CN105960856B - 咬合式棉秆拔起、粉碎还田与组合式整膜回收联合作业机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农业机械技术领域，特别涉及一种咬合式棉秆拔起、粉碎还田与组合式整膜回收联合作业机，其包括机架(1)、动力输入轴(25)、牵引装置(4)、限深轮(5)和运输轮(21)，该联合作业机还包括第一传动装置(3)、拨棉秆装置(6)、棉秆拔起粉碎装置(24)、棉秆输送装置(23)、第二传动装置(31)、刨膜装置(13)、抛膜装置(12)、残膜输送装置(22)和集膜箱(20)；本发明结构紧凑、地面仿形性能好、作业效率高、工作可靠，一次作业能完成棉秆拔起、棉秆粉碎还田和残膜回收作业。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械技术领域，特别涉及一种咬合式棉秆拔起、粉碎还田与组合式整膜回收联合作业机。
背景技术
目前，地膜覆盖已在棉花种植中广泛使用，地膜在带来经济效益的同时也造成了棉田严重的残膜污染，残膜污染容易导致烂苗、死苗，影响作物根系的下扎，作物水分的吸收，土壤肥力的释放，对棉花种植产生严重的影响。棉花采收后大量棉秆或地膜表层上的堆积物将残膜固定在棉花地表，严重影响残膜的机械回收。
将棉秆连根拔起，消除影响残膜机械回收的主要影响因素且有利于残膜与地表土壤的分离；再将拔起的棉秆进行粉碎还田有助于提高土壤的养分和有机质含量，对于改善土壤的物理结构，提高土壤微生物的活性都有明显效果。因此，研究一种具有棉秆拔起、棉秆粉碎还田和残膜回收作用的联合作业机，对于棉田的可持续性发展具有重要意义。
目前，在我国已经研制了多种残膜回收机具，技术发展也达到了一定水平，按照农艺要求和残膜回收的时间主要分为苗期揭膜机械、秋后回收机械、耕层内清捡机械和播前回收机械。主要机型有：MSM-1(3)型苗期残膜回收机，由新疆农业科学院农机化所研制。该机分别与小型或中型轮式拖拉机配套使用，采用卷膜辊主动收集废膜，装卸灵活使用可靠。MS-2型玉米苗期收膜中耕联合作业机，由东北农业大学研制，机具为悬挂式，与中型拖拉机配套使用采用卷膜轮和起膜铲配合收膜。
残膜回收问题仍是困扰农田污染综合治理的核心问题，棉壳棉杆回收利用也涉及到残膜回收与农田资源循环利用的问题。在现有残膜回收机以及联合作业机的应用情况来看，存在残膜回收率较低、残茬分离效果较差、棉杆棉壳的回收利用效果较差等主要的问题。对于联合作业机械，是残膜回收机的发展方向，但现有的联合作业机械工序不够优化，对农田种植的适用性不强，存在较多的缺陷。因此，针对新疆棉田秋后棉壳回收、棉秆粉碎还田及残膜回收联合作业机械的应用现状，研究一种可实现残膜高效回收，棉壳棉杆有效利用，作业环境优化型的联合作业机械具有十分重要的实际应用意义与理论研究价值。
发明内容
本发明的目的在于提出一种一次完成棉秆拔起、棉秆粉碎还田及残膜回收三项作业的咬合式棉秆拔起、粉碎还田与组合式整膜回收联合作业机。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种咬合式棉秆拔起粉碎还田与组合式整膜回收联合作业机，包括机架1、动力输入轴25、牵引装置4、限深轮5和运输轮21，该联合作业机还包括第一传动装置3、拨棉秆装置6、棉秆拔起粉碎装置24、棉秆输送装置23、第二传动装置31、刨膜装置13、抛膜装置12、残膜输送装置22和集膜箱20；其中，
第一传动装置3布置在机架1上，其动力输入端和动力输入轴25连接，其动力输出端设有第一动力输出轴34和第二动力输出轴35，其中，第一动力输出轴34的末端布置有第一输出轴传动链轮，第二动力输出轴35与短轴33通过齿轮传动，短轴33末端布置有第二输出轴传动链轮；
拨棉杆装置6包括拨棉杆转轴和拨禾轮，拨禾轮固接在拨棉杆转轴上，拨棉杆转轴通过轴承座连接在机架1的下方，拨棉杆转轴一端布置有第一拨棉杆转轴链轮和第二拨棉杆转轴链轮，其中第一拨棉杆转轴链轮与布置在短轴33末端的第二输出轴传动链轮通过链传动连接；
棉秆拔起粉碎装置24位于拨棉秆装置6的后方，棉秆拔起粉碎装置24包括多个辊刀，每个辊刀包括辊轴和沿滚轴圆周布置的多个刀片，辊刀的辊轴穿过机架1的侧板，与机架1的侧板构成转动连接，多个辊刀分上下两层布置，构成上辊刀组2和下辊刀组7，上辊刀组2端部布置有链轮，与第二拨棉杆转轴链轮通过链传动连接。下辊刀组7端部布置有链轮，与第一输出轴传动链轮通过链传动连接；
第一传动轴26通过轴承座联接在机架1上，位于棉秆拔起粉碎装置24之后；第一传动轴26的一端布置链轮，第一传动轴26的链轮与下辊刀组7的最后一个链轮通过链传动连接；第一传动轴26的另一端通过锥齿轮传动与第二传动轴27的一端相连，第二传动轴27通过轴承座布置在机架1上方，第二传动轴27的另一端通过万向节28与第二传动装置31的动力输入轴相联；
棉秆输送装置23位于第一传动轴26的后下方，棉秆输送装置23包括棉秆输送带8、棉秆输送装置主动轮9、棉秆输送装置从动轮11、主动输送辊轴、从动输送辊轴和传动V型带10，主动输送辊轴、从动输送辊轴通过轴承座被布置在机架1下方的两侧，棉杆输送带8套装在主输送辊轴和从动输送辊轴上；
棉杆输送装置主动轮9通过平键与第二传动轴27相连，输送装置从动轮11通过平键与棉杆输送带8的主动输送辊轴连接在一起，棉秆输送装置主动轮9与棉秆输送装置从动轮11通过传动V型带10联接；
第二传动装置31布置在机架1上，并位于棉秆输送装置23后方；第二传动装置31有两个动力输出端，一个动力输出端与第三传动轴29的一端相连，第三传动轴29的另一端通过轴承座与机架1联接，第三传动轴29的末端布置有第一双槽V带轮36，第四传动轴30通过轴承座与机架1相连，位于第三传动轴29后方，第三传动轴29和第四传动轴30上布置有齿轮，第三传动轴29与第四传动轴30通过齿轮啮合进行传动，第二传动装置31的另一个动力输出端固接花键轴，花键轴的另一端与带有空心花键槽的减速器长箱体32相连，减速器长箱体32固接在机架1一侧的侧板上，减速器长箱体32的动力输出轴是一根带花键内槽的空心轴；
刨膜装置13包括刨膜转轴和沿刨膜转轴上均匀布置刨刀，刨膜转轴的一端通过轴承座连接在机架1的侧板上，刨膜转轴的另一端固接有花键轴，通过花键轴与减速器长箱体32的花键内槽的空心轴连接；
抛膜装置12包括抛膜转轴和沿抛膜转轴均匀布置的三个抛膜叶片，抛膜装置12位于刨膜装置13的上方，抛膜装置12的抛膜转轴的一端通过轴承座连接在机架1一侧的侧板上，另一端通过轴承座连接在机架1的侧板上，并且穿过所述侧板，穿过侧板的抛膜转轴的末端布置有第二双槽V带轮38，第二双槽V带轮38与第一双槽V带轮36通过V型皮带37连接；
残膜输送装置22位于第二传动装置31的后方，残膜输送装置22包括主动轮轴15、第一从动轮轴17、第二从动轮轴18、输送链16、支撑杆19和弹齿14，其中，主动轮轴15布置于机架1的下方，第二从动轮轴18布置在机架1的上方，第一从动轮轴17在纵向上平面和横向平面上均位于主动轮轴15和第二从动轮轴18之间，主动轮轴15、第一从动轮轴17、第二从动轮轴18的两端均布置链轮；输送链16安装在主动轮轴15、第一从动轮17轴、第二从动轮轴18两端的链轮上，多个支撑杆19均匀安装在输送链16上，弹齿14等间距安装固定在支撑杆19上；
第四传动轴30的一端布置有链轮，与主动轮轴15的链轮通过链传动联接；
集膜箱20位于机架1的最后方。
本发明的有益效果在于：
本发明结构紧凑、地面仿形性能好、作业效率高、工作可靠，一次作业能完成棉秆拔起、棉秆粉碎还田和残膜回收作业。所收残膜含杂率少，适用于密植型棉花种植模式下的棉秆拔起、粉碎还田和残膜回收作业。该机具具有安全可靠、结构合理、残膜回收率高、回收残膜干净可再利用、棉秆粉碎还田效果好等特点，适用于密植型种植模式下的棉秆拔起粉碎还田和残膜回收作业。
附图说明
图1为本发明的咬合式棉秆拔起粉碎还田与组合式整膜回收联合作业机的正视示意图及局部剖视图；
图2为本发明的咬合式棉秆拔起粉碎还田与组合式整膜回收联合作业机的俯视图；
图3为本发明的咬合式棉秆拔起粉碎还田与组合式整膜回收联合作业机的后视图；
图4为本发明的咬合式棉秆拔起粉碎还田与组合式整膜回收联合作业机的立体图；
图5为本发明的辊刀的示意图。
附图标记：
1.机架 2.上辊刀组 3.第一传动装置
4.牵引装置 5.限深轮 6.拨棉秆装置
7.下辊刀组 8.棉秆输送带 9.棉秆输送装置主动轮
10.传动V型带 11.棉秆输送装置从动轮 12.抛膜装置
13.刨膜装置 14.弹齿 15.主动轮轴
16.输送链 17.第一从动轮轴 18.第二从动轮轴
19.支撑杆 20.集膜箱 21.运输轮
22.残膜输送装置 23.棉秆输送装置 24.棉秆拔起粉碎装置
25.动力输入轴 26.第一传动轴 27.第二传动轴
28.万向节 29.第三传动轴 30.第四传动轴
31.第二传动装置 32.减速器长箱体 33.短轴
34.第一动力输出轴 35第二动力输出轴 36.第一双槽V带轮
37.V型皮带 38.第二双槽V带轮
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
如图1-图5所示，一种咬合式棉秆拔起粉碎还田与组合式整膜回收联合作业机，包括机架1、动力输入轴25、限深轮5、牵引装置4、第一传动装置3、拨棉秆装置6、棉秆拔起粉碎装置24、棉秆输送装置23、第二传动装置31、刨膜装置13、抛膜装置12、残膜输送装置22、集膜箱20和运输轮21。
牵引装置4位于机架1的前端，机架1的前端两侧各安装一个限深轮5。
第一传动装置3布置在机架1上，其动力输入端和动力输入轴25连接，其动力输出端设有第一动力输出轴34和第二动力输出轴35。其中，第一动力输出轴34的末端布置有第一输出轴传动链轮；第二动力输出轴35与短轴33通过齿轮传动连接，短轴33末端布置有第二输出轴传动链轮。
拨棉杆装置6包括拨棉杆转轴和拨禾轮，拨禾轮固接在拨棉杆转轴上，拨棉杆转轴通过轴承座连接在机架1的下方。拨棉杆转轴的一端布置有第一拨棉杆转轴链轮和第二拨棉杆转轴链轮，其中第一拨棉杆转轴链轮与布置在短轴33末端的第二输出轴传动链轮通过链传动连接。
棉秆拔起粉碎装置24位于拨棉秆装置6的后方。棉秆拔起粉碎装置24包括多个辊刀，如图5所示，每个辊刀包括辊轴和沿辊轴圆周布置的多个刀片。辊刀的辊轴穿过机架1的侧板，与机架1的侧板构成转动连接。多个辊刀上下两层布置，构成上辊刀组2和下辊刀组7。上辊刀组2端部布置有链轮，与第二拨棉杆转轴链轮通过链传动连接。下辊刀组7端部布置有链轮，与第一输出轴传动链轮通过链传动连接。
第一传动轴26通过轴承座联接在机架1上，位于棉秆拔起粉碎装置24之后。第一传动轴26的一端布置链轮，第一传动轴26的链轮与下辊刀组7的最后一个链轮通过链传动连接。第一传动轴26的另一端通过锥齿轮传动与第二传动轴27的一端相连。第二传动轴27通过轴承座布置在机架1上，第二传动轴27的另一端通过万向节28与第二传动装置31的动力输入轴相联。
棉秆输送装置23位于第一传动轴26的后下方，棉秆输送装置23包括棉秆输送带8、棉秆输送装置主动轮9、棉秆输送装置从动轮11、主动输送辊轴、从动输送辊轴和传动V型带10。主动输送辊轴、从动输送辊轴通过轴承座被布置在机架1下方的两侧，棉杆输送带8套装在主输送辊轴和从动输送辊轴上，通过摩擦驱动棉杆输送带8工作。
棉杆输送装置主动轮9通过平键与第二传动轴27相连，输送装置从动轮11通过平键与棉杆输送带8的主动输送辊轴连接在一起。棉秆输送装置主动轮9与棉秆输送装置从动轮11通过传动V型带10连联。
第二传动装置31布置在机架1上，并位于棉秆输送装置23后方。第二传动装置31有两个动力输出端，一个动力输出端与第三传动轴29的一端相连，第三传动轴29的另一端通过轴承座与机架1联接，第三传动轴29的末端布置有第一双槽V带轮36；第四传动轴30通过轴承座与机架1相连，位于第三传动轴29后方，第三传动轴29和第四传动轴30上布置有齿轮，第三传动轴29与第四传动轴30通过齿轮啮合进行传动。第二传动装置31的另一个动力输出端固接花键轴，花键轴的另一端与带有空心花键槽的减速器长箱体32相连，减速器长箱体32固接在机架1一侧的侧板上，减速器长箱体32的动力输出轴是一根带花键内槽的空心轴。
刨膜装置13包括刨膜转轴和沿刨膜转轴上均匀布置的刨刀，刨膜转轴的一端通过轴承座连接在机架1的侧板上，刨膜转轴的另一端固接有花键轴，通过花键轴与减速器长箱体32的带花键内槽的空心轴连接。刨膜装置13与减速器长箱体连接以接收其传递过来的动力，减速器长箱体32用于：(1)传递动力；(2)减速。
抛膜装置12包括抛膜转轴和沿抛膜转轴均匀布置的三个抛膜叶片。抛膜装置12位于刨膜装置13的前上方，抛膜装置12的抛膜转轴的一端通过轴承座连接在机架1一侧的侧板上，另一端通过轴承座连接在机架1的侧板上，并且穿过所述侧板，穿过侧板的抛膜转轴的末端布置有第二双槽V带轮38，第二双槽V带轮38与第一双槽V带轮36通过V型皮带37连接。
残膜输送装置22位于第二传动装置31的后方，残膜输送装置22包括主动轮轴15、第一从动轮轴17、第二从动轮轴18、输送链16、支撑杆19和弹齿14。其中，主动轮轴15布置于机架1的下方，第二从动轮轴18布置在机架1的上方，第一从动轮轴17在纵向上平面和横向平面上均位于主动轮轴15和第二从动轮轴18之间，主动轮轴15、第一从动轮轴17和第二从动轮轴18的两端均布置链轮。输送链16安装在主动轮轴15、第一从动轮轴17和第二从动轮轴18两端的链轮上，多个支撑杆19均匀安装在输送链16上，弹齿14等间距安装固定在支撑杆19上。
第四传动轴30的一端布置有链轮，与主动轮轴15的链轮通过链传动联接。
集膜箱20位于机架1的最后方。
运输轮21固接于机架1后方的两侧。
本发明的工作过程是：
拖拉机通过牵引装置4与本发明联合作业机通过三点悬挂连接，拖拉机的动力输出轴通过传动轴与本发明联合作业机的动力输入轴25相连。拖拉机与本发明联合作业机构成作业机组，拖拉机通过第一传动装置3带动拨棉秆装置6、棉秆拔起粉碎装置24、棉秆输送输送装置23、刨膜装置13、抛膜装置12、残膜输送装置22工作。工作过程中，联合作业机沿着棉花苗行向前匀速前进，拨棉秆装置6的拨禾轮将直立棉秆的上端拨向棉秆拔起粉碎装置24的上辊刀组2与下辊刀组7之间，上辊刀组2与下辊刀组7在第一传动装置3的作用下保持相对高速旋转，以图1为参考，上辊刀组2的各辊刀沿顺时针旋转，下辊刀组7的各辊刀沿逆时针旋转，棉秆上端在上辊刀组2与下辊刀组7的相互咬合作用下被上辊刀组2与下辊刀组7之间所夹住，随着上辊刀组2与下刀辊组7的不断旋转咬合，棉秆不断被拉进上辊刀组2与下辊刀组7之间，最终棉秆从棉田中连根拔出。
拔出的棉秆在上、下刀辊组的持续作用下被咬碎成短截状，细碎棉秆在惯性和重力作用下被输送到棉秆输送装置23上，最终棉秆输送装置23将细碎棉秆从作业机组的侧边输送还田。
同时，第二传动装置31带动刨膜装置13不断旋转将拔杆粉碎还田作业之后的地表及地表浅层的残膜连同土壤一起刨出，刨出的残膜和土壤一部分由于惯性被抛向残膜输送装置22，另外一部分被抛膜装置12的抛膜叶片抛向残膜输送装置22，被抛向残膜输送装置22的土壤从弹齿缝隙间掉落，弹齿14将被抛向残膜输送装置22的残膜钩住，并随残膜输送装置22输送到集膜箱20的上方，残膜输送装置22在输送残膜的过程中，最下方的弹齿14对刨膜作业之后的地表进行残膜的二次挑膜回收作业，挑起的残膜也随着残膜输送装置22输送到集膜箱20的上方。最终，残膜在重力的作用下落入集膜箱20，完成残膜回收作业。通过调节限深轮5可以调节刨膜装置13的刨刀和残膜输送装置22的最下方弹齿14的入土深度。
Claims (1)
1.一种咬合式棉秆拔起粉碎还田与组合式整膜回收联合作业机，包括机架(1)、动力输入轴(25)、牵引装置(4)、限深轮(5)和运输轮(21)，其特征在于：
该联合作业机还包括第一传动装置(3)、拨棉秆装置(6)、棉秆拔起粉碎装置(24)、棉秆输送装置(23)、第二传动装置(31)、刨膜装置(13)、抛膜装置(12)、残膜输送装置(22)和集膜箱(20)；其中，
第一传动装置(3)布置在机架(1)上，其动力输入端和动力输入轴(25)连接，其动力输出端设有第一动力输出轴(34)和第二动力输出轴(35)，其中，第一动力输出轴(34)的末端布置有第一输出轴传动链轮，第二动力输出轴(35)与短轴(33)通过齿轮传动，短轴(33)末端布置有第二输出轴传动链轮；
拨棉秆装置(6)包括拨棉秆转轴和拨禾轮，拨禾轮固接在拨棉秆转轴上，拨棉秆转轴通过轴承座连接在机架(1)的下方，拨棉秆转轴一端布置有第一拨棉秆转轴链轮和第二拨棉秆转轴链轮，其中第一拨棉秆转轴链轮与布置在短轴(33)末端的第二输出轴传动链轮通过链传动连接；
棉秆拔起粉碎装置(24)位于拨棉秆装置(6)的后方，棉秆拔起粉碎装置(24)包括多个辊刀，每个辊刀包括辊轴和沿辊轴圆周布置的多个刀片，辊刀的辊轴穿过机架(1)的侧板，与机架(1)的侧板构成转动连接，多个辊刀分上下两层布置，构成上辊刀组(2)和下辊刀组(7)，上辊刀组(2)端部布置有链轮，与第二拨棉秆转轴链轮通过链传动连接；下辊刀组(7)端部布置有链轮，与第一输出轴传动链 轮通过链传动连接；
第一传动轴(26)通过轴承座联接在机架(1)上，位于棉秆拔起粉碎装置(24)之后；第一传动轴(26)的一端布置链轮，第一传动轴(26)的链轮与下辊刀组(7)的最后一个链轮通过链传动连接；第一传动轴(26)的另一端通过锥齿轮传动与第二传动轴(27)的一端相连，第二传动轴(27)通过轴承座布置在机架1上方，第二传动轴(27)的另一端通过万向节(28)与第二传动装置(31)的动力输入轴相联；
棉秆输送装置(23)位于第一传动轴(26)的后下方，棉秆输送装置(23)包括棉秆输送带(8)、棉秆输送装置主动轮(9)、棉秆输送装置从动轮(11)、主动输送辊轴、从动输送辊轴和传动V型带(10)，主动输送辊轴、从动输送辊轴通过轴承座被布置在机架(1)下方的两侧，棉秆输送带(8)套装在主动输送辊轴和从动输送辊轴上；
棉秆输送装置主动轮(9)通过平键与第二传动轴(27)相连，输送装置从动轮(11)通过平键与棉秆输送带(8)的主动输送辊轴连接在一起，棉秆输送装置主动轮(9)与棉秆输送装置从动轮(11)通过传动V型带(10)联接；
第二传动装置(31)布置在机架(1)上，并位于棉秆输送装置(23)后方；第二传动装置(31)有两个动力输出端，一个动力输出端与第三传动轴(29)的一端相连，第三传动轴(29)的另一端通过轴承座与机架(1)联接，第三传动轴(29)的末端布置有第一双槽V带轮(36)，第四传动轴(30)通过轴承座与机架(1)相连，位于第三传动轴(29)后方，第三传动轴(29)和第四传动轴(30)上布置有齿轮，第三传动轴(29)与第四传动轴(30)通过齿轮啮合进行传动，第二传动装置(31)的另一个动力输出端固接花键轴，花键轴的另一端与带有空 心花键槽的减速器长箱体(32)相连，减速器长箱体(32)固接在机架(1)一侧的侧板上，减速器长箱体(32)的动力输出轴是一根带花键内槽的空心轴；
刨膜装置(13)包括刨膜转轴和沿刨膜转轴上均匀布置的刨刀，刨膜转轴的一端通过轴承座连接在机架(1)的侧板上，刨膜转轴的另一端固接有花键轴，通过花键轴与减速器长箱体(32)的花键内槽的空心轴连接；
抛膜装置(12)包括抛膜转轴和沿抛膜转轴均匀布置的三个抛膜叶片，抛膜装置(12)位于刨膜装置(13)的上方，抛膜装置(12)的抛膜转轴的一端通过轴承座连接在机架(1)一侧的侧板上，另一端通过轴承座连接在机架(1)另一侧的侧板上，并且穿过所述另一侧的侧板，穿过侧板的抛膜转轴的末端布置有第二双槽V带轮(38)，第二双槽V带轮(38)与第一双槽V带轮(36)通过V型皮带(37)连接；
残膜输送装置(22)位于第二传动装置(31)的后方，残膜输送装置(22)包括主动轮轴(15)、第一从动轮轴(17)、第二从动轮轴(18)、输送链(16)、支撑杆(19)和弹齿(14)，其中，主动轮轴(15)布置于机架(1)的下方，第二从动轮轴(18)布置在机架(1)的上方，第一从动轮轴(17)在纵向平面上和横向平面上均位于主动轮轴(15)和第二从动轮轴(18)之间，主动轮轴(15)、第一从动轮轴(17)、第二从动轮轴(18)的两端均布置链轮；输送链(16)安装在主动轮轴(15)、第一从动轮轴(17)、第二从动轮轴(18)两端的链轮上，多个支撑杆(19)均匀安装在输送链(16)上，弹齿(14)等间距安装固定在支撑杆(19)上；
第四传动轴(30)的一端布置有链轮，与主动轮轴(15)的链轮通过链传动联接；
集膜箱(20)位于机架(1)的最后方。
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