝置在收割機上使用的部位非常多，這些工作部件的工作質量好壞會直接影響到整機的作業質量及工作效率，因此隨著農藝要求及作物品種的變化，谷物收割機中的輸送裝置需要進行相應的調整以及技術更新，以提高整機性能來滿足用戶的使用需求。
