不同刀片結(jié)構(gòu)的比較分析國(guó)內(nèi)外甘蔗收獲機(jī)械砍蔗機(jī)構(gòu)一般有單刀盤(pán)和雙刀盤(pán)兩種，刀盤(pán)的型式和數(shù)量隨機(jī)器型號(hào)不同而異，安裝在刀盤(pán)上的刀片是直接切割甘蔗的關(guān)鍵零件，一般需要滿足三個(gè)條件：堅(jiān)韌耐磨、鋒利、形狀合理。堅(jiān)韌耐磨和鋒利是公認(rèn)的條件，但是形狀合理現(xiàn)在還沒(méi)有定論，目前使用的刀片形狀有矩形、梯形和月牙形三種。使用上以前兩種形狀刀片最廣泛?，F(xiàn)對(duì)三種形狀的刀片進(jìn)行分析。

　　1.1切割甘蔗受力分析三種形狀的刀片安裝在刀盤(pán)上見(jiàn)簡(jiǎn)。刀刃有兩種形式，一種是光滑線刃，另一種是鋸齒刃。

　　鋸齒刃入土切割甘蔗容易損壞，故刀片主要采用光滑線刃。

　　由相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究及運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析可以知道，切割器刀片的刀刃在實(shí)際切割過(guò)程中大部分時(shí)間是刀刃的中部偏上部位對(duì)甘蔗進(jìn)行切割。矩形刀片在切割甘蔗時(shí)是刀刃以砍切方式切斷甘蔗；梯形刀片在切割甘蔗時(shí)是刀刃以砍切和滑切兩種方式切斷甘蔗；月牙形刀片在切割甘蔗時(shí)是刀刃以滑切方式切斷甘蔗。三種形狀刀片切割甘蔗時(shí)的受力分析見(jiàn)簡(jiǎn)。由的受力分析可知，矩形刀片切割甘蔗的作用力垂直過(guò)甘蔗中心，在刀刃線上沒(méi)有分力，是砍切方式切斷甘蔗；梯形刀片切割甘蔗。三種形狀刀片切割甘蔗的受力分析的作用力過(guò)甘蔗中心，在刀刃線方向和刀刃線垂直方向上都有分力，是砍切與滑切的綜合作用下切斷甘蔗；月牙形刀片切割甘蔗的作用力過(guò)甘蔗中心，切割甘蔗效果與梯形刀片相似?？城辛Υ笮〉拇涡蚴蔷匦蔚镀笥谔菪蔚镀?，梯形刀片大于月牙形刀片；滑切力大小的次序是月牙形刀片大于梯形刀片，梯形刀片大于矩形刀片。以基本垂直于甘蔗莖稈的沖擊力砍蔗，會(huì)造成甘蔗的破碎和撕裂，特別是會(huì)把靠切割位置附近的兩節(jié)甘蔗變成碎片，從而使甘蔗造成重大損失。所以直接的砍切甘蔗效果與有滑切的相比效果要差。

　　1.2刀片切割甘蔗的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析運(yùn)動(dòng)分析是根據(jù)已知物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，求出其物體上某些點(diǎn)的軌跡、位移、速度、加速度等，再?gòu)倪@些物理量分析出物體的運(yùn)動(dòng)性能。本文采用機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件adams對(duì)刀片切割甘蔗的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行仿真分析。對(duì)三種形狀刀片切割甘蔗的過(guò)程進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，對(duì)一把刀片的切割頂點(diǎn)和切割最低點(diǎn)的軌跡仿真，再通過(guò)其軌跡分析刀片的切割效果。三種形狀刀片切割的仿真軌跡見(jiàn)圖從三種形狀刀片切割甘蔗的仿真軌跡可知，矩形刀片的軌跡經(jīng)過(guò)甘蔗直線度明顯，月牙形刀片的軌跡經(jīng)過(guò)甘蔗弧線度明顯，梯形刀片的軌跡經(jīng)過(guò)甘蔗的直線度處于矩形刀片和月牙形刀片之間。前后刀片的軌跡緊密程度以矩形刀片最顯著，其次是梯形刀片和月牙形刀片。結(jié)果表明矩形刀片切斷甘蔗要多刀切割的數(shù)量比梯形刀片和月牙形刀片的多。月牙形刀片的軌跡有向前彎曲的程度最顯著，表明有對(duì)甘蔗前推的趨勢(shì)最顯著，應(yīng)避免。

　　滑切效果與砍切效果分析刀片在切割甘蔗過(guò)程主要是以砍切和滑切兩種形式切斷甘蔗。刀片切割甘蔗時(shí)刀刃楔角的變化見(jiàn)。由刀刃切切割過(guò)程的理論知刀刃沿材料的切向位移愈大，切割時(shí)所需的法向壓力愈小角/就越小，因此刀刃切進(jìn)材料所需的法向力便越小，即砍切力越小?；信c砍切相比，前者的切割行程長(zhǎng)，消耗于楔面與材料之間的摩擦功有所增加，故在很多次切割的條件下總的切割功比后者大。

　　在一刀（或少數(shù)幾刀）切斷甘蔗的情況下，由于是瞬時(shí)切斷，消耗于楔面與材料之間的摩擦功很小。

　　所以總的切割功耗比砍切小。由刀片切割的仿真軌跡得矩形刀片一刀切斷甘蔗的效果最好，若一刀切割不斷甘蔗則會(huì)容易造成甘蔗破裂。綜合刀刃切割的過(guò)程比較，梯形刀片和月牙形刀片切割甘蔗的功率損耗比矩形刀片的切割功率損耗小。

　　結(jié)束語(yǔ)由三種不同形狀的刀片切割甘蔗受力分析以及運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析，得出矩形刀片是直接以砍切方式切割甘蔗，容易造成甘蔗破裂；月牙形刀片以滑切方式切割甘蔗效果最好，梯形刀片次之；月牙形刀片軌跡有推側(cè)甘蔗的趨勢(shì)，容易造成甘蔗擠推斷裂，而梯形和矩形刀片則沒(méi)有。功率損耗方面砍切方式切割甘蔗損耗最大，梯形刀片和月牙形刀片切割功率較小。綜合以上分析，月牙形刀片切割甘蔗的效果最好，梯形刀片次之，矩形刀片效果最差。