CN103098603B - 一种根茎类作物根土分离装置 - Google Patents

一种根茎类作物根土分离装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于农业机械,具体涉及一种根茎类作物根土分离装置,适用于玉米根茬、根茎类中药材、马铃薯等作物的根土分离作业。该装置包括牵引架、机架、传动机构、双辊碾压机构、杆条链输送机构、柔性连接飞锤击打机构、罩板、地轮和集茬箱。工作时,由拖拉机动力输出轴驱动传动机构,杆条链输送机构将落入的根茎作物向后上方输送,在输送过程中,经双辊碾压机构将根土复合体碾搓,两柔性连接飞锤击打机构相继击打根土复合体使之分离,抛出的根茎作物在冲击的作用下撞向罩板继续进行根土分离,最后落到集茬箱内,完成根土分离过程。本发明具有结构简单紧凑、造价便宜、生产效率高、劳动强度低、适用范围广、根土分离率高、损失率低等特点。

Description

一种根茎类作物根土分离装置
技术领域
本发明涉及农业机械技术,具体来说是一种根茎类作物根土分离装置。
背景技术
目前玉米根茬与其它作物根茬相比质量重,根系发达,热值高,是一种极具开发价值的生物质能燃料。传统的玉米根茬处理模式是通过人工或犁把茬子刨出地面晾晒集堆,然后焚烧,其劳动强度大,造成对环境的污染和热量浪费,因此有必要对根茬进行机械化挖掘回收利用,而玉米根茬机械化收获技术的关键在于实现玉米根茬与土壤的分离。目前市场上已有的根茎类作物收获机械如根茎类中药材、马铃薯等收获机,但收获对象单一,还不能用来进行玉米根茬与土壤复合体的分离。
发明内容
本发明的目的在于克服以上现有技术存在的不足,提供了一种结构简单紧凑、造价便宜、生产效率高、劳动强度低、适用范围广、根土分离率高、损失率低及可实现大部分根茎类作物根土分离的根茎类作物根土分离装置。本发明不仅适用于实现玉米的根茬根土分离的机械化收获作业,同时能够对马铃薯、根茎类中药材等作物进行根土分离的机械化作业。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案:一种根茎类作物根土分离装置,包括牵引架、机架、传动机构、双辊碾压机构、杆条链输送机构、柔性连接飞锤击打机构、罩板、地轮和集茬箱;其中,机架前端设置牵引架,机架的后端设置集茬箱,所述杆条链输送机构包括杆条链、前支撑链轮、中支撑链轮和驱动链轮,前支撑链轮与中支撑链轮之间的杆条链为上升段,上升段的杆条链与水平面夹角呈30°,中支撑链轮与驱动链轮之间的杆条链为水平段,水平段的杆条链与水平面平行;所述双辊碾压机构位于机架中部,双辊碾压机构包括主动辊与支撑辊,主动辊位于上升段杆条链的上方,支撑辊位于上升段杆条链的下方;所述柔性连接飞锤击打机构包括前后布置结构相同的两组击打单元,一组击打单元布置在上升段杆条链的上方,另一组击打单元布置在水平段杆条链的上方;罩板位于柔性连接飞锤击打机构的上方并与机架连接,地轮与机架连接;所述传动机构包括换向器、联轴器、左半轴、右半轴、左链轮、右链轮、第一齿轮组、第二齿轮组、第一链传动、第二链传动、第三链传动及皮带传动;换向器位于机架前部,换向器左侧通过联轴器、左半轴与左链轮连接,左链轮通过第三链传动与中间轴连接,换向器右侧通过第一齿轮组、右半轴与右链轮连接,右链轮通过第一链传动与前端的击打单元连接,前端的击打单元通过第二链传动与后端的击打单元连接,中间轴通过第二齿轮组与主动辊连接,中间轴的左侧通过皮带传动与杆条链输送机构的驱动链轮连接。
所述主动辊通过UCFL轴承与机架连接,支承辊通过第一UCT轴承与机架连接,支撑辊为被动辊,支撑辊可沿自身轴线自由转动,可调整支撑辊在垂直方向的位置,改变主动辊与支撑辊之间的间隙。
所述主动辊线速度与杆条链输送速度存在速度差,其中主动辊线速度为0.2-0.3m/s,杆条链线速度为0.25-0.35m/s。
所述前支撑链轮、中支撑链轮和驱动链轮均通过UCP轴承连接于机架,第一皮带轮带动驱动链轮运动,驱动链轮带动杆条链运动。
所述击打单元的中心轴通过第二UCT轴承安装在机架上并可沿垂直方向调整位置。
所述击打单元包括锤头、钢丝绳、绳扣、短轴、连接板、侧板、中轴及击打链轮;其中,侧板上沿周向均布4个孔,用来穿过短轴,连接板上沿周向均布8个孔,连接板两侧的短轴间隔插入孔中;侧板与相邻的连接板之间通过短轴焊合连接;侧板和连接板中心开有一个孔,用来穿过中轴,中轴与侧板和连接板焊合固定,中轴的侧边上安装有击打链轮,短轴上在径向开有两个孔,钢丝绳从一个孔穿入另一个孔穿出,钢丝绳通过绳扣固定在短轴上,钢丝绳末端通过绳扣与锤头连接,每根短轴上连接两个锤头;锤头在中轴旋转产生的离心力作用下周向张开,所述锤头为钢锤头或橡胶锤头,所述击打链轮的齿数为10~30个。
本发明相对于现有技术,具有如下的优点及效果:
1、本发明采用了包括牵引架、机架、传动机构、双辊碾压机构、杆条链输送机构、柔性连接飞锤击打机构、罩板、地轮和集茬箱,具有结构简单紧凑、造价便宜、生产效率高、劳动强度低、适用范围广、根土分离率高、损失率低及可实现大部分根茎类作物根土分离等特点。
2、本发明可减轻玉米根茬收获人员劳动强度,提高收获效率,降低了根茬收获成本,玉米根茬根土分离率高,根茬损失率低。
3、本发明不仅可以用来分离玉米根茬,还可通过更换锤头材料、改变柔性飞锤击打单元的转速进行马铃薯和根茎类中药材等作物的根土分离作业。
4、本发明中的换向器可使用拖拉机动力输出轴驱动,并可由拖拉机牵引移动,亦可使用电机驱动。
附图说明
图1为一种根茎类作物根土分离装置的整体结构示意图;
图2为一种根茎类作物根土分离装置中的传动机构俯视图;
图3为本发明中的双辊碾压机构、柔性连接飞锤击打机构及杆条链输送机构的连接示意图;
图4为本发明中的击打单元的结构示意图;
图5为本发明中的双辊碾压机构的局部放大图;
图6为本发明中的飞锤、钢丝绳、短轴连接示意图。
图中标号与名称如下:
1 牵引架 2 机架
3 传动机构 4 双辊碾压机构
5 杆条链输送机构 6 柔性连接飞锤击打机构
7 罩板 8 地轮
9 集茬箱 10 杆条链
11 前支撑链轮 12 中支撑链轮
13 驱动链轮 14 主动辊
15 支撑辊 16 锤头
17 钢丝绳 18 绳扣
19 短轴 20 连接板
21 侧板 22 中轴
23 击打链轮 24 换向器
25 联轴器 26 左半轴
27 右半轴 28 左链轮
29 右链轮 30 第一齿轮组
31 第二齿轮组 32 第一链传动
33 第二链传动 34 第三链传动
35 皮带传动 36 第二皮带轮
37 第一皮带轮 38 第二UCT轴承
39 第一UCT轴承 40 击打单元
41 UCP轴承 42 UCFL轴承
43 中间轴
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解,下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1:
如图1~6所示,一种根茎类作物根土分离装置,包括牵引架1、机架2、传动机构3、双辊碾压机构4、杆条链输送机构5、柔性连接飞锤击打机构6、罩板7、地轮8和集茬箱9;其中,机架2前端设置牵引架1,机架2的后端设置集茬箱9,所述杆条链输送机构5包括杆条链10、前支撑链轮11、中支撑链轮12和驱动链轮13,前支撑链轮11与中支撑链轮12之间的杆条链10为上升段,上升段的杆条链10与水平面夹角呈30°,中支撑链轮12与驱动链轮13之间的杆条链10为水平段,水平段的杆条链10与水平面平行;所述双辊碾压机构4位于机架2中部,双辊碾压机构4包括主动辊14与支撑辊15,主动辊14位于上升段杆条链10的上方,支撑辊15位于上升段杆条链10的下方;所述柔性连接飞锤击打机构6包括前后布置结构相同的两组击打单元40,一组击打单元40布置在上升段杆条链10的上方,另一组击打单元40布置在水平段杆条链10的上方;罩板7位于柔性连接飞锤击打机构6的上方并与机架2连接,地轮8与机架2连接;所述传动机构3包括换向器24、联轴器25、左半轴26、右半轴27、左链轮28、右链轮29、第一齿轮组30、第二齿轮组31、第一链传动32、第二链传动33、第三链传动34及皮带传动35;换向器24位于机架2前部,换向器24左侧通过联轴器25、左半轴26与左链轮28连接,左链轮28通过第三链传动34与中间轴43连接,换向器24右侧通过第一齿轮组30、右半轴27与右链轮29连接,右链轮29通过第一链传动32与前端的击打单元40(具体为前端的击打单元40的击打链轮23)连接,前端的击打单元40(具体为前端的击打单元40的另一个击打链轮23)通过第二链传动33与后端的击打单元40(具体为后端的击打单元40的击打链轮23)连接,中间轴43通过第二齿轮组31与主动辊14连接,中间轴43的左侧通过皮带传动35(第一皮带轮36和第二皮带轮37之间的皮带传动35)与杆条链输送机构5的驱动链轮13连接。
如图1、3所示,本实施例中的前支撑链轮11、中支撑链轮12和驱动链轮13均通过UCP轴承41连接于机架2,第一皮带轮36带动驱动链轮13运动,驱动链轮13带动杆条链10运动。
如图1、5所示,本实施例中的主动辊14通过UCFL轴承42与机架2连接,支承辊15通过第一UCT轴承39与机架2连接,支撑辊15为被动辊,支撑辊15可沿自身轴线自由转动,可调整支撑辊15在垂直方向的位置,改变主动辊14与支撑辊15之间的间隙h,本实施例中的主动辊14线速度与杆条链10输送速度存在速度差,其中,主动辊14线速度为0.2-0.3m/s,杆条链10线速度为0.25-0.35m/s。
如图1、3所示,本实施例中的击打单40的中心轴通过第二UCT轴承38安装在机架2上并可沿垂直方向调整位置,前后布置结构相同的两组击打单元40由其击打链轮23驱动做逆时针转动。
如图1、3、4所示,本实施例中的击打单元40包括锤头16、钢丝绳17、绳扣18、短轴19、连接板20、侧板21、中轴22及击打链轮23;其中,侧板21上沿周向均布4个孔,用来穿过短轴19,连接板20上沿周向均布8个孔,连接板20两侧的短轴19间隔插入孔中;侧板21与相邻的连接板20之间通过短轴19焊合连接;侧板21和连接板20中心开有一个孔,用来穿过中轴22,中轴22与侧板21和连接板20焊合固定,中轴22的侧边上安装有击打链轮23,短轴19上在径向开有两个孔,钢丝绳17从一个孔穿入另一个孔穿出,钢丝绳17通过绳扣18固定在短轴19上,钢丝绳17末端通过绳扣18与锤头16连接,每根短轴19上连接两个锤头16;锤头16在中轴22旋转产生的离心力作用下周向张开,所述锤头16为钢锤头或橡胶锤头,所述击打链轮23的齿数为10~30个,本实施例中的锤头16为钢锤头,当分离玉米根茬时,使用钢材料锤头,击打链轮23的齿数为10个。
本实施例由拖拉机牵引移动,使用拖拉机动力输出轴驱动。工作时,拖拉机动力输出轴通过带动换向器24驱动传动机构3,杆条链输送机构5将落入的根茎作物向后上方输送,在输送过程中,根茎作物经双辊碾压机构4将根土复合体碾搓,接着两柔性连接飞锤击打机构6相继击打根土复合体使之分离,抛出的根茎作物在冲击的作用下撞向罩板7继续进行根土分离,最后落到集茬箱9内,完成根土分离过程。
实施例2:
本实施例与实施例1不同之处在于:本实施例中的锤头16为橡胶锤头,当分离马铃薯或中药材时使用橡胶材料锤头,击打链轮23的齿数为30个,换向器24采用电机。
上述具体实施方式为本发明的优选实施例,并不能对本发明进行限定,其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种根茎类作物根土分离装置,其特征在于:包括牵引架、机架、传动机构、双辊碾压机构、杆条链输送机构、柔性连接飞锤击打机构、罩板、地轮和集茬箱;其中,机架前端设置牵引架,机架的后端设置集茬箱,所述杆条链输送机构包括杆条链、前支撑链轮、中支撑链轮和驱动链轮,前支撑链轮与中支撑链轮之间的杆条链为上升段,上升段的杆条链与水平面夹角呈30°,中支撑链轮与驱动链轮之间的杆条链为水平段,水平段的杆条链与水平面平行;所述双辊碾压机构位于机架中部,双辊碾压机构包括主动辊与支撑辊,主动辊位于上升段杆条链的上方,支撑辊位于上升段杆条链的下方;所述柔性连接飞锤击打机构包括前后布置结构相同的两组击打单元,一组击打单元布置在上升段杆条链的上方,另一组击打单元布置在水平段杆条链的上方;罩板位于柔性连接飞锤击打机构的上方并与机架连接,地轮与机架连接;所述传动机构包括换向器、联轴器、左半轴、右半轴、左链轮、右链轮、第一齿轮组、第二齿轮组、第一链传动、第二链传动、第三链传动及皮带传动;换向器位于机架前部,换向器左侧通过联轴器、左半轴与左链轮连接,左链轮通过第三链传动与中间轴连接,换向器右侧通过第一齿轮组、右半轴与右链轮连接,右链轮通过第一链传动与前端的击打单元连接,前端的击打单元通过第二链传动与后端的击打单元连接,中间轴通过第二齿轮组与主动辊连接,中间轴的左侧通过皮带传动与杆条链输送机构的驱动链轮连接;
所述击打单元包括锤头、钢丝绳、绳扣、短轴、连接板、侧板、中轴及击打链轮;侧板与相邻的连接板之间通过短轴焊合连接;中轴与侧板和连接板焊合固定,中轴的侧边上安装有击打链轮,钢丝绳通过绳扣固定在短轴上,钢丝绳末端通过绳扣与锤头连接。
2.根据权利要求1所述的根茎类作物根土分离装置,其特征在于:所述主动辊通过UCFL轴承与机架连接,支承辊通过第一UCT轴承与机架连接,支撑辊为被动辊,支撑辊可沿自身轴线自由转动,可调整支撑辊在垂直方向的位置,改变主动辊与支撑辊之间的间隙。
3.根据权利要求2所述的根茎类作物根土分离装置,其特征在于:所述主动辊线速度与杆条链输送速度存在速度差,其中主动辊线速度为0.2-0.3m/s,杆条链线速度为0.25-0.35m/s。
4.根据权利要求1所述的根茎类作物根土分离装置,其特征在于:所述前支撑链轮、中支撑链轮和驱动链轮均通过UCP轴承连接于机架,第一皮带轮带动驱动链轮运动,驱动链轮带动杆条链运动。
5.根据权利要求1所述的根茎类作物根土分离装置,其特征在于:所述击打单元的中心轴通过第二UCT轴承安装在机架上并可沿垂直方向调整位置。
6.根据权利要求5所述的根茎类作物根土分离装置,其特征在于:其中,侧板上沿周向均布4个孔,用来穿过短轴,连接板上沿周向均布8个孔,连接板两侧的短轴间隔插入孔中;侧板和连接板中心开有一个孔,用来穿过中轴,短轴上在径向开有两个孔,钢丝绳从一个孔穿入另一个孔穿出,每根短轴上连接两个锤头;锤头在中轴旋转产生的离心力作用下周向张开,所述锤头为钢锤头或橡胶锤头,所述击打链轮的齿数为10~30个。
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