CN102960119A

CN102960119A - 一种稻麦节秸秆吸收切碎收集机械

Info

Publication number: CN102960119A
Application number: CN2012104489501A
Authority: CN
Inventors: 马荣朝; 雷小龙; 苟文; 詹友林; 张兴; 马菁
Original assignee: Sichuan Agricultural University
Current assignee: Sichuan Agricultural University
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2032-11-09
Also published as: CN102960119B

Abstract

本发明公开了一种稻麦节秸秆吸收切碎收集机械，属农业机械领域。本发明的稻麦节秸秆吸收切碎收集机械，包括动力传输、秸秆吸收、秸秆切碎和秸秆收集等系统。动力传输系统包括切碎和吸收传动系统，所述切碎传动系统配套动力输出轴、传动轴II、皮带轮、主传动轴I等关键部件，将动力传递到风扇和旋转刀片上。所述吸收传动系统，锥形齿轮I与锥形齿轮II(III)齿轮传动将动力传送给压草轮。风力和压草轮I、II高速转动作用将秸秆节送入切碎机箱体内，快速切碎秸秆。在风力的作用下形成压强差收集秸秆节。本发明的稻麦节秸秆吸收切碎收集机械，结构简单、风力可调、操作方便、适用范围广，对提高农业机械化水平、开发新能源等具有重要意义。

Description

一种稻麦节秸秆吸收切碎收集机械

技术领域

本发明涉及农作物秸秆回收的农业机械装置，属于农业机械领域，尤其是稻麦秸秆节吸收、切碎及收集于一体的稻麦节秸秆吸收切碎收集机械。

背景技术

农作物秸秆指成熟农作物的茎叶(穗)部分总成，占光合作用产物生物产量的一半以上，是农作物的重要组成部分。主要含有高的粗纤维量(30％～40％)及木质素，富含氮、磷、钾、镁和有机质等，是一种多用途的再生生物质能源。目前秸秆的利用主要有以下几种模式：作饲料青储、直接燃烧成草木灰还田、碎秸秆还田、压缩为成型的生物质燃料、发酵产沼气、制生物质乙醇和制糖等。作为牲畜的饲料能够消化部分秸秆，但受食用周期的影响，利用率仍较低。由于秸秆直接燃烧污染大气环境、增加了CO₂的排放、降低大气能见度、妨碍交通等危害，现国家有关部门严令禁止焚烧秸秆。而秸秆还田技术具有增产、提高土壤氮磷钾养分含量和改良土壤等功效，是有效利用秸秆的重要途径。然而中国人均占有耕地少，复种指数高，倒茬间隔时间短，加之秸秆碳氮比高，不易腐烂。所以秸秆还田常因翻压量过大，土壤水分不适，施氮肥不够，翻压质量不好等原因，出现妨碍耕作，影响出苗，烧苗，病虫害增加等现象，有的甚至造成减产。为了克服秸秆还田的盲目性，提高效益，推动秸秆还田发展。中国农科院土肥所等单位研究了中国华北、西南、长江中游、浙江三熟制种植区，江苏水旱轮作区的秸秆还田的适宜有效条件，使秸秆还田各项技术具体化、数量化，制定了各地适宜的秸秆还田量。土壤需求纤维素，通过休整、轮作等方式，使用有机肥有助于增产和保护环境。秸秆还田是土壤获取纤维素的最有效的途径，但土壤对纤维的容量是有限的，一方面秸秆还田过多会直接影响后期的农作物播种；另一方面土壤过分纤维化，来不及分解的有机酸影响根系发育，反而引起农作物减产。因此，将秸秆集中进行生物质能源转换，是解决秸秆产量大和能源不足的有效途径。目前，秸秆回收主要为联合收割机作业时排出的大量茎秆(一般为切碎茎秆，长度约15～20cm)。因此，研究适宜于回收切碎秸秆的农业机械，为秸秆的有效利用提供保障。

发明内容

本发明的目的在于：针对秸秆回收不够及机械化程度低的问题，设计了一种集吸收、切碎和收集功能于一体的稻麦节秸秆吸收切碎收集机械。该稻麦节秸秆吸收切碎收集机械根据目前农村秸秆回收实际情况，在风的引力下该机械将秸秆节吸入，进行切碎和收集。该农业机械以拖拉机为动力，为秸秆吸收及切碎提供足够的动力。该秸秆节回收机械应用风的引力作用，使田间的秸秆回收率达到95％以上，收集的秸秆大量、成批、细碎，符合生物质能源利用的标准。为下茬耕作清理好田地，应用机械化回收秸秆再利用，避免了环境污染，且为生物质能源开发利用提供了大量的原材料。本发明的稻麦节秸秆吸收切碎收集机械，广泛适用于平原、丘陵山区适宜机械化作业的地区，同时也可为公司规模化回收秸秆提供操作简单、生产效率高的农业机械。

本发明采用的技术方案如下：

本发明的稻麦节秸秆吸收切碎收集机械，采用拖拉机后端进行牵引。所述的秸秆吸收、切碎、收集机械采用三点悬挂方式与拖拉机连接，所述的动力输出轴通过联轴器与传动轴II连接，将动力输出到传动轴II上，后通过所述的皮带轮将动力传输到风扇上，并带动所述的旋转刀片转动。风扇的转动使切碎机箱体内产生低压，吸头、圆形塑料管与切碎机箱体形成一个封闭系统，从而使秸秆在风的引力作用下进入箱体，在秸秆进入箱体的位置安装有所述的压草轮 I和压草轮II，使秸秆稳定、扁平状进入箱体，所述的高速旋转刀片与定刀片之间形成较大的剪切力，使进入箱体的秸秆进行切碎；同时箱体与所述的出料管、出料口仍形成一个系统，将切碎的秸秆输出到出料口进行收集。

由于采用了上述结构，要求吸头、圆形塑料管与切碎机箱体形成一个封闭系统，吸头与圆形塑料管之间、塑料管与切碎机箱体之间均需要密封。由于采用了上述结构，拖拉机的动力输出轴与传动轴II通过联轴器连接，联轴器上通过所述的固定销使动力输出轴与传动轴II连接在一起。所述的动力输出轴皮带轮与传动轴II通过平键固定，使动力输出轴皮带轮与传动轴II一起转动。所述的主传动轴I与主轴皮带轮、旋转刀片、风扇通过平键进行固定，而输出轴皮带轮与和主轴皮带轮通过V型皮带传递动力。所述的锥形齿轮I置于主传动轴I上，锥形齿轮I与锥形齿轮II、III呈水平垂直排列啮合进行齿轮传动，将动力垂直改变方向传送给齿轮轴，齿轮轴将动力传给主动皮带轮，主动地皮带轮将动力通过皮带传动给从动皮带轮，从而将动力传送给轮轴I、II。所述的压草轮I、压草轮II与轮轴I、轮轴II通过键连接，压草轮与轮轴可同时转动。压草轮I、II在轮轴I、II动力传输下，使压草轮I、II高速反向转动，将秸秆送入切碎机箱体内。所述的地轮轴置于切碎机下后端，地轮通过锁紧螺钉与地轮轴连接，支撑机械向前移动。

该稻麦节秸秆吸收切碎收集机工作时，拖拉机按操作路线运动，同时将发动机的动力输送给拖拉机动力输出轴，通过联轴器与传动轴II连接，将动力传给动力输出轴皮带轮，通过皮带传出，主轴皮带轮带动主轴转动，使轴上风扇及旋转刀片高速旋转，同时地轮带动链轮的传动装置带动压草轮转动。工作时，风扇产生吸力将田间秸秆从吸头，通过圆形塑料管吸入到切碎机箱体内；当通过压草轮送入，由定刀片片与旋转的刀片将其切断后，被风扇叶片经出料管从出料口抛出。

本发明的稻麦节秸秆吸收切碎收集机械，所述的牵引系统包括上拉杆调节装置、拖拉机上拉杆、切碎机与上拉杆连接机构、切碎机与下拉杆连接机构、拖拉机下拉杆。所述的切碎机箱体上端中间位置安装有切碎机与上拉杆连接机构，该机构用两个8mm厚60mm宽钢条焊接在切碎机箱体上，钢条平行焊接，钢条上钻孔，所述的销穿过上拉杆及切碎机与上拉杆连接机构中的孔，将拖拉机上拉杆与秸秆切碎机连接，实现对秸秆切碎机悬挂；同理，所述的销穿过位于切碎机箱体两侧的切碎机与下拉杆连接机构孔及下拉杆，牵引秸秆切碎机。

本发明的稻麦节秸秆吸收切碎收集机械，所述的吸收系统包括圆形塑料管、吸头、风扇、切碎机箱体、压草轮I和压草轮II，吸头为回收系统的关键部件，薄钢板制成，横截面积图如附图5所述，按土地秸秆回收要求进行选择，吸头工作幅宽2m～3m；吸头与切割机箱体上有连接拉杆，拉杆上装有调节装置，可以调节吸头与地面的相对位置；吸头与圆形塑料管通过无缝连接，使其处于密封状态；压草轮I和压草轮II平行安装于秸秆吸入口，在压草轮II的转动力的作用下秸秆稳定、毯状进入切碎机箱体内。

本发明的稻麦节秸秆吸收切碎收集机械，所述的动力传递系统是整个稻麦节秸秆吸收切碎收集机械的核心部分，分为切碎传动系统和吸收传动系统。切碎传动系统包括主传动轴I、主轴皮带轮、皮带、动力输出轴皮带轮、传动轴II、联轴器、动力输出轴、轴承、套筒、螺栓、密封圈、键、轴承盖、联轴器固定销等构件。拖拉机的发动机将动力传送给所述的动力输出轴，动力输出轴与传动轴II通过联轴器连接，联轴器固定销固定上述的两根轴于同一水平线；动力输出轴皮带轮与上述两根轴通过键连接；主传动轴I横穿切碎机箱体，箱体外的主轴皮带轮与主传动轴I通过键连接；主传动轴I在切碎机箱体上通过轴承、套筒、螺栓、密封圈等部件进行支撑、密封；切碎机箱体内的主传动轴I固定旋转刀片和风扇。吸收传动系统包括齿轮轴、主传动轴I、压草轮I、压草轮II、轮轴II、齿轮箱体、锥形齿轮II(III)、锥形齿轮I动链轮等部件。齿轮箱内，该吸收传动系统以主传动轴I带动的锥形齿轮转动为动力输出源，所述的锥形齿轮I置于主传动轴I上，压草轮II固定在轮轴II上；锥形齿轮I与锥形齿轮II及锥形齿轮III(与锥形齿轮II相同)呈水平垂直排列啮合进行齿轮传动，锥形齿轮II与锥形齿轮III反向布置，将动力垂直改变方向传送给齿轮轴，齿轮轴将动力传给主动皮带轮，主动皮带轮将动力通过皮带传动给从动皮带轮，从而将动力传送给轮轴I、II。轮轴I与轮轴II的转动方向相反。所述的压草轮I、压草轮II与轮轴I、轮轴II通过键连接，压草轮与轮轴可同时转动。压草轮II在轮轴II及压草轮I在轮轴I动力传输下，使压草轮I、压草轮II高速朝相反方向运动，将秸秆送入切碎机箱体内。所述的地轮轴置于切碎机下后端，地轮通过锁紧螺钉与地轮轴连接，支撑机械向前移动。

本发明的稻麦节秸秆吸收切碎收集机械，所述的秸秆切碎系统包括旋转刀片、定刀片、切碎机箱体等部件。在秸秆吸收系统的作用下，秸秆进入切碎机箱体内，旋转刀片与定刀片之间仅有较小的间隙，在旋转刀片快速地转动下，将秸秆切碎。所述的收集系统包括出料管、出料口、风扇等部件。在风力的作用下，切碎机箱体内与外部形成压强差，将秸秆从切碎机箱体内的秸秆通过出料管吹到出料口进行收集。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明的稻麦节吸收切碎收集机械，结构简单，转速可调，使用安全可靠；

2、本发明的稻麦节吸收切碎收集机械，使田间的秸秆回收率达到95％以上，收集的秸秆大量、成批、细碎，符合生物质能源利用的要求；

3、本发明的稻麦节吸收切碎收集机械，为下茬耕作清理好田地，应用机械化回收秸秆再利用，避免了环境污染，且为生物质能源开发利用提供了大量的原材料；

4、本发明的稻麦节吸收切碎收集机械，广泛适用于平原、丘陵山区适宜机械化作业的地区，同时也可为公司规模化回收秸秆提供操作简单、生产效率高的农业机械，适用范围广，适合推广应用；

5、本发明的稻麦节吸收切碎收集机械，动力配置合理、秸秆回收效率高、能够满足多种条件下作业，对保护环境、优化能源配置、提供农业机械化水平具有重要的意义。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的稻麦节秸秆吸收切碎收集机械的整体外观结构图；

图2是本发明中的稻麦节秸秆吸收切碎收集机械的装配图；

图3是本发明中的动力传动结构图；

图4是本发明中的齿轮轴布置结构图；

图5是本发明中的秸秆吸收装置结构图；

图6是本发明中的秸秆动力传动系统的主传动轴I的结构图；

图7是本发明中的秸秆动力传动系统的传动轴II的结构图。

图中标记：1-拖拉机、2-上拉杆调节装置、3-拖拉机上拉杆、4-切碎机与上拉杆连接机构、5-切碎机箱体、6-出料管、7-出料口、8-轮轴I、9-圆形塑料管、 10-吸头、11-从动皮带轮、12-皮带、13-地轮、14-锁紧螺栓、15-地轮轴、16-主动皮带轮、17-齿轮轴、18-主传动轴I、19-主轴皮带轮、20-皮带、21-切碎机与下拉杆连接机构、22-动力输出轴皮带轮、23-传动轴II、24-联轴器、25-压草轮I、26-压草轮II、27-轮轴II、28-旋转刀片、29-风扇、30-齿轮箱体、31-锥形齿轮II、32-锥形齿轮I、33-键、34-轴承、35-密封圈、35-键、36-轴承盖、37-套筒、38-定刀片、39-螺栓、40-联轴器固定销、41-动力输出轴、42-拖拉机下拉杆。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1至图7所示，本发明的稻麦节秸秆吸收切碎收集机械，拖拉机1作为动力装置，拖拉机上的装有上拉杆3、下拉杆42、动力输出轴41。上拉杆3与上拉杆连接机构4通过销连接和固定，上拉杆调节装置2可实现对上拉杆长度的调节，调节切碎机整体的高度。下拉杆42与切碎机箱体两侧的下拉杆连接机构21通过销连接和固定。拖拉机的发动机将动力传送给所述的动力输出轴41，动力输出轴41与传动轴II 23通过联轴器24连接，联轴器固定销40固定上述的两根轴于同一水平线；动力输出轴皮带轮22与传动轴II 23通过键连接；主传动轴I 18横穿切碎机箱体5，箱体外的主轴皮带轮19与主传动轴I18通过键35连接；主传动轴I 18的转速为1800～3500r/min，转速可调；主传动轴I 18在切碎机箱体5上通过轴承34、套筒37、螺栓39、密封圈35、轴承盖36等部件进行支撑、密封；切碎机箱体内的主传动轴I 18固定旋转刀片28和风扇29。在齿轮箱(30)内，该吸收传动系统以主传动轴I 18带动的锥形齿轮转动为动力输出源，所述的锥形齿轮I 32置于主传动轴I 18上，压草轮I 25固定在轮轴I 8上，压草轮26固定在轮轴II 27上；锥形齿轮I 32与锥形齿轮II 31及锥形齿轮III(与锥形齿轮II相同)呈水平垂直排列啮合进行齿轮传动，锥形齿轮II 31与锥形齿轮III反向布置，将动力垂直改变方向传送给齿轮轴17(锥形齿轮III的齿轮轴相同)，齿轮轴将动力传给主动皮带轮16，主动皮带轮16将动力通过皮带传动给从动皮带轮12，从而将动力传送给轮轴I 8、轮轴II 27。轮轴I 8与轮轴II 27的转动方向相反。所述的压草轮I 25、压草轮II 26与轮轴I 8、轮轴II 27通过键连接，压草轮与轮轴可同时转动。压草轮II在轮轴II及压草轮I在轮轴I动力传输下，使压草轮I 25、压草轮II 26高速朝相反方向运动，将秸秆送入切碎机箱体内。所述的地轮轴置于切碎机下后端，地轮通过锁紧螺钉与地轮轴连接，支撑机械向前移动。

所述的吸头10的工作幅宽2m～3m选用；吸头10与切割机箱体5上有连接拉杆，拉杆上装有调节装置，可以调节吸头与地面的相对位置；吸头10与圆形塑料管9通过无缝连接，使其处于密封状态；压草轮I 25和压草轮II 26平行安装于秸秆吸入口，在压草轮I、压草轮II的反向高速转动力的作用下秸秆稳定、毯状进入切碎机箱体内。秸秆进入切碎机箱体内，旋转刀片28与定刀片38之间仅有较小的间隙，在旋转刀片快速地转动下，将秸秆切碎。在风力的作用下，切碎机箱体5内与外部形成压强差，将秸秆从切碎机箱体内的秸秆通过出料管6吹到出料口7进行收集。

本发明的稻麦节秸秆吸收切碎收集机械的动力输出轴41与传动轴II 23通过联轴器24连接如图3所示，齿轮轴布置结构图见图4；吸头的左视图和俯视图见图5；主传动轴I 18与传动轴II 23结构简图见图6与图7。

如图1及图2所示，稻麦节秸秆吸收切碎收集机械工作过程为：稻麦节秸秆吸收切碎收集机械开始工作时，拖拉机作为总动力输出装置，提供牵引力和动力输出力。牵引力牵引稻麦节秸秆吸收切碎收集机械行走，动力输出力通过动力输出轴通过动力传输系统将力输出到主传动轴I上，带动风扇很旋转刀片的快速旋转。同时，主传动轴I转动时，锥形齿轮I与锥形齿轮II及锥形齿轮III(与锥形齿轮II相同)呈水平垂直排列啮合进行齿轮传动，将动力垂直改变方向传送给两个齿轮轴，齿轮轴将动力传给主动皮带轮，主动皮带轮将动力通过皮带传动给从动皮带轮，从而将动力传送给轮轴I、II。轮轴I、II转动方向相反，使压草轮I、II高速朝相反方向运动。在高速旋转产生较大风力时，将田(土)面上的秸秆通过吸头及圆形塑料管进入切碎机箱体，在压草轮I、II的高速反向作用下通过它们之间的间隙，呈毯状送入到切割位置，定刀片与旋转刀片将其切断，在风力的作用下，切碎的秸秆经出料管7从出料口6抛出。

本发明的稻麦节秸秆吸收切碎收集机械，结构简单，使用安全可靠；使田面的秸秆回收率达到95％以上，收集的秸秆大量、成批、细碎，符合生物质能源利用的要求；并为下茬耕作清理好田地，应用机械化回收秸秆再利用，避免了环境污染，且为生物质能源开发利用提供了大量的原材料，对环境保护、能源可持续利用等具有重要意义；广泛适用于平原、丘陵山区适宜机械化作业的地区，同时也可为公司规模化回收秸秆提供操作简单、生产效率高的农业机械，适用范围广，适合推广应用；本发明的稻麦节秸秆吸收切碎收集机械，对水稻、小麦等作物的秸秆再利用提供了工作性能好、效率高的农业机械，对提高农业机械化水平、增加作物的总收入、开发新能源研究等具有重要的意义。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims

1.稻麦节秸秆吸收切碎收集机械，以拖拉机(1)作为动力装置，其特征在于：拖拉机上的装有上拉杆(3)、下拉杆(42)、动力输出轴(41)；包括动力传输系统、秸秆吸收系统、秸秆切碎系统和秸秆收集系统。

2.如权利要求1所述的稻麦节秸秆吸收切碎收集机械，其特征在于：拖拉机(1)的上拉杆(3)与上拉杆连接机构(4)通过销连接和固定，上拉杆调节装置(2)可实现对上拉杆长度的调节，调节切碎机整体的高度。下拉杆(42)与切碎机箱体两侧的下拉杆连接机构(21)通过销连接和固定。

3.如权利要求1所述的动力传输系统，其特征在于：动力传输系统包括分为切碎传动系统和吸收传动系统。切碎传动系统包括拖拉机的发动机将动力传送给所述的动力输出轴(41)，动力输出轴(41)与传动轴II(23)通过联轴器(24)连接，联轴器固定销(40)固定上述的两根轴于同一水平线；动力输出轴皮带轮(22)与传动轴II(23)通过键连接；主传动轴I(18)横穿切碎机箱体(5)，箱体外的主轴皮带轮(19)与主传动轴I(18)通过键连接；主传动轴I(18)转速为1800～3500r/min，可调速；主传动轴I(18)在切碎机箱体(5)上通过轴承(34)、套筒(37)、螺栓(39)、密封圈(35)、轴承盖(36)等部件进行支撑、密封；切碎机箱体内的主传动轴I(18)固定旋转刀片(28)和风扇(29)。

4.如权利要求1或3所述的动力传输系统中的吸收传动系统，其特征在于：吸收传动系统以主传动轴I(18)带动的锥形齿轮转动为动力输出源，所述的锥形齿轮I(32)置于主传动轴I(18)上，压草轮I(25)固定在轮轴I(8)上，压草轮(26)固定在轮轴II(27)上；锥形齿轮I(32)与锥形齿轮II(31)及锥形齿轮III(与锥形齿轮II相同)呈水平垂直排列啮合进行齿轮传动，锥形齿轮II(31)与锥形齿轮III反向布置，将动力垂直改变方向传送给齿轮轴(17，锥形齿轮III的齿轮轴相同)，齿轮轴将动力传给主动皮带轮(16)，主动皮带轮(16)将动力通过皮带传动给从动皮带轮(12)，从而将动力传送给轮轴I(8)、轮轴II(27)。轮轴I(8)与轮轴II(27)的转动方向相反。所述的压草轮I(25)、压草轮II(26)与轮轴I(8)、轮轴II(27)通过键连接，压草轮与轮轴可同时转动。压草轮II在轮轴II及压草轮I在轮轴I动力传输下，使压草轮I(25)、压草轮II(26)高速朝相反方向运动，将秸秆送入切碎机箱体内。所述的地轮轴置于切碎机下后端，地轮通过锁紧螺钉与地轮轴连接，支撑机械向前移动。

5.如权利要求1所述的秸秆吸收系统，其特征在于：吸头(10)的工作幅宽2m～3m选用；吸头(10)与切割机箱体(5)上有连接拉杆，拉杆上装有调节装置，可以调节吸头与地面的相对位置；吸头(10)与圆形塑料管(9)通过无缝连接，使其处于密封状态；压草轮I(26)和压草轮II(27)平行安装于秸秆吸入口，在压草轮II的转动力的作用下秸秆稳定、毯状进入切碎机箱体内。

6.如权利要求1所述的秸秆切碎系统，其特征在于：秸秆进入切碎机箱体(5)内，旋转刀片(28)与定刀片(38)之间仅有较小的间隙，在旋转刀片快速地转动下，将秸秆切碎。

7.如权利要求1所述的秸秆收集系统，其特征在于：在风力的作用下，切碎机箱体(5)内与外部形成压强差，将秸秆从切碎机箱体内的秸秆通过出料管(6)吹到出料口(7)进行收集。