CN102498824B - 一种甘蔗收割机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种甘蔗收割机，包括机架、切割器、输送机构、动力机构、液压动力系统及相应的控制系统，其特征在于:所述甘蔗收割机的前端设有两段螺旋式扶蔗器，两段螺旋式扶蔗器包括平行于甘蔗地面的拣拾段和立起的输送段，拣拾段为一圆锥螺旋滚筒段，输送段为一圆柱螺旋滚筒段，拣拾段和输送段分别由相同型号的液压马达驱动转动，并且两液压马达的油路串联连接，两液压马达由甘蔗收割机的液压站提供液压动力，拣拾段的轴线与水平地面的角度大小和输送段的轴线与水平地面的角度大小分别通过一螺杆螺母调节结构调节。采用本发明在坡地、丘陵地带，甘蔗倒伏、弯曲较多的场合，扶蔗效果好，运行平稳。

Description

一种甘蔗收割机
技术领域
本发明涉及甘蔗生产机械领域，特别是一种甘蔗收割机的改进技术。
背景技术
我国是甘蔗种植大国，在我国甘蔗收割机是甘蔗生产机械化中最为薄弱的环节之一。特别是在我国南方，甘蔗大多种植在坡地、丘陵地带，受台风、季风影响，甘蔗倒伏、弯曲较多。我国从60年代开始研制甘蔗收割机,研制的甘蔗收割机可分为立式割台收获机和卧式割台收获机。国内普遍采用卧式割台，如广东省农机所研制的4GZ-35型侧挂式甘蔗整秆收获机,配套动力为中型轮式拖拉机,能一次完成扶蔗、切割、喂送、剥叶、分离清理和集堆装车等工序,适应行距1.2～1.4ｍ、蔗茎弯曲倒伏不太严重及田间杂草较少的旱地大蔗田收获作业。但在倒伏严重的地方，甘蔗收割机走不到5m就被堵塞并推倒前方甘蔗，使甘蔗收割机无法正常作业。因此，根据南方省份甘蔗种植的特点研制适合丘陵地带使用的小型整秆式甘蔗收割机械势在必行。为了解决这个问题，华南农业大学工程学院在研究进口大型甘蔗机械化的基础上，开展了小型整秆式甘蔗收割机的研究，通过对引进的小型澳大利亚B80-130型整秆式甘蔗收割机的试验发现，该机适合于直立的甘蔗，而我国南方的甘蔗倒伏严重，因此有必要对其加以改进，并设计甘蔗扶起机构。我们知道，整秆式甘蔗收获的工序一般包括：扶蔗、夹持，根部收割、切梢、剥叶和捆扎几个环节。在甘蔗收割机械中，扶蔗是第一道工序，要求扶起机构能够适应甘蔗的种植方式、生长状态和所受约束条件等，扶起不同倒伏状态的甘蔗，而且要与甘蔗的夹持，切割在时间上和空间上配合好，因此扶起机构是整机设计中的重点和难点之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种在丘陵地带，甘蔗倒伏、弯曲较多的场合，扶蔗效果好，运行平稳，效率高的甘蔗收割机。
本发明通过下述技术方案来实现：
一种甘蔗收割机，包括机架、切割器、输送机构、动力机构、液压动力系统及相应的控制系统，其特征在于: 所述甘蔗收割机的前端设有两段式扶蔗器，两段式扶蔗器包括平卧的拣拾段和立起的输送段。
   所述两段式扶蔗器为两段螺旋式扶蔗器，拣拾段为一圆锥螺旋滚筒段，输送段为一圆柱螺旋滚筒段，拣拾段和输送段分别由相同型号的液压马达驱动转动，并且两液压马达的油路串联连接，两液压马达由甘蔗收割机的液压站提供液压动力，拣拾段的轴线与水平地面的角度大小和输送段的轴线与水平地面的角度大小分别通过一螺杆螺母调节结构调节。
    所述拣拾段滚筒直径150mm，拣拾段滚筒叶片的螺距150 mm，拣拾段滚筒的圆锥角13°，拣拾段滚筒长度800mm，输送段滚筒的直径200mm，输送段滚筒叶片的螺距160mm，输送段滚筒长度1500mm，拣拾段和输送段的滚筒转速均为100-150r/min，甘蔗收割机前进速度0.21-0.50m/s。
     所述输送段安装角50-70°，拣拾段安装角0-10°。
    更具体来说，其中所述拣拾段和输送段的滚筒转速均100/min，输送段安装角50拣拾段安装角0°，甘蔗收割机前进速度0.21m/s；或者所述拣拾段和输送段的滚筒转速均150r/min，输送段安装角70°拣拾段安装角10°，甘蔗收割机前进速度0.50m/s；或者，所述拣拾段和输送段的滚筒转速均120r/min，输送段安装角60°拣拾段安装角10°，甘蔗收割机前进速度0.36m/s,速比参数为0.59,所述速比参数                                               
Figure DEST_PATH_IMAGE002
是甘蔗被提升速度
Figure DEST_PATH_IMAGE004
与机车前进速度
Figure DEST_PATH_IMAGE006
的比值，即  其中
Figure DEST_PATH_IMAGE010
，式中 
Figure DEST_PATH_IMAGE012
—扶起机构安装角，p—螺距，n—为扶蔗器转速。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
   （1）中国沿海丘陵地区由于受台风的影响，甘蔗倒伏情况甚为复杂，甘蔗收获两段螺旋式扶蔗机构，较能适应该情况下的甘蔗收获。
   （2）两段螺旋扶蔗机构对仰角小于15°的严重倒伏、侧向生长的甘蔗，扶起效果明显。
   （3）螺旋式扶蔗机构性能参数对甘蔗的扶起效果中，扶蔗器转速影响最大，机车前进速度影响第二，拣拾段与地面夹角影响第三，输送段与地面的夹角影响第四。
（4）两段螺旋式扶蔗器适用于倒伏角在45°～165°之间的甘蔗，对倒伏角在0°～45°之间、165°～180°之间的甘蔗不起扶起作用。倒伏角在45°时是顺倒伏甘蔗能被扶起的临界点。
 （5）速比参数是重要因素。过快的机车前进速度，在甘蔗被扶升到输送段时，它所在的上层螺旋叶片会阻碍其扶升；而过快的扶蔗器转速，则会导致扶蔗器对甘蔗严重碰撞。
 （6）机车前进速度为0.36m/s，扶蔗器转速为120r/min，输送段安装角为60°，拣拾段安装角为10°，速比参数为0.59时，扶蔗器对甘蔗的扶起效果最好。
附图说明
图1是本发明甘蔗收割机结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明甘蔗收割机作进一步描述:
如图1所示, 本发明甘蔗收割机，包括机架1、切割器、输送机构、动力机构、液压动力系统及相应的控制系统，在甘蔗收割机的前端设有两段螺旋式扶蔗器，两段螺旋式扶蔗器包括平卧如平行于甘蔗地面的拣拾段2和立起的输送段3，拣拾段2为一圆锥螺旋滚筒段，输送段3为一圆柱螺旋滚筒段，拣拾段2和输送段3分别由相同型号的液压马达驱动转动，并且两液压马达的油路串联连接，两液压马达由液压站4提供液压动力，拣拾段2的轴线和输送段3的轴线与水平地面的角度分别通过一螺杆螺母调节结构调节。
其中拣拾段2滚筒直径150mm，拣拾段3滚筒叶片的螺距150 mm，拣拾段2滚筒的圆锥角13°，拣拾段2滚筒长度800mm，输送段3滚筒的直径200mm，输送段3滚筒叶片的螺距160mm，输送段3滚筒长度1500mm。
其中两段螺旋式扶蔗器转速即拣拾段2与输送段3转速均是100-150r/min，输送段安装角50-70°，拣拾段安装角0-10°，甘蔗收割机前进速度0.21-0.50m/s。更具体来说，两段螺旋式扶蔗器转速100/min，输送段安装角50，拣拾段安装角0°，甘蔗收割机前进速度0.21m/s；或者所述两段螺旋式扶蔗器转速120r/min，输送段安装角60°，拣拾段安装角10°，甘蔗收割机前进速度0.36m/s；或者所述两段螺旋式扶蔗器转速150r/min，输送段安装角70°，拣拾段安装角10°，甘蔗收割机前进速度0.50m/s。
甘蔗收获的工序一般包括扶蔗、夹持，根部收割、切梢、剥叶和捆扎几个环节。在甘蔗收割机械中，扶蔗是第一道工序，要求扶起机构能够适应甘蔗的种植方式、生长状态和所受约束条件等，扶起不同倒伏状态的甘蔗，而且要与甘蔗的夹持，切割在时间上和空间上配合好，因此扶起机构是整机设计中的重点和难点之一。在实际作业中，两段螺旋式扶蔗器转速即拣拾段与输送段转速是影响甘蔗扶起性能的第一因素，机车牵引速度是第二因素。试验与实践中观察到，有时出现甘蔗沿着辊轴上升压在叶片下面的现象，所以应该重新理解叶片在扶起甘蔗过程中的作用。甘蔗在开始接触螺旋时，叶片起提升作用，上升到螺旋上部时，叶片所起作用不大，甘蔗在上升时，有反弹、跳跃、下滑现象，甘蔗在扶起过程中受到的力很大，常常从根部折断，如果螺旋转速增加，甘蔗常常反弹，如果机车牵引速度增加，螺旋叶片常常阻碍甘蔗上升。螺旋转速、机车前进、速度叶片的型式、高度、螺距和甘蔗的不同倒伏状态等都是影响甘蔗扶起效果的重要因素。因此，当扶起机构采用上述参数时，具有结构紧凑，容易实现动力的传送，特别是两段螺旋式扶蔗器转速120r/min，输送段安装角60°，拣拾段安装角10°，甘蔗收割机前进速度0.36m/s，速比参数为0.59时可以达到最好的效果，而且通过试验与实践证明，控制好牵引速度，甘蔗在上升时，也不会出现有反弹、跳跃、下滑现象。
     本发明所述速比参数是重要因素。过快的机车前进速度，在甘蔗被扶升到输送段时，它所在的上层螺旋叶片会阻碍其扶升；而过快的扶蔗器转速，则会导致扶蔗器对甘蔗严重碰撞。
速比参数
Figure 380810DEST_PATH_IMAGE002
是甘蔗被提升速度与机车前进速度
Figure 140004DEST_PATH_IMAGE006
的比值，即
Figure 535214DEST_PATH_IMAGE008
 ，其中  
Figure 411903DEST_PATH_IMAGE010
式中 ，
Figure 234365DEST_PATH_IMAGE012
—扶起机构安装角，
Figure DEST_PATH_IMAGE014
—螺距，
Figure DEST_PATH_IMAGE016
—为扶蔗器转速。

Claims (3)

1.一种甘蔗收割机，包括机架、切割器、输送机构、动力机构、液压动力系统及相应的控制系统，其特征在于: 所述甘蔗收割机的前端设有两段式扶蔗器，两段式扶蔗器包括平卧的拣拾段和立起的输送段，
   所述两段式扶蔗器为两段螺旋式扶蔗器，拣拾段为一圆锥螺旋滚筒段，输送段为一圆柱螺旋滚筒段，
   拣拾段由一液压马达驱动转动，输送段由一液压马达驱动转动，驱动拣拾段的液压马达与驱动输送段的液压马达型号相同，并且两液压马达的油路串联连接，两液压马达由甘蔗收割机的液压站提供液压动力，拣拾段的轴线与水平地面的角度大小和输送段的轴线与水平地
面的角度大小分别通过一螺杆螺母调节结构调节，
   所述拣拾段滚筒直径150mm，拣拾段滚筒叶片的螺距150 mm，拣拾段滚筒的圆锥角13°，拣拾段滚筒长度800mm，输送段滚筒的直径200mm，输送段滚筒叶片的螺距160mm，输送段滚筒长度1500mm，拣拾段和输送段的滚筒转速均为100-400r/min，甘蔗收割机前进速度
0.21-0.50m/s，
    所述输送段的安装角是50-70°，拣拾段的安装角是0-10°。
2.根据权利要求1所述的甘蔗收割机，其特征在于: 所述拣拾段和输送段的滚筒转速均100/min，输送段安装角50°，拣拾段安装
角0°，甘蔗收割机前进速度0.21m/s。
3.根据权利要求1所述的甘蔗收割机，其特征在于: 所述拣拾段和输送段的滚筒转速均150r/min，输送段安装角70°拣拾段安装角10°，甘蔗收割机前进速度0.50m/s。
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