CN103270858A - 一种垂直式秸秆切割机 - Google Patents

Abstract

一种垂直式秸秆切割机，它主要由机座、主轴传动组合件、飞轮调尺部件、原料输送带机构、刀架体组合件组成，所述的机座下部安装有通过皮带轮传动机构与电动机相连的主轴传动组合件的主轴，主轴上分别固定有一只主同步论和两只偏心轮，其中所述的主同步轮与飞轮调尺部件的副同步轮连接，所述的偏心轮与机架上方刀架体组合件的刀架体相连；所述刀架体通过导柱和导套安置在机座上方，刀架体内侧通过挂刀架和挂刀条安装有可随刀架体上下运动的上刀片；对应于所述上刀片的下方机座上固定有配套的下刀片；所述的刀架体的内侧进料方向上还相连有用于压紧原料进行切割的压料机构；机座上方还安装有位于刀架体一侧的原料输送带机构，它主要由上下两条呈反向旋转的输送带以及输送带前后的各自滚轮组成，在下输送带的上方设置有至少一段供原料通过的过料槽。

Description

一种垂直式秸秆切割机

技术领域

    本发明涉及的是一种对农村秸秆进行切割的装置，它可以与其它如干燥、输送、成型等设备相配套，属于一种连续式压紧切割机械技术领域。 

背景技术

农田里的软性秸秆，如稻草、麦秆、油菜杆、棉花杆、玉米杆、黄豆杆等主要进行退耕还田，最简易的方法是火烧成灰，因此，一到农田的收割季节，到处可见火烧秸秆的浓烟四起，不仅污染环境，而且位于公路旁、尤其是高速公路旁的农田浓烟，严重地影响着路上行驶车辆的驾驶员视线，造成公路、高速公路的驾驶安全隐患。 

为了能够将农田里的软性秸秆废物利用，可以将其作为一种可再生能源产品的重要资源，通过切割干燥、输送、成型等工序，成为一种致密成型生产的可再生能源产品；通过上述工序，还可以进行退耕还田和牲畜饲料的生产。 

但是目前所使用的秸秆切割机械相对结构简单，上料不方便，操作麻烦，机械性能不稳定，使用可靠性差，切割效率低。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种改良的、上料方便、操作简单、机械性能稳定可靠、使用安全的垂直式秸秆切割机。 

    本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，它主要由机座、主轴传动组合件、飞轮调尺部件、原料输送带机构、刀架体组合件组成，所述的机座下部安装有通过皮带轮传动机构与电动机相连的主轴传动组合件的主轴，主轴上分别固定有一只主同步论和两只偏心轮，其中所述的主同步轮与飞轮调尺部件的副同步轮连接，所述的偏心轮与机架上方刀架体组合件的刀架体相连； 

    所述刀架体通过导柱和导套安置在机座上方，刀架体内侧通过挂刀架和挂刀条安装有可随刀架体上下运动的上刀片；对应于所述上刀片的下方机座上固定有配套的下刀片；

    所述的刀架体的内侧进料方向上还相连有用于压紧原料进行切割的压料机构；

    机座上方还安装有位于刀架体一侧的原料输送带机构，它主要由上下两条呈反向旋转的输送带以及输送带前后的各自滚轮组成，在下输送带的上方设置有至少一段供原料通过的过料槽；

    所述下刀片的外侧机座上设置有接料槽座，且在所述接料槽座上向外侧斜向下接有一下料用的接料槽。

    本发明所述的主轴通过轴承座及轴承支承在一托架上，主轴上的两个偏心轮通过之间偏心轴上的拐臂与滑轨槽中的滑块相连，并且所述滑块通过拉杆组合机构连接于所述的刀架体上；所述刀架体两侧分别相接有减震器，所述减震器通过下挂脚连接于机座的上部；所述下刀片由左右家刀和中间的底刀组合而成。 

    本发明所述的刀架体上方通过导柱及刀架调节螺栓或螺丝固定有导柱上挂脚，所述导柱上挂脚的内侧安装有由固定支架、小导柱、压料板、定位条以及弹簧组成的、可与刀架体同步动作的压料机构，所述压料板通过小导柱安装在固定支架上，并在压料板上通过定位条安装有对压料板提供压紧弹力的弹簧； 

    所述的主轴上固定的主同步轮与副同步轮相连，副同步轮同轴固定有飞轮组合机构，所述飞轮轴通过轴承座固定在飞轮托架上，在所述飞轮半圆上径向设置有一安装有可调长螺杆的滑轨槽，滑轨槽内还安装有一可在滑轨槽中移动的T型螺母和小轴，小轴上安装有飞速连杆与棘轮长臂相连，棘轮长臂的端部通过一长轴连接着棘轮，该棘轮的棘轮轴上同轴固定有原料输送带机构的下主动滚轮。

    本发明所述的原料输送带机构至少包括：上主动滚轮、上滚轮以及上输送带，下主动滚轮、下滚轮以及下输送带，在棘轮轴的右端安装有齿轮并啮合有二轴齿轮，二轴的左端安装有一只下双链轮，该下双链轮相连于上端的上双链轮，并通过一个万向节组合件与上主动滚轮左端的同轴链轮相连接。 

本发明是对现有技术的一种创新，它可以与其它干燥、输送、成型等设备相配套，对广阔的农村秸秆综合利用具有无限的示范推广使用价值；对生物质能源利用企业降低能耗、减少成本开支、提高经济效益是必备手段；对各级政府治理秸秆就地燃烧，污染环境的顽症是一剂变废为宝的良药，也是一个惠民利民确实可推行的根治措施；它具有上料方便、操作简单、机械性能稳定可靠、使用安全等特点。 

附图说明

图1是本发明的侧视结构示意图。 

图2是本发明的另一侧视结构示意图。 

图3是图2所示的半剖结构示意图。 

图4是本发明的前视结构示意图。 

图5是本发明的前视结构示意图二。 

具体实施方式

    下面将结合附图对本发明作详细的介绍：图1-4所示，本发明主要由机座1、主轴传动组合件2、飞轮调尺部件3、原料输送带机构4、刀架体组合件5等组成，所述的机座1下部安装有通过皮带轮传动机构6与电动机7相连的主轴传动组合件2的主轴21，主轴21上分别固定有一只主同步轮22和两只偏心轮23，其中所述的主同步轮22与飞轮调尺部件3的副同步轮31连接，所述的偏心轮23与机座1上方刀架体组合件5的刀架体51相连； 

    图4中所示的刀架体51通过导柱52和导套53安置在机座1上方，刀架体51内侧通过挂刀架54和挂刀条安装有可随刀架体51上下运动的上刀片55；对应于所述上刀片55的下方机座1上固定有配套的下刀片56；

    所述的刀架体51的内侧进料方向上还相连有用于压紧原料进行切割的压料机构57；

    机座1上方还安装有位于刀架体51一侧（后部）的原料输送带机构4，它主要由上下两条呈反向旋转的输送带41、42以及输送带前后的各自滚轮组成，在下输送带42的上方设置有至少一段供原料通过的过料槽43；

    所述下刀片56的外侧机座1上设置有接料槽座8，且在所述接料槽座8上向外侧斜向下接有一下料用的接料槽9。

    本发明所述的主轴21通过轴承座24及轴承支承在一托架25上，主轴21上的两个偏心轮23通过之间偏心轴26上的拐臂与滑轨槽中的滑块相连，并且所述滑块通过拉杆组合机构27连接于所述的刀架体51上；所述刀架体51两侧分别相接有减震器58，所述减震器58通过下挂脚59连接于机座1的上部；所述下刀片56由左右家刀和中间的底刀组合而成。 

    图1所示，所述的刀架体51上方通过导柱52及刀架调节螺栓60或螺丝固定有导柱上挂脚61，所述导柱上挂脚61的内侧安装有由固定支架、小导柱、压料板、定位条以及弹簧组成的、可与刀架体同步动作的压料机构57，所述压料板通过小导柱安装在固定支架上，并在压料板上通过定位条安装有对压料板提供压紧弹力的弹簧；（图中未示）。 

    图1所示，所述的主轴21上固定的主同步轮22与副同步轮31相连，副同步轮31同轴固定有飞轮组合机构32并组成所述的飞轮调尺部件3，所述飞轮轴33通过轴承座固定在飞轮托架34上，结合图2所示，在所述飞轮半圆35上径向设置有一安装有可调长螺杆36的滑轨槽37，滑轨槽37内还安装有一可在滑轨槽中移动的T型螺母和小轴38，小轴上安装有飞速连杆39与棘轮长臂40相连，棘轮长臂40的端部通过一长轴71连接着棘轮72，该棘轮72的棘轮轴上同轴固定有原料输送带机构的下主动滚轮44。 

    图3所示，所述的原料输送带机构4至少包括：上主动滚轮45、上滚轮46以及上输送带41，下主动滚轮44、下滚轮47以及下输送带42，在棘轮轴的右端安装有齿轮并啮合有二轴齿轮，二轴的左端安装有一只下双链轮，该下双链轮相连于上端的上双链轮，并通过一个万向节组合件与上主动滚轮左端的同轴链轮相连接。 

本发明采用二条输送带41、42正反向交叉自动压紧步进式送料，通过压料机构57压紧松开，上刀片55上下垂直运动连续式压紧切割，达到送料、压紧、切割三个动作同步协调有序进行。 

    实施例：以下实施例并不对上述具体实施方式作任何技术限定，只是实际使用和设计的实施内容，仅涉及一种更加具体的技术实施方式。 

本发明由机座上下二大部分组成：机座下部由主轴传动结构组合件、飞轮调尺组合件、电动机、电器安装柜四部分组成。机座上部由前后机架组合件、上下输送带组合件、左侧板、棘轮、刀架体组合件、齿轮、链轮、气动件、油路等部分组成。正面是电器操作控制与面板显示，后面是上料机架。 

整台机器所有动作转动由一台电动机带动，牵一发而动全身。电动机带动传动主轴组合件，传动主轴分二路，一路通过偏心轮运动带动刀架体上下活动，达到切割的目的；另一路用同步轮的方法，在设定的一个位置将同步带连接，传动飞轮调尺机构与棘轮长臂相连，棘轮轴也是下输送带的前滚轮，在棘轮轴的右端安装齿轮带动二轴齿轮，实现齿轮反向传动，在二轴的左端左侧板旁安装一只双链轮，带动左侧板上端双链轮，用一个万向节组合件与前上滚轮左端链轮相连接，以带动前上滚轮反向转动。同时，链轮带动前上二滚轮（上输送带主动滚轮）反向运转。在二轴右端齿轮带动前下滚轮轴齿轮变成正向转动。实现送料正反动作同步协调运动。 

    机座设计：机座的高低大小尺寸是由各个部件所运动的位置与操作便利确定的。特别是机座下部，前半部分要安装主轴传动组合件，电动机及电气控制三大部件。前后左右高低都有严格的尺寸要求，各个组合件要与机座上部组合相连接的正确位置，又要各自错位排列，以保证相互不影响运动。后部位电器安装柜，有防尘密封要求。 

    主轴传动组合件设计：该组合件是整台机器关键部件，在一根主轴上安装一只皮带轮，一只同步轮，二只轴承座，三只滑轨支架，二只偏心轮。这些零部件都要安装在托架上，要求同心度小于0.02mm才能活动自如。所以，对各个零部件加工精度相当高。特别是偏心轮加工难度更大。偏心圆安装1000830超薄轴承二只，拐臂部分安装八只小轴承。其中四只在滑轨槽内上下垂直活动，要求二孔之间同心垂直。因为它是带动刀架体运动，负载相当大，偏心圆左右上下90°处容易产生死角。对超薄轴承的使用寿命也会有一定的影响。使用超薄轴承的目的是减少偏心所产生的运动惯性。 

    飞轮调尺部件设计：飞轮调尺部件由一只托架、二只轴承座、一根主轴、一只同步轮、一套飞轮组合件配套组合而成。在飞轮半圆上有一条滑轨槽，安装一根长螺杆、T形螺母与小轴等。T形螺母与轴心移位偏心距离就会改变切割长度，在小轴上安装飞速连杆与棘轮长臂相连接。飞轮小轴偏心越多，棘轮长臂摆动幅度越大，送料速度快，切割尺寸就越长。它的主要作用是形成偏心可调，变化切割长度。 

    前后机架组合件设计：前后机架组合件有四块墙板、七只滚轮、十三跟定位柱、过料槽、长轴、齿轮、链轮、气压件等几十个零部件组成。墙板要求垂直平整，前墙板内侧贴不锈钢板，下滚轮两端穿进不锈钢板内孔，上滚轮两端镶铜片，精度高、间隙小、不卡原料。这个组合件主要是传动、变速、输送、压紧、刮丝、定刀板、调刀板等。是机座上部的主要工作部件。 

    原料输送带装置设计：原料输送是这台机器的重要组成部分。用二条输送带反向旋转，前低后高交叉式自动进料，当原料进入前滚轮时，全自动抬高上滚轮左右两端的压簧机构将松蓬的原料压紧往前输送。根据原料的多少，自动调节高低和输送带前后滚轮松紧。后上滚轮安装滑轨弹簧机构，随前上滚轮升降变化保持输送带紧绷状态。下输送带由棘轮轴滚轮带动后下滚轮，在后墙板两侧安装滚轮滑块调整机构。下输送带比上输送带要长，便于上料操作。 

    刀架体与压料机构组合件设计：刀架体是个复杂的组合结构件，巧妙地将切割与压料机构组合在一个刀架体上。由于切割宽度有500mm，导致刀架体外形尺寸较大，重量也不轻。快速切割所产生的震力要有相当的负荷强度作保证。要防止刀架体变形或断裂。同时，又要考虑到刀架体过重会给传动负荷带来负面效果。通过多次实验，已做了结构减重改进。 

刀架体组合件由刀架体、导柱、导套、顶刀条、挂刀条、挂刀架、上刀片、左右固定板与小轴、避震装置、拉杆、左右下挂夹、左右上支架、螺栓、调节螺母等零部件组成。压料机构由小导柱、压料板、角尺定位板、固定支架、定位条、弹簧等零部件组成。当刀架体往下运动时，压料机构先将原料压紧然后再切割，往上运动即松开滚轮送料。保证切口平整，切割长度一致。构成了送料、压紧、切割三个动作同步进行。这种同步是通过正确计算，用机械结构的方法，确定某个同步基准点固定的。同步位置也可调整。 

    上下刀片设计：刀片是切割的工具，它的重要性关系到生产的效率和设备的品质。由于切割宽度500mm，上刀片就要增加厚度，做到刀片平整不变形。为了保证一定的切割使用时间，采用W18Cr4V合金工具钢镶片加工成刀片，淬火硬度达到HRC60-62，刀口锋利无比。下刀片有左右旁刀，底刀三片组成。其中底刀又薄又窄又长，加工难度更大，变形系数较高，要做到上下刀片切割时吻合无缝隙又不相互磨擦，原料切口干净，平整直线度要求相当高。在刀片用材和加工淬火定型工艺上作了较深的研究。 

    机电一体化设计：本发明采用常速和无极调速二种方法。强度不高的原料，采用常速切割。硬度较高的原料，采用慢速切割。调速时转速在显示器上数字显示。根据切割要求，操作者可以自行采用不同转速。整个电器线路设计安装隐蔽密封，安全性极好。外露的只有操作按钮和电源、数字显示、操作文字指示明确。 

    本发明具有如下技术特点：它采用铡刀式垂直切割原理；设计成自动送料、自动压料、自动切割三同步新型秸秆切割机；切割成品颗粒状，长度尺寸一致，速度与长度尺寸可调，适用各种软性生物质原料切割； 

    超低能源消耗，切割每吨原料能耗不到10元，粉末污染比粉碎机降低90%，符合环保要求和操作者身体健康；

    创新刀架体设计，实现压料切割一体化，结构设计合理，安全稳定实用性强。

    采用二条输送带正反向交叉自动压紧间隙式送料机构。解决了秸秆松蓬送料不均的难题。 

  

Claims (4)

1.一种垂直式秸秆切割机，它主要由机座、主轴传动组合件、飞轮调尺部件、原料输送带机构、刀架体组合件组成，其特征在于所述的机座下部安装有通过皮带轮传动机构与电动机相连的主轴传动组合件的主轴，主轴上分别固定有一只主同步论和两只偏心轮，其中所述的主同步轮与飞轮调尺部件的副同步轮连接，所述的偏心轮与机架上方刀架体组合件的刀架体相连；

    所述刀架体通过导柱和导套安置在机座上方，刀架体内侧通过挂刀架和挂刀条安装有可随刀架体上下运动的上刀片；对应于所述上刀片的下方机座上固定有配套的下刀片；

    所述的刀架体的内侧进料方向上还相连有用于压紧原料进行切割的压料机构；

    机座上方还安装有位于刀架体一侧的原料输送带机构，它主要由上下两条呈反向旋转的输送带以及输送带前后的各自滚轮组成，在下输送带的上方设置有至少一段供原料通过的过料槽；

    所述下刀片的外侧机座上设置有接料槽座，且在所述接料槽座上向外侧斜向下接有一下料用的接料槽。

2.根据权利要求1所述的垂直式秸秆切割机，其特征在于所述的主轴通过轴承座及轴承支承在一托架上，主轴上的两个偏心轮通过之间偏心轴上的拐臂与滑轨槽中的滑块相连，并且所述滑块通过拉杆组合机构连接于所述的刀架体上；所述刀架体两侧分别相接有减震器，所述减震器通过下挂脚连接于机座的上部；所述下刀片由左右旁刀和中间的底刀组合而成。

3.根据权利要求1所述的垂直式秸秆切割机，其特征在于所述的刀架体上方通过导柱及刀架调节螺栓或螺丝固定有导柱上挂脚，所述导柱上挂脚的内侧安装有由固定支架、小导柱、压料板、定位条以及弹簧组成的、可与刀架体同步动作的压料机构，所述压料板通过小导柱安装在固定支架上，并在压料板上通过定位条安装有对压料板提供压紧弹力的弹簧；

    所述的主轴上固定的主同步轮与副同步轮相连，副同步轮同轴固定有飞轮组合机构，所述飞轮轴通过轴承座固定在飞轮托架上，在所述飞轮半圆上径向设置有一安装有可调长螺杆的滑轨槽，滑轨槽内还安装有一可在滑轨槽中移动的T型螺母和小轴，小轴上安装有飞速连杆与棘轮长臂相连，棘轮长臂的端部通过一长轴连接着棘轮，该棘轮的棘轮轴上同轴固定有原料输送带机构的下主动滚轮。

4.根据权利要求1或3所述的垂直式秸秆切割机，其特征在于所述的原料输送带机构至少包括：上主动滚轮、上滚轮以及上输送带，下主动滚轮、下滚轮以及下输送带，在棘轮轴的右端安装有齿轮并啮合有二轴齿轮，二轴的左端安装有一只下双链轮，该下双链轮相连于上端的上双链轮，并通过一个万向节组合件与上主动滚轮左端的同轴链轮相连接。

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