油菜是我国主要的油料作物之一,种植区域广泛,种植面积大,种植面积及产量均居于世界前位。油菜籽作为主要的植物油原料,含有丰富的油酸,具有较高的营养价值,随着植物油脂人均摄入量的增加,油菜生产也变得更加重要。然而由于油菜自身的生长状况和特性,油菜植株高大,茎秆粗壮坚韧,分枝密布交叉,相互牵扯分禾困难,果荚容易开裂落粒,难以进行机械化收获。且机械化收获所采用的机器也是在稻麦联合收割机的基础上改装而成,主要通过加长割台、加立式割刀、更换筛面等部件改变使其进行油菜收获,机器适应性差,没有真正从油菜收割的特性上深入细致的研究,所以性能不够完善,收割损失率偏高。针对这一问题,本研究结合油菜特有的生物特性和物理机械特性,围绕割台产生高损失的原因,分析确定割台主要结构参数和运动参数,主要通过田间试验等方法优化验证其结构和运动参数,试验以割台损失率为主控目标,对拨禾轮水平位置(相对割刀位置)、拨禾轮垂直位置(相对割刀位置)和拨禾轮转速开展单因素试验和响应面试验研究,获得三个参数对损失率影响的主次关系及显著性影响,寻求其最佳参数组合。在此基础上,优化割台传动结构,设计了拨禾轮液压调节系统并进行仿真,减少油菜收割过程割台落粒损失。本研究主要研究内容及结果如下:(1)相关文献查阅及现状介绍。在充分调研及查阅梳理与联合收割机割台相关文献资料的基础上,对其国内外现状进行简要介绍,了解当前油菜联合收割机割台存在的问题及已有解决的办法,对于收获过程中损失率过高的问题提出新的优化改进方案,通过田间试验进行结构和运动参数优化,相应的给出研究方法与技术路线。(2)联合收割机的结构特点分析。对联合收割机割台拨禾轮、切割器、螺旋推运器等主要部件进行理论分析和参数计算,并在其基础上分析了油菜收割机割台特点,主要是安装竖割刀分禾器减少油菜分枝拉扯损失;增加割台长度保证油菜在割台上喂入深度和输送的流畅性,减少落粒损失;增加挡板减少飞溅造成的籽粒损失;改变拨禾轮参数等。(3)油菜茎秆力学特性试验研究。主要包括油菜植株的生物特性测量和茎秆切割力学试验。油菜茎秆测量包括其茎秆高度、茎秆直径、底荚高度、最低分枝高度、分枝数、角果层最大直径、质量、含水率等数据,从结果可以看出,不同油菜品种各参数差异较大。油菜茎秆切割力学试验,分别从不同品种、同株不同高度、不同直径、不同加载速度等几个方面进行分析切割力变化,得出结论,青杂5号与青杂7号油菜茎秆在相同部位相同加载速度下受到的切割力有较大差异;同一品种不同高度油菜茎秆在相同切割速度下上部所受切割力基本小于底部所受切割力但没有显著差异;油菜茎秆所受切割力均随茎秆直径的增大呈现增长趋势;油菜茎秆所受切割力整体上随着割刀加载速度的增加而减小。(4)油菜联合收割机田间试验。选择拨禾轮水平位置、拨禾轮垂直位置和拨禾轮转速为主要参数,以割台损失率为主控目标,同时考虑收割机作业效率,以整机喂入量作为辅助目标。首先对三个主要参数进行单因素试验,分析各因素对损失率和喂入量的影响,发现拨禾轮水平位置、垂直位置和转速对损失率都有一定影响;而对喂入量有显著影响的的只有拨禾轮转速。在单因素的基础上,根据Box-Benhnken中心组合试验设计理论,对拨禾轮水平位置、垂直位置和转速开展响应面试验研究,开展三因素三水平二次回归正交试验研究,建立回归模型,确定因素影响显著性。试验结果中,只有拨禾轮转速对喂入量影响显著,试验结果与单因素试验结果相一致。通过影响效应分析可知,割台各结构参数和运动参数对割台损失率影响显著顺序为拨禾轮垂直位置>拨禾轮转速>拨禾轮水平位置;以高效低损作为约束条件寻求满足性能要求的最佳参数组合,进行多目标参数优化,确定油菜收割机割台最优工作参数组合为拨禾轮水平位置为50mm、拨禾轮垂直位置为1056mm、拨禾轮转速为30r/min,优化条件下割台损失率为0.97%,喂入量为8.35 kg/s,试验实测值值为割台损失率为1.01%,喂入量为8.48 kg/s,拟合度较高。(5)拨禾轮液压调节系统设计。为了降低割台振动,减少落粒损失,优化割台传动结构,在田间试验的基础上进行拨禾轮液压调节系统设计,主要根据联合收割机割台拨禾轮工作条件进行了方案设计和仿真分析。根据拨禾轮工作条件确定其对液压系统精度的要求,提出所设计拨禾轮液压调节系统能够控制其执行元件液压缸和液压马达完成相应的功能、保持较高的同步精度和经济性实用性等设计要求。在满足设计要求的前提下设计了串联液压缸回路、分流集流阀回路和同步缸回路不同方案。通过对各方案对比分析可知,方案一串联液压缸回路系统结构简单,经济便捷,为了消除误差增加了补偿装置。然后对液压马达和液压泵主要参数进行计算选型,选择液压马达型号BMR50,选择液压泵型号为CBN-E320。为了验证其性能,判断方案是否满足设计要求,采用液压仿真软件AMESim对液压系统进行仿真分析,结果符合要求。