不同刀片結(jié)構(gòu)的比較分析國內(nèi)外甘蔗收獲機械砍蔗機構(gòu)一般有單刀盤和雙刀盤兩種，刀盤的型式和數(shù)量隨機器型號不同而異，安裝在刀盤上的刀片是直接切割甘蔗的關(guān)鍵零件，一般需要滿足三個條件：堅韌耐磨、鋒利、形狀合理。堅韌耐磨和鋒利是公認的條件，但是形狀合理現(xiàn)在還沒有定論，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)對三種形狀的刀片進行分析。

　　1.1切割甘蔗受力分析三種形狀的刀片安裝在刀盤上見簡。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)的實驗研究及運動學(xué)仿真分析可以知道，切割器刀片的刀刃在實際切割過程中大部分時間是刀刃的中部偏上部位對甘蔗進行切割。矩形刀片在切割甘蔗時是刀刃以砍切方式切斷甘蔗；梯形刀片在切割甘蔗時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是刀刃以滑切方式切斷甘蔗。三種形狀刀片切割甘蔗時的受力分析見簡。由的受力分析可知，矩形刀片切割甘蔗的作用力垂直過甘蔗中心，在刀刃線上沒有分力，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甘蔗中心，切割甘蔗效果與梯形刀片相似。砍切力大小的次序是矩形刀片大于梯形刀片，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，會造成甘蔗的破碎和撕裂，特別是會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刀片切割甘蔗的運動學(xué)分析運動分析是根據(jù)已知物體的運動規(guī)律，求出其物體上某些點的軌跡、位移、速度、加速度等，再從這些物理量分析出物體的運動性能。本文采用機械系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析軟件adams對刀片切割甘蔗的運動軌跡進行仿真分析。對三種形狀刀片切割甘蔗的過程進行運動仿真，對一把刀片的切割頂點和切割最低點的軌跡仿真，再通過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)過甘蔗直線度明顯，月牙形刀片的軌跡經(jīng)過甘蔗弧線度明顯，梯形刀片的軌跡經(jīng)過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，表明有對甘蔗前推的趨勢最顯著，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。刀片切割甘蔗時刀刃楔角的變化見。由刀刃切切割過程的理論知刀刃沿材料的切向位移愈大，切割時所需的法向壓力愈小角/就越小，因此刀刃切進材料所需的法向力便越小，即砍切力越小。滑切與砍切相比，前者的切割行程長，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容易造成甘蔗破裂。綜合刀刃切割的過程比較，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)束語由三種不同形狀的刀片切割甘蔗受力分析以及運動學(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，容易造成甘蔗擠推斷裂，而梯形和矩形刀片則沒有。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。