CN106818035A - 一种具有回转式凹板的半喂入联合收割机脱粒装置试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有回转式凹板的半喂入联合收割机脱粒装置试验台，所述实验台通过工控机调节脱粒滚筒调速电机、链轮调速电机和夹持喂入链调速电机的转速，控制脱粒滚筒弓齿的线速度、回转式凹板外表面的线速度和夹持喂入链的线速度，同步采集脱粒滚筒弓齿线速度、回转式凹板外表面线速度和夹持喂入链线速度的不同数值与数值比，并对比不同数值和数值比对所述收割机脱粒装置工作状态的影响。本发明结构合理，所述试验台可通过工控机调节脱粒滚筒弓齿线速度、回转式凹板外表面线速度和夹持喂入链线速度，检测实验结果。根据实验数据选出脱粒滚筒弓齿线速度、回转式凹板外表面线速度和夹持喂入链的线速度的最优搭配。

Description

一种具有回转式凹板的半喂入联合收割机脱粒装置试验台

技术领域

本发明涉及农业机械领域，尤其涉及一种具有回转式凹板的半喂入联合收割机脱粒装置试验台。

背景技术

水稻联合收割机是水稻收获机械中最主要的作业装备之一。半喂入联合收割机是当前最先进的水稻收获机械，其作业质量和效率深受广大农民欢迎。但用户普遍反映，由于高产水稻产量高、分蘖旺、茎叶发达，现有的半喂入联合收割机收获时很容易出现脱粒装置堵塞、漏脱等问题，因此不能满负荷收割而影响生产效率，其主要原因有：一是半喂入联合收割机脱粒装置凹板是固定式的，作业时，经夹持链喂入的禾丛厚、密，在脱粒滚筒弓齿的“梳刷”下，虽然禾丛上层穗部籽粒很容易被脱下，但与凹板接触的禾丛下层穗部不易被弓齿梳刷、冲击而易造成漏脱；二是高产稻穗部沉重，在错过最佳收获期时，秸秆颈部易出现折弯，折弯的穗部无法进入脱粒区而随秸秆排出机外，造成漏脱损失；三是脱粒装置堵塞时，一般需即时停机排除，影响工作效率，严重堵塞时甚至会引起滚筒轴断裂等故障。

现有公开号为CN104798529A具有回转凹板筛的半喂入联合收割机脱粒分离装置，主要由左墙板、多孔板、右墙板、V型带传动总成、回转凹板筛总成和脱粒滚筒构成。上述专利提高了脱粒分离能力，适应高产作物和潮湿环境下的收获；凹板筛的上层面以一定的线速度运动，使作物的上、下层都获得梳刷脱粒，也有利于将倒挂和折弯的稻麦穗部理直、脱粒，减少了未脱净损失。所述脱粒滚位于所述回转凹板筛的上方，且脱粒滚筒转动时和所述回转凹板筛做回转运动时的转向相反，但是脱粒滚筒弓齿的线速度与所述回转凹板外表面的线速度保持一定的数值和比值才能使得收割机的工作状态更好，比如脱粒脱得比较干净，谷粒中的杂质较少；上述具有回转凹板筛的半喂入联合收割机脱粒分离装置没有将脱粒滚筒弓齿的线速度与所述回转凹板筛外表面的线速度数值和比值调节在一个较好的范围内。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种具有回转式凹板的半喂入联合收割机脱粒装置试验台。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，提出一种具有回转式凹板的半喂入联合收割机脱粒装置试验台，其包括：

工控机；

脱粒滚筒、第一皮带传动机构和滚筒调速电机；所述第一皮带传动机构设有滚筒带轮、第一过渡带轮、第二过渡带轮、张紧轮和脱粒滚筒带轮以及皮带；滚筒带轮、第一过渡轮和第二过渡轮处于皮带圈内，张紧轮和脱粒滚筒轮处于皮带圈外；所述滚筒带轮和所述脱粒滚筒同轴；所述滚筒调速电机驱动第一皮带传动机构，所述第一皮带传动机构带动滚筒带轮转动，滚筒带轮带动脱粒滚筒转动；所述脱粒滚筒为圆柱形，其表面设有脱粒滚筒弓齿；

传动箱；其一端连接滚筒调速电机，其另一端连接脱粒滚筒；所述滚筒带轮通过皮带与传动箱连接；

链传动回转式凹板、链轮调速电机；所述链传动回转式凹板包括回转式凹板和链传动机构；所述链轮调速电机通过皮带驱动链传动机构并带动所述回转式凹板做循环回转运动；

所述链传动机构包括驱动链轮和从动链轮、驱动轴和从动轴、驱动带轮；所述驱动链轮和驱动带轮同轴相连；驱动链轮、驱动带轮套在驱动轴上，从动链轮套在从动轴上，所述驱动链轮通过链条与所述从动链轮连接，所述驱动轴和从动轴的两端均设有轴承座；

夹持喂入链、夹持喂入链驱动轮和夹持喂入链调速电机；所述夹持喂入链和夹持喂入链调速电机通过联轴节与夹持喂入链驱动轮连接；

所述实验台通过工控机调节滚筒调速电机、链轮调速电机和夹持喂入链调速电机的转速，控制脱粒滚筒弓齿线速度、回转式凹板外表面线速度和夹持喂入链线速度,并采集脱粒滚筒弓齿线速度、回转式凹板外表面线速度和夹持喂入链线速度不同的数值以及数值比。

进一步的，所述半喂入联合收割机脱粒装置在试验状态时，脱粒滚筒弓齿的线速度和所述回转式凹板外表面的线速度的比值大于15小于18，其中：

n₂＝n₄；

R₄ω₄＝R₃ω₃＝V；

以上式中，n₂为回转式凹板驱动链轮转速，ω₂为回转式凹板驱动链轮角速度,V₂为回转式凹板外表面线速度,R₃为滚筒带轮半径,ω₃为滚筒带轮角速度,n₃为滚筒带轮转速,R₄为滚筒带轮半径，ω₄为驱动带轮角速度,n₄为驱动带轮转速,R₁为脱粒滚筒半径，ω₁为脱粒滚筒角速度,n₁为脱粒滚筒转速,V为传动皮带速度,V₁为脱粒滚筒弓齿齿顶线速度。

进一步的，还包括作物输送台、输送台调速电机；所述作物运输台与地面接触处设有滑轮，所述输送台上端为第二皮带传动机构，所述第二皮带传动机构和输送台调速电机连接。

进一步的，所述夹持喂入链驱动轮带动所述夹持喂入链做回转运动，所述夹持喂入链调速电机调整所述夹持喂入链的回转速度并与所述运输台的输送速度相匹配；所述夹持喂入链的左端位于所述输送台下方。

进一步的，所述回转式凹板设有多个封闭的弧形轨道，所述弧形轨道排列成一排，所述回转式凹板还设有多个沿着弧形轨道排列的圆管、数条链条；所述多个弧形轨道和所述多根圆管构成栅格结构；所述多根圆管固定在数条链条上。

进一步的，还包括外表面涂有聚四氟乙烯疏水复合涂层的振动筛，所述振动筛用于分离水稻的谷粒和茎叶。

进一步的，还包括清选室；所述清选室设有清选风机和排草机构；所述清选风机清除谷粒中重量较轻的杂质，所述排草机构将已脱粒的水稻茎秆排到机外。

本发明结构合理，所述试验台可通过工控机调节脱粒滚筒弓齿线速度、回转式凹板外表面线速度和夹持喂入链线速度，检测实验结果。根据实验数据选出脱粒滚筒弓齿线速度、回转式凹板外表面线速度和夹持喂入链的线速度的最优搭配。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的链传动回转式凹板的三维结构示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

请参照图1-图2，本发明一种具有回转式凹板的半喂入联合收割机脱粒装置试验台，包括脱粒滚筒100、第一皮带传动机构、第二皮带传动机构、工控机200、滚筒调速电机300、链轮传动机构、夹持喂入链400、夹持喂入链调速电机500、复脱机构、搅龙、粮箱、链传动回转式凹板600和链轮调速电机700、作物输送台800、输送台调速电机900和振动筛以及清选室。

所述滚筒调速电机300驱动第一皮带传动机构，所述第一皮带传动机构带动脱粒滚筒100；所述脱粒滚筒100为圆柱形，其表面设有脱粒滚筒弓齿；

链传动回转式凹板600包括回转式凹板610和链传动机构620；所述链轮调速电机700驱动链传动机构620，所述链传动机构620带动所述回转式凹板610做循环回转运动；所述回转式凹板610为栅格结构。

所述实验台通过调节滚筒调速电机300、链轮调速电机700的转速控制脱粒滚筒100外表面的线速度、回转式凹板610外表面的线速度，并采集脱粒滚筒弓齿的线速度与回转式凹板610外表面的线速度不同的数值与数值比，并记录不同数值和数值比对所述收割机的工作状态的影响。

在实验台中，驱动脱粒滚筒100的是滚筒调速电机300，驱动链传动回转式凹板600的是链轮调速电机700；所以脱粒滚筒外表面的线速度与回转式凹板610外表面的线速度的数值比可调；而真正投入田间应用的收割机，其驱动脱粒滚筒100、回转式凹板610的动力源为同一电机，其脱粒滚筒弓齿的线速度与回转式凹板610外表面的线速度的数值比不可调，通过实验台可确定所述收割机在工作时脱粒滚筒弓齿的线速度与回转式凹板610外表面的线速度比较合适的数值和数值比。

在实验台中，通过设定滚筒调速电机300的转速n₁、脱粒滚筒100的半径R₁确定脱粒滚筒100的外表面线速度V₁；

同理可计算所述回转式凹板610外表面的线速度V₂

又由于驱动带轮和驱动链轮同轴，故n₄＝n₂，也即

R₄ω₄＝R₃ω₃＝V；

以上式中，ω₂为回转式凹板驱动链轮角速度，n₂为回转式凹板驱动链轮转速,V₂为回转式凹板外表面的线速度,R₃为滚筒带轮半径,ω₃为滚筒带轮角速度,n₃为滚筒带轮转速,R₄为驱动带轮半径，ω₄为驱动带轮角速度,n₄为驱动带轮转速,R₁为脱粒滚筒半径，ω₁为脱粒滚筒角速度,n₁为脱粒滚筒转速,V为传动皮带速度,V₁为脱粒滚筒弓齿齿顶线速度；

通过设定链轮调速电机700的转速调整回转式凹板610外表面的线速度V₂的数值，保持脱粒滚筒1弓齿的线速度V₁和所述回转式凹板610外表面的线速度V₂具有较大的速度差；回转式凹板610外表面的线速度V₂与所述脱粒滚筒弓齿的线速度V₁的数值比在1/18到1/15之间。进而设计出尺寸大小合理的回转凹板式脱粒装置。

所述脱粒滚筒100设有滚筒轴，所述第一皮带传动机构设有滚筒带轮，所述滚筒带轮套在所述滚筒轴上，所述滚筒带轮和所述传动箱连接，传动箱和所述滚筒调速电机300连接。通过调节滚筒调速电机300的转速可调节脱粒滚筒100的转速。

所述回转式凹板610设有多个封闭的弧形轨道611，所述弧形轨道611排列成一排，所述回转式凹板610还设有多个沿着弧形轨道611排列的圆管612；所述多个弧形轨道611和所述多个圆管612构成栅格结构；所述回链传动转式凹板600还设链传动机构，所述链传动机构带动所述回转式凹板610做循环回转运动。

在试验台中，水稻通过脱粒滚筒100脱粒，谷粒和较小的茎叶从所述回转式凹板610上漏下，所述回转式凹板610具有防堵功能，回转式凹板610做回转运动可防止水稻在脱粒滚筒100和回转式凹板610之间积聚堵塞。

所述链传动机构包括链条、驱动链轮、驱动链轮轴、从动链轮、从动链轮轴；所述驱动链轮轴、从动链轮轴上套有轴承座，驱动链轮通过链条与所述从动链轮连接，所述轴承座和所述回转式凹板610连接固定。所述链传动回转式凹板600由链轮调速电机700驱动做循环回转运动。

所述作物输送台800、输送台调速电机900；所述运输台与地面接触处设有滑轮，所述输送台上端为第二皮带传动机构，所述第二皮带传动机构和输送台调速电机900连接，所述作物输送台800可用多种速度输送实验用水稻给夹持喂入链进行脱粒试验，模拟收割机在田间作业时多种前进速度。

所述试验台还包括夹持喂入链400、夹持喂入链驱动轮和夹持喂入链调速电机500；所述夹持喂入链驱动轮带动所述夹持喂入链400做循环回转运动，所述夹持喂入链调速电机500调整所述夹持喂入链400的回转速度并与所述运输台的输送速度相匹配，所述夹持喂入链400的入口端位于所述输送台传送带右端下方。

所述振动筛外表面涂有聚四氟乙烯疏水复合涂层，所述涂有聚四氟乙烯疏水复合涂层不沾水田间作业的收割机在早上8点到10点这段时间工作时，因为空气湿度很大，水稻上有很多露水，一般的振动筛会沾上水，谷粒沾在振动筛上造成振动筛堵塞，振动筛外表面涂有聚四氟乙烯疏水复合涂层振动筛不沾水可防止谷粒堵塞。

所述复脱机构是用于对水稻杂余复脱的机构，脱粒滚筒100对所述水稻脱粒未彻底时，复脱机构对水稻杂余二次脱粒。所述搅龙用于输送谷粒运至粮箱，所述工控机200用于检测并控制所述试验台。

所述清选室设有清选风机和排草机构；所述清选风机清除谷粒中重量较轻的杂质，所述排草机构将已脱粒的水稻茎秆排出机外。在清选室出口可收集并清理清选室出口的水稻籽粒，计算出清选损失率；从排草口可收集排出的稻草并清理其中的水稻籽粒(包括未脱净籽粒、夹带籽粒)，计算出夹带损失率(含未脱净)；从接粮口取样测定破碎率、含杂率。根据喂入量和草谷比，计算每次试验稻谷总质量，记为M。从接粮口取样，记总重M₁，手工挑选出破碎籽粒、杂质等并分别称重，记为M_破、M_杂。收集清选室出口和排草口全部水稻籽粒并称重，记为M_清选、M_夹带。

损失率y₁、破碎率y₂、含杂率y₃分别由以下公式计算得到：

y₁＝(M_清选+M_夹带)/M (1)

y₂＝M_破/M₁ (2)

y₃＝M_杂/M₁ (3)

具有回转式凹板的半喂入联合收割机脱粒装置试验台，所述第一皮带传动机构与所述链轮传动机构相连，所述驱动链轮轴中设有驱动链轮轴，驱动链轮轴上套有驱动带轮，所述驱动带轮通过皮带与所述滚筒带轮相连，所述链轮传动机构与电机连接，所述电机既带动脱粒滚筒100转动，又带动回转式凹板610做循环回转运动，根据实验台中的数据，回转式凹板610外表面的线速度V₂与所述脱粒滚筒100外表面的线速度V₁的数值比在1/18到1/15之间，根据实验数据设计出尺寸合适的具有回转式凹板半喂入联合收割机脱粒装置。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种具有回转式凹板的半喂入联合收割机脱粒装置试验台，其特征在于，包括：

工控机；

脱粒滚筒、第一皮带传动机构和滚筒调速电机；所述第一皮带传动机构设有滚筒带轮、第一过渡带轮、第二过渡带轮、张紧轮和脱粒滚筒带轮以及皮带；滚筒带轮、第一过渡轮和第二过渡轮处于皮带圈内，张紧轮和脱粒滚筒轮处于皮带圈外；所述滚筒带轮和所述脱粒滚筒同轴；所述滚筒调速电机驱动第一皮带传动机构，所述第一皮带传动机构带动滚筒带轮转动，滚筒带轮带动脱粒滚筒转动；所述脱粒滚筒为圆柱形，其表面设有脱粒滚筒弓齿；

传动箱；其一端连接滚筒调速电机，其另一端连接脱粒滚筒；所述滚筒带轮通过皮带与传动箱连接；

链传动回转式凹板、链轮调速电机；所述链传动回转式凹板包括回转式凹板和链传动机构；所述链轮调速电机通过皮带驱动链传动机构并带动所述回转式凹板做循环回转运动；

所述链传动机构包括驱动链轮和从动链轮、驱动轴和从动轴、驱动带轮；所述驱动链轮和驱动带轮同轴相连；驱动链轮、驱动带轮套在驱动轴上，从动链轮套在从动轴上，所述驱动链轮通过链条与所述从动链轮连接，所述驱动轴和从动轴的两端均设有轴承座；

夹持喂入链、夹持喂入链驱动轮和夹持喂入链调速电机；所述夹持喂入链和夹持喂入链调速电机通过联轴节与夹持喂入链驱动轮连接；

所述实验台通过工控机调节滚筒调速电机、链轮调速电机和夹持喂入链调速电机的转速，控制脱粒滚筒弓齿线速度、回转式凹板外表面线速度和夹持喂入链线速度,并采集脱粒滚筒弓齿线速度、回转式凹板外表面线速度和夹持喂入链线速度不同的数值以及数值比。

2.根据权利要求1所述的一种具有回转式凹板的半喂入联合收割机脱粒装置试验台，其特征在于：所述半喂入联合收割机脱粒装置在试验状态时，脱粒滚筒弓齿的线速度和所述回转式凹板外表面的线速度的比值大于15小于18，其中：

$V_2=R_2{\mathrm{\ω}}_2=\frac{R_2{n}_2\mathrm{\π}}{30};$

$V_1=R_1{\mathrm{\ω}}_1=\frac{R_1{n}_1\mathrm{\π}}{30};$

n₂＝n₄；

R₄ω₄＝R₃ω₃＝V；

$R_4=\frac{R_3{\mathrm{\ω}}_3}{{\mathrm{\ω}}_4}=\frac{R_3{n}_3}{n_4};$

以上式中，n₂为回转式凹板驱动链轮转速，ω₂为回转式凹板驱动链轮角速度,V₂为回转式凹板外表面线速度,R₃为滚筒带轮半径,ω₃为滚筒带轮角速度,n₃为滚筒带轮转速,R₄为滚筒带轮半径，ω₄为驱动带轮角速度,n₄为驱动带轮转速,R₁为脱粒滚筒半径，ω₁为脱粒滚筒角速度,n₁为脱粒滚筒转速,V为传动皮带速度,V₁为脱粒滚筒弓齿齿顶线速度。

3.根据权利要求1所述的一种具有回转式凹板的半喂入联合收割机脱粒装置试验台，其特征在于：还包括作物输送台、输送台调速电机；所述作物运输台与地面接触处设有滑轮，所述输送台上端为第二皮带传动机构，所述第二皮带传动机构和输送台调速电机连接。

4.根据权利要求3所述的一种具有回转式凹板的半喂入联合收割机脱粒装置试验台，其特征在于：所述夹持喂入链驱动轮带动所述夹持喂入链做回转运动，所述夹持喂入链调速电机调整所述夹持喂入链的回转速度并与所述运输台的输送速度相匹配；所述夹持喂入链的左端位于所述输送台下方。

5.根据权利要求1所述的一种具有回转式凹板的半喂入联合收割机脱粒装置试验台，其特征在于：所述回转式凹板设有多个封闭的弧形轨道，所述弧形轨道排列成一排，所述回转式凹板还设有多个沿着弧形轨道排列的圆管、数条链条；所述多个弧形轨道和所述多根圆管构成栅格结构；所述多根圆管固定在数条链条上。

6.根据权利要求1所述的一种具有回转式凹板的半喂入联合收割机脱粒装置试验台，其特征在于：还包括外表面涂有聚四氟乙烯疏水复合涂层的振动筛，所述振动筛用于分离水稻的谷粒和茎叶。

7.根据权利要求1所述的一种具有回转式凹板的半喂入联合收割机脱粒装置试验台，其特征在于：还包括清选室；所述清选室设有清选风机和排草机构；所述清选风机清除谷粒中重量较轻的杂质，所述排草机构将已脱粒的水稻茎秆排到机外。