CN104160832A - 一种轴流脱粒或轴流分离联合收割机切草装置 - Google Patents

Abstract

市场轴流脱粒或轴流分离联合收割机切草器的缺点，消耗动力大、体积、重量大、动力传动路径长。轴流脱粒装置工作时，随着脱粒滚筒的旋转，作物贴着凹板筛与顶盖组成的圆筒内弧面作螺旋运动，作物流过脱粒装置过程中始终与脱粒滚筒轴线方向成15度左右的角度，本发明内容是：在凹板筛与顶盖组成的圆筒内弧面、脱粒滚筒的直径方向、滚筒外径周围、秸草的出口处设置与脱粒滚筒轴线垂直的可旋转刀片，在秸草的出口处切断秸草。在脱粒滚筒尾部设置了带锯齿的秸草固定装置，它与刀片有固定的间隙，作用是脱粒装置工作时将秸草在滚筒直径方向固定、切断并排出切断的秸草。本切草装置的优点是，重量、体积小、结构简单、生产成本低、动力消耗低、故障低。

Description

一种轴流脱粒或轴流分离联合收割机切草装置

所属技术领域

本发明涉及轴流形式脱粒或轴流形式分离的联合收割机，具体涉及秸草切碎装置。

背景技术

目前，公知的联合收割机轴流脱粒装置是由脱粒滚筒、顶盖、导向板、凹板筛、机架构成，导向板固定连接在顶盖的内弧面上，导向板是轴流脱粒装置的主要特征，脱粒滚筒是由脱粒元件和其它构件组成，脱粒元件有纹杆式、钉齿式、杆齿式等，有的脱粒滚筒上面只有一种脱粒元件，有的脱粒滚筒上面有两种脱粒元件，其中杆齿式主要用来脱水稻或设置在脱粒滚筒后半段起分离作用；纹杆式主要用来脱小麦、大豆、玉米等；钉齿式主要用来脱水稻；脱粒滚筒通过轴承固定在机架上，顶盖在脱粒滚筒上部并固定在机架上，凹板筛在脱粒滚筒下部并固定在机架上。轴流脱粒装置工作时，作物由脱粒滚筒的一端喂入，喂入方式又分轴向喂入和径向喂入，轴向喂入就是喂入端是螺旋叶片的，螺旋叶片把作物导入脱粒装置，轴向喂入轴流脱粒装置又分单滚筒和并列双滚筒，市场上的轴向喂入脱粒装置在联合收割机上是纵向布置的；径向喂入就是滚筒没有螺旋叶片及椎体，在凹板筛上设置一个方形的喂入口，作物由方形的喂入口进入脱粒装置，市场上的径向喂入脱粒装置在联合收割机上是横向布置的；脱粒装置工作时，随着脱粒滚筒带着作物旋转，使作物产生离心力，作物贴着凹板筛与顶盖组成的圆筒内弧面作螺旋运动，沿着脱粒滚筒轴线方向流过脱粒装置。谷粒、碎秸秆在脱粒滚筒离心力的作用下由凹板筛孔落下，秸草则从脱粒滚筒的另一端排出。脱粒过程中导向板的作用是使作物沿着脱粒滚筒轴线方向移动，凹板筛起到脱粒和分离的作用。

另外还有轴流滚筒装置主要起籽粒分离作用的联合收割机，轴流滚筒装置前面还有一道切流脱粒装置，切流脱粒装置由脱粒滚筒、顶盖、凹板筛、机架构成，切流脱粒装置主要特征是顶盖上没有导向板，作物也不经过顶盖，作物从凹板筛一侧进去另一侧出来，作物沿脱粒滚筒轴向不流动，切流脱粒装置脱粒时间大约是轴流脱粒装置脱粒时间的1/10，目前，所有市场上的切流脱粒装置在联合收割机上是横向布置的，切流脱粒装置就是作物沿滚筒切线方向进入滚筒和凹板筛之间后再沿滚筒切线方向出凹板筛后进入后面的轴流脱粒分离装置，前面切流滚筒装置起70％的脱粒和50％分离作用，后面的轴流滚筒装置起30％的脱粒和50％分离作用，以上数值只是近似值，轴流滚筒上的脱粒元件主要是杆齿式的；按滚筒的摆放位置来分，切流滚筒和轴流分离为主滚筒的位置关系又分两种，第一种：切流滚筒和轴流分离为主的滚筒平行，这时的轴流分离为主滚筒是径向喂入的，也称双滚筒，两道滚筒在联合收割机上都是横向布置的；第二种：第一道切流滚筒在联合收割机上是横向布置的，轴流分离为主的滚筒垂直于切流滚筒，这时的轴流分离为主的滚筒是轴向喂入的、在联合收割机上是纵向布置的，其中轴流分离为主的、轴向喂入的、在联合收割机上是纵向布置的滚筒又分单轴流分离为主滚筒和并列双轴流分离为主滚筒，即前面一个横向切流脱粒滚筒、后面配一个或并列两个纵向轴流分离为主的滚筒。以上所述脱粒装置脱粒效果更好。但是结构复杂、功率消耗较大。

下面所述的轴流脱粒或轴流分离装置包含轴流脱粒装置和前面有一道切流滚筒脱粒装置之后的第二道分离为主的轴流分离装置；下面所述的滚筒包含轴流脱粒装置的脱粒滚筒和前面有一道切流脱粒滚筒之后的第二道轴流分离装置的分离滚筒；轴流脱粒是指作物经过输送装置直接进入一个轴流脱粒装置或同时进入两个并列的轴流脱粒装置完成脱粒和分离过程，轴流脱粒特点是作物经过一道滚筒即完成脱粒分离全过程；轴流分离是指作物经过输送装置进入第一道切流脱粒装置完成70％的脱粒和50％分离后进入第二道分离为主的轴流分离装置，分离为主的轴流分离装置完成30％的脱粒和50％分离，轴流分离是指以轴流分离为主。

目前，公知的联合收割机切草器都是外挂式的，即切草器挂在联合收割机的尾部或挂在轴流脱粒或轴流分离装置的尾部，轴流脱粒或轴流分离装置尾部排出的秸草落到切草器里面，切草器设有固定不动的定刀和旋转的动刀，动刀带着秸草旋转，交叉旋过定刀时秸草被切碎后落到田间。现有切草器的缺点，因为有定刀，秸草被切断的过程中部分秸草被撕断和打断，导致切草器震动大、消耗动力大；另外，切草器体积、重量较大，一些小型水稻联合收割机整机质量相对越轻越好；一些小型水稻联合收割机切草器的动力传动路径长、空间也受到限制；还有因为落到切草器里面的秸草不均匀或定刀挂草导致切草器堵塞导致联合收割机不能正常工作。

发明内容

轴流脱粒或轴流分离装置工作时，随着滚筒的旋转，作物贴着凹板筛与顶盖组成的圆筒内弧面作螺旋运动，沿着滚筒轴线方向流过轴流脱粒或轴流分离装置，作物相当于螺旋状一圈、一圈固定在滚筒外径周围与滚筒一起旋转，作物的厚度层在30mm左右，作物的螺旋运动升角在15度左右，作物流过轴流脱粒或轴流分离装置过程中始终与滚筒轴线方向成15度左右的角度，这个角度基本是顶盖上导向板角度的1/2，这里15度只是一个近似值。本发明内容是：在凹板筛与顶盖组成的圆筒内弧面及圆筒内弧面延长轮廓上设置与滚筒轴线垂直的可旋转刀片，这样，旋转刀片就和秸草成15度，可旋转刀片外径与滚筒外径交叉，在作物流过轴流脱粒或轴流分离装置过程中经过旋转刀片时被切断。可旋转刀片可以设置在轴流脱粒或轴流分离装置的出口处，秸草排出方向是滚筒外径切线方向，作物此处已完成脱粒、分离成为秸草，可旋转刀片就可以完成对秸草的切碎，因为被切断的秸草随滚筒旋转有很高的线速度，所以很容易排出脱粒装置。可旋转刀片也可以设置在轴流脱粒或轴流分离装置凹板筛与顶盖组成的圆筒内弧面的其它位置，都可以切断作物或秸草。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在轴流脱粒或轴流分离装置滚筒的直径方向、滚筒外径周围设置一个或数个在圆周上开了齿的刀片，刀片固定连接在刀片轴上，刀片轴通过轴承、轴承座、其它构件连接在机架上或连接在凹板筛上或连接在顶盖上，刀片外径高出凹板筛与顶盖组成的圆筒内弧面与滚筒外径交叉。驱动刀片及刀片轴的动力来自滚筒轴或收割机液压系统的马达，两轴的传动方式可以是皮带和皮带轮结构、链条和链轮结构、齿轮结构、传动轴结构。秸草切断时需对秸草压实、固定，还有被切断秸草的排出，因为断草在刀片之间，刀片的旋转方向是与秸草的旋转方向相反的，所以需在滚筒上设置排出两刀片之间断草的构件，第一方案：在滚筒尾部设置了带锯齿的滚筒排草板，它与旋转刀片有固定的间隙，作用是轴流脱粒或轴流分离装置工作时将秸草在滚筒直径方向固定，有利于秸草被切断，滚筒排草板上的锯齿会把相邻两可旋转刀片之间切断的秸草排出脱粒装置。切碎秸草的长度可以通过增加可旋转刀片的数量和增加滚筒尾部带锯齿的滚筒排草板数量来控制；第二方案：在滚筒尾部设有滚筒秸草固定板，滚筒秸草固定板设在可旋转刀片的两侧并与可旋转刀片交叉状态，相邻两可旋转刀片之间设置滚筒杆齿，两可旋转刀片之间的滚筒杆齿作用就是把切断的秸草排出脱粒装置；第三方案：一个滚筒上可以在不同位置或一个位置同时设置滚筒排草板和滚筒秸草固定板；第四方案：也可以滚筒排草板和滚筒秸草固定板两个零件都不设置，切断的效果会差一点，切断的秸草靠滚筒上的杆齿或其它脱粒元件排出，此方案秸草切断时只能靠秸草旋转的离心力对秸草压实和固定，秸草旋转的离心力和很高的线速度产生的惯性也有助于秸草的切断。

本发明有益效果是，新的切草装置比市场现有切草器重量轻、体积小很多、结构简单、传动路径短、故障率低、生产成本低；因为秸草切断时借助滚筒的旋转力，可旋转刀片高速旋转时消耗动力很小，所以切草过程动力消耗非常低；联合收割机在脱粒或分离装置内完成切草。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1、图2、图3、图4表示联合收割机上纵向放置单滚筒轴向喂入轴流脱粒装置，图中脱粒元件是杆齿的；在联合收割机上纵向并列放置双滚筒轴流脱粒装置的一半也是这样的；在联合收割机上前切流脱粒之后的纵向放置轴向喂入单滚筒轴向喂入轴流分离为主的装置也是这样的；在联合收割机上前切流脱粒之后的纵向放置轴向喂入并列双滚筒的轴流分离装置的一半也是这样的。

图1是在联合收割机上纵向放置单滚筒轴向喂入轴流脱粒装置的纵剖面构造图。

图2是图1左视图。

图3是图1的I-I剖视图。

图4是图2的II-II剖视图，图中只剖了多半部分。

图5、图6是另一种实施例。

图6是图5的III-III剖视图，图中只剖了多半部分。

图中，1.滚筒   1-1.滚筒排草板   1-2.滚筒秸草固定板   2.顶盖   3.导向板   4.滚筒旋向5.凹板筛   6.机架   6-1.机架后端板   6-2.机架后隔板   6-3.机架导草板   7.秸草排出口及方向   8.刀片   9.刀片轴   10.滚筒皮带轮   11.皮带   12.刀片皮带轮

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4所示，为本发明一种轴流脱粒或轴流分离联合收割机切草装置第一实施例，它包括机架6，机架6是由机架后端板6-1、机架后隔板6-2、机架导草板6-3和其它构件组成，机架6安装在联合收割机底盘上，滚筒1通过轴承固定在机架6上，顶盖2在滚筒1上部并固定在机架6上，凹板筛5在脱粒滚筒1下部并固定在机架6上。导向板3固定连接在顶盖2的内弧面上，滚筒1是由杆齿式脱粒元件、滚筒排草板1-1和其它构件组成。

如图1、图2、图3、图4所示为单滚筒轴向喂入轴流脱粒装置或单滚筒轴向喂入轴流分离装置，轴向喂入就是喂入端是螺旋叶片的，螺旋叶片把作物导入脱粒装置，轴向喂入滚筒在收割机上都是纵向设置的。

喂入方式除轴向喂入还有径向喂入，径向喂入轴流脱粒装置或轴流分离装置没有在附图中表示，径向喂入轴流脱粒装置或径向喂入轴流分离装置就是滚筒喂入端没有设置螺旋叶片及椎体，在凹板筛上设置一个方形的喂入口，作物由方形的喂入口进入脱粒或分离装置，径向喂入滚筒在收割机上都是横向设置的。

本发明秸草排出口7设在轴流脱粒装置尾部凹板筛5外部，在机架6上设置、固定连接了机架导草板6-3，机架导草板6-3上开有漏槽，刀片8穿过长条状漏槽，刀片8外径高出凹板筛5与顶盖2组成的圆筒内弧面与滚筒1外径交叉或有一定距离，在滚筒1尾部设置、固定连接了带锯齿的滚筒排草板1-1，锯齿部分与刀片8有固定的间隙，作用是轴流脱粒或轴流分离装置工作时将秸草在滚筒直径方向固定，有利于秸草被切断。刀片8固定连接在刀片轴9上，刀片轴9通过轴承、支撑轴承的构件、其它构件连接在机架后端板6-1和机架后隔板6-2上。

机架导草板6-3也可以和刀片8、刀片轴9、轴承、支撑轴承的构件、其它构件组成一个部件固定连接在机架6上，此方案没有在附图中表示。

刀片8、刀片轴9、轴承、支撑轴承的构件组成的切草单元可以根据需要在滚筒外径周围设置一组或数组，所述一组或数组切草单元可以固定连接在机架、凹板筛、顶盖中的任意一种上面或固定连接在两种或三种上面。除设置一组以外的方案没有在附图中表示。

驱动刀片8及刀片轴9的动力来自脱粒滚筒1的轴，两轴是通过皮带11连接滚筒皮带轮10和刀片皮带轮12传递动力的，刀片皮带轮12固定连接在刀片轴9上，滚筒皮带轮10固定连接在滚筒1的轴上，皮带需有张紧机构，张紧机构没有在附图中画出。

两轴的传动方式也可以是链条和链轮结构、齿轮结构、传动轴结构，其中链条传动需有张紧机构，以上各种传动方式可以单独使用也可以组合使用。以上各种传动方式没有在附图中表示。

驱动刀片8的动力也可以来自收割机液压系统的马达，此方案没有在附图中表示。

如图1、图2、图3、图4所示，滚筒1是轴向喂入的，滚筒工作时作物由螺旋叶片一端喂入，随着滚筒1按4所示的方向的旋转，作物贴着凹板筛5与顶盖2组成的圆筒内弧面作螺旋运动，导向板3的作用是使作物沿着滚筒1轴线方向移动并流过脱粒装置，凹板筛5起到脱粒作用，凹板筛5同时起分离谷粒的作用，谷粒、碎秸秆在滚筒1离心力的作用下由凹板筛孔落下，刀片8设置在轴流脱粒装置的出口处，作物此处已完成脱粒、分离成为秸草螺旋状固定在滚筒排草板1-1构成的外径圆周轮廓上，在滚筒的带动下旋转的秸草流过旋转的刀片8和机架导草板6-3被切碎后沿秸草出口及方向7排出。

图5、图6是本发明一种轴流脱粒或轴流分离联合收割机切草装置的另一种实施例，滚筒1是由杆齿式脱粒元件、滚筒秸草固定板1-2和其它构件组成，滚筒1的尾部与图1、图2、图3、图4中滚筒尾部不同，安装了滚筒秸草固定板1-2，是另一种秸草固定方式；刀片8之间距离与图1、图2、图3、图4中不同；图中，顶盖2、导向板3、滚筒旋向4、机架6、机架后端板6-1、机架后隔板6-2、机架导草板6-3、秸草排出口及方向7、刀片8、刀片轴9、滚筒皮带轮10、皮带11、刀片皮带轮12的作用和图1、图2、图3、图4所述相同。

此实施例中，滚筒1尾部滚筒秸草固定板1-2的圆周边缘开有锯齿，滚筒秸草固定板1-2垂直于滚筒轴线，滚筒工作时，秸草螺旋状固定在旋转的脱粒滚筒1尾部多片秸草固定板1-2构成的外径圆周轮廓上，秸草流过旋转的刀片8和机架导草板6-3被切碎后在滚筒杆齿打击下沿秸草出口及方向7排出。滚筒秸草固定板1-2起固定秸草的作用，滚筒秸草固定板1-2和刀片8可以交叉状态，秸草切断更彻底。

在联合收割机上横向放置单滚筒径向喂入的轴流脱粒装置没有在附图中画出；在联合收割机上横向放置两道平行滚筒，前切流脱粒之后的径向喂入的轴流分离装置没有在附图中画出。

联合收割机收获各种作物不同，滚筒上脱粒单元不同，附图中只画出了杆齿式脱粒单元，纹杆式、钉齿式脱粒单元没有在附图中画出；

一个滚筒上可以在不同位置或一个位置同时设置滚筒排草板1-1和滚筒秸草固定板1-2；此方案没有在附图中画出。

一个滚筒上也可以滚筒排草板1-1和滚筒秸草固定板1-2两个零件都不设置，此方案秸草切断时只能靠秸草旋转的离心力对秸草压实和固定，秸草旋转的离心力和很高的线速度产生的惯性也有助于秸草的切断，切断的秸草靠滚筒上的杆齿排出；此方案没有在附图中画出。

Claims (10)

1.一种轴流脱粒或轴流分离联合收割机切草装置，它包括：滚筒、顶盖、导向板、凹板筛、机架，其特征是：在滚筒的直径方向、滚筒外径周围设置一个或数个可旋转的刀片，刀片的直径中心在凹板筛与顶盖组成的圆筒内弧面及圆筒内弧面延长轮廓之外，刀片部分穿过凹板筛与顶盖组成的圆筒内弧面及圆筒内弧面延长轮廓，刀片外径轮廓线高出凹板筛与顶盖组成的圆筒内弧面及圆筒内弧面延长轮廓与滚筒外径交叉或有一定距离，刀片是经附属构件固定连接在机架上或是经附属构件固定连接在凹板筛上或是经附属构件固定连接在顶盖上；所述固定连接是指除刀片旋转之外的固定连接。

2.根据权利要求1所述的轴流脱粒或轴流分离联合收割机切草装置，其特征是：所述附属构件包含刀片轴、轴承、支撑轴承的构件。

3.根据权利要求1所述的轴流脱粒或轴流分离联合收割机切草装置，其特征是：所述在滚筒的直径方向、滚筒外径周围设置的一个或数个可旋转刀片设置在轴流脱粒或轴流分离装置尾部秸草出口处且垂直于滚筒轴线。

4.根据权利要求1所述的轴流脱粒或轴流分离联合收割机切草装置，其特征是：刀片轴和滚筒的轴通过皮带和皮带轮连接，刀片皮带轮固定连接在刀片轴上，滚筒皮带轮固定连接在滚筒的轴上。

5.根据权利要求1所述的轴流脱粒或轴流分离联合收割机切草装置，其特征是：刀片轴的动力来自液压系统的液压马达或滚筒的轴，滚筒的轴与刀片轴通过皮带和皮带轮、链条和链轮、齿轮、传动轴其中的一种或几种的组合连接，其中滚筒的轴与刀片轴通过皮带和皮带轮、链条和链轮连接时有张紧机构。

6.根据权利要求1所述的轴流脱粒或轴流分离联合收割机切草装置，其特征是：所述滚筒包含边缘呈锯齿状的滚筒排草板、边缘呈锯齿状的滚筒秸草固定板其中的一种或两种的组合。

7.根据权利要求1所述的轴流脱粒或轴流分离联合收割机切草装置，其特征是：机架导草板本体设有长条状漏槽，机架导草板可以固定连接在机架上或机架导草板和刀片、刀片轴、轴承、支撑轴承的构件组成一个部件固定连接在机架上。

8.根据权利要求1所述的轴流脱粒或轴流分离联合收割机切草装置，其特征是：所述的刀片本体外径圆周轮廓上设有锯齿。

9.根据权利要求1所述的轴流脱粒或轴流分离联合收割机切草装置，其特征是：所述的刀片和附属构件组成的切草单元可以是一组或数组，所述一组或数组切草单元固定连接在机架、凹板筛、顶盖中的任意一种上面或固定连接在两种或三种上面。

10.根据权利要求1所述的轴流脱粒或轴流分离联合收割机切草装置，其特征是：所述的轴流脱粒联合收割机包含在联合收割机上纵向布置的轴向喂入轴流脱粒装置或在联合收割机上横向布置的径向喂入轴流脱粒装置，所述的纵向布置的轴向喂入轴流脱粒装置包含单滚筒轴向喂入轴流脱粒装置和并列双滚筒轴向喂入轴流脱粒装置；所述的轴流分离联合收割机包含在联合收割机上横向布置的切流滚筒脱粒装置之后的第二道横向布置的切向喂入轴流分离装置或在联合收割机上横向布置的切流滚筒脱粒装置之后的第二道纵向布置的轴向喂入轴流分离装置，所述的第二道纵向布置的轴向喂入轴流分离装置包含单滚筒轴向喂入轴流分离装置和并列双滚筒轴向喂入轴流分离装置。