CN109874511B - 一种双向拉线脱粒间隙可调的脱粒装置及联合收获机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双向拉线脱粒间隙可调的脱粒装置及联合收获机，包括栅格条和拉紧机构，若干所述栅格条与侧板间隙配合，若干所述栅格条上安装拉紧机构，使栅格条在间隙中径向和切向移动。所述拉紧机构包括切向拉紧装置和径向拉紧装置，任一所述栅格条的径向上安装径向拉紧装置，用于使栅格条在间隙中径向移动；若干所述栅格条在切线方向上串联安装切向拉紧装置，用于使栅格条在间隙中切向移动。本发明可以根据实际的收获作业条件通过调整栅格条的位置来调节脱粒间隙的大小，调节机构相对简单，操作方便快捷，容易实现对于凹板间隙的自动调节与控制，克服了现有的脱粒间隙调节困难且自动化程度低等问题。

Description

一种双向拉线脱粒间隙可调的脱粒装置及联合收获机

技术领域

本发明涉及农业机械领域，特别涉及一种双向拉线脱粒间隙可调的脱粒装置及联合收获机。

背景技术

脱粒装置是联合收获机的核心部件之一，主要作用是将谷物籽粒从茎秆上脱下，脱粒性能的优劣直接影响到联合收获机的工作效率和工作性能，凹板间隙的大小也在一定程度上影响谷物收获的质量。由于联合收割机在实际作业过程中，谷物的种植情况不同以及田间环境不同等均会造成联合收割机喂入量过大或者喂入量突变的情况，因此容易发生脱粒滚筒堵塞等故障。传统的解决方法一般是停机更换凹板或者调节凹板间隙，费时费力，因此，研究联合收获机脱粒间隙调节机构以防止脱粒滚筒堵塞，能够提高联合收获机的工作效率、性能和可靠性，有着重要的理论意义和实用价值。目前国内外的科研人员也对与凹板间隙的调节机构和装置进行了一些研究和发明。

中国专利公开了一种谷物脱粒滚筒凹板间隙调节装置及调节方法，包括顶盖、脱粒滚筒、凹板筛、应力采集模块和信号接收与处理系统，利用脱粒齿杆上的应力进行检测及数据处理分析，将反馈信号传输到驱动电机并实现脱粒滚筒凹板间隙自动调节。该发明可用于联合收获机田间收获时脱粒分离装置的脱粒齿杆应力检测以及凹板间隙的自适应调整，但所述调节方式针对脱粒齿杆为钉齿的脱粒装置，具有一定局限性；且调节方式为通过对凹板一侧的旋转实现脱粒间隙的增大，会导致调整后凹板间隙沿滚筒圆周方向大小变化不一致，若旋转角度过大，则可能会导致因为脱粒间隙过大导致的脱粒不净；若旋转角度过小，则可能会导致滚筒一侧造成堵塞，进而会引发新的问题。

中国专利公开了一种凹板间隙调节装置及脱粒装置和收获机，包括动力机构和换向机构，动力机构沿预设方向做往复运动，并控制围设与滚筒外侧的移动凹板靠近或远离滚筒，换向机构分别与动力机构和移动凹板连接，使得移动凹板的运动方向与动力机构的运动方向呈第一预设角度，实现了凹板间隙的自由调节，但是机构相对复杂，布置起来难度较大；且通过移动整个凹板靠近或远离滚筒来调节脱粒间隙的大小，无法实现均匀放大脱粒间隙，可能会出现滚筒底部间隙过大，两侧间隙过小或者底部间隙过小，两侧间隙过大灯问题。

中国专利公开了一种可调脱粒间隙的脱粒装置，包括机身、脱粒滚筒、凹板、间隙调节装置等，凹板位于脱粒滚筒下方，间隙调节装置位于凹板的四个角上，液压油缸通过螺栓与机身相连，以此来调节脱粒间隙，实现了脱粒间隙的调节，但是调节装置分别布置在凹板四个角上，调节过程中可能会出现四个液压油缸调节不同步等问题，导致脱粒间隙不能顺利调节。且移动整个凹板需要的力相对较大，进而导致能耗增加。凹板的整体式调节也会造成调节之后脱粒间隙的不均匀的现象，可能会影响联合收获机的正常工作。

国内论文中提出了解决联合收获机在田间作业时因喂入量波动而导致作业性能下降及脱粒滚筒堵塞等问题，用凹板筛后侧油缸油压力表征脱粒滚筒负荷，设计了由凹板间隙调节系统和凹板筛后侧油压力采集系统组成的脱粒滚筒负荷监测和凹板间隙调节装置，通过监测凹板筛后侧液压油缸无杆腔内的油压来表征脱粒滚筒负荷的变化，通过田间试验获取试验样本，并分别分析喂入量对凹板筛后侧油缸油压和脱粒分离性能的影响，以及凹板间隙对凹板筛后侧油缸油压和脱粒分离性能的影响，但此种方式的实现需要大量的传感器进行数据采集，且需要若干个液压油缸配合完成工作，需要布置大量的管路、线路，不适用于联合收获机的实际作业过程。

国内论文阐述了玉米联合收获机纵轴流脱粒分离装置的结构设计和工作原理，详细介绍滚筒、凹板、脱粒间隙调节机构的设计思路。其脱粒间隙调节机构采用铰接吊杆式调节，通过操控手柄经拉杆传递。转动调节杆，带动关节轴承，拉动旋转横轴，横轴带动吊杆上下运动，实现可调凹板绕轴转动，从而改变脱粒间隙，但拉杆调节方式传动机构相对比较复杂，实现起来不够便利。

上述公开的专利和论文中均提出了不同的凹板间隙调节装置，在实际收获过程中，可根据谷物的种类、收获时谷物含水率、联合收割机作业时的前进速度等不同因素对脱粒间隙进行调整，保证谷物收获的质量，也在一定程度上实现了对于脱粒间隙调节的自动化控制。但现有对脱粒间隙调节的研究主要思路是对凹板进行整体调节，目前主要包括凹板两侧同步上下调节和单侧转动调节。两侧同步上下调节一般是依靠多个液压缸来实现凹板的调节，实现难度相对比较高，也不易实现比较精细的调节，且通过移动整个凹板靠近或远离滚筒来调节脱粒间隙的大小，无法实现均匀放大脱粒间隙，可能会出现滚筒底部间隙过大，两侧间隙过小或者底部间隙过小，两侧间隙过大灯问题；单侧转动调节一般是把凹板的一侧沿脱粒滚筒轴线方向铰接固定，凹板另一侧连于连杆机构、齿轮/齿条机构或者液压机构，通过凹板的旋转实现凹板间隙的调整，由于传动机构相对比较复杂，调节不够便利，且转动调整后凹板间隙沿滚筒圆周方向大小变化不一致，若旋转角度过大，则可能会导致由于间隙过大导致的脱粒不净；若旋转角度过小，则可能会导致滚筒一侧造成堵塞，进而引发新的问题。且该种调节方式对各种作业条件适应性不强，影响脱粒性能。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种双向拉线脱粒间隙可调的脱粒装置及联合收获机，可以根据实际的收获作业条件通过调整栅格条的位置来调节脱粒间隙的大小，调节机构相对简单，操作方便快捷，容易实现对于凹板间隙的自动调节与控制，克服了现有的脱粒间隙调节困难且自动化程度低等问题。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种双向拉线脱粒间隙可调的脱粒装置，包括拉紧机构，若干栅格条与侧板间隙配合，若干所述栅格条上安装拉紧机构，使栅格条在间隙中径向和切向移动。

进一步，所述拉紧机构包括切向拉紧装置和径向拉紧装置，任一所述栅格条的径向上安装径向拉紧装置，用于使栅格条在间隙中径向移动；若干所述栅格条在切线方向上串联安装切向拉紧装置，用于使栅格条在间隙中切向移动。

进一步，所述径向拉紧装置包括径向拉线和动力装置；任一所述栅格条径向两侧分别安装径向拉线，两侧的所述径向拉线分别与动力装置连接，通过动力装置拉紧或放松径向拉线；

所述切向拉紧装置包括切向拉线和动力装置，所述切向拉线切向穿过若干所述栅格条，所述切向拉线与动力装置连接，通过动力装置拉紧或放松切向拉线。

进一步，所述动力装置包括转轴和电机，所述转轴上固定所述径向拉线或切向拉线，所述电机用于使转轴旋转。

进一步，所述动力装置包括电动推杆和拉杆，所述拉杆上固定所述径向拉线或切向拉线，所述电动推杆用于使拉杆往复运动。

进一步，还包括导向装置，任一所述栅格条与径向拉紧装置中的动力装置之间均设有导向装置，通过所述导向装置使所述径向拉线互相平行，用于保证径向拉线同时受力均匀。

进一步，所述导向装置包括导向机构和固定板，所述导向机构固定在固定板上，所述固定板用于安装在机架上，所述径向拉线通过导向套筒，使与动力装置连接的径向拉线互相平行；所述导向机构为导向套筒或导向滑轮。

进一步，还包括弹性垫片，所述栅格条的径向和切向上均设有弹性垫片，所述弹性垫片与径向拉线或切向拉线连接。

进一步，所述弹性垫片包括下弹性垫片、上弹性垫片和右弹性垫片；所述径向拉线包括径向拉线上段和径向拉线下段，所述径向拉线上段穿过所述栅格条一个径向截面与下弹性垫片连接；所述径向拉线下段穿过所述栅格条另一个径向截面与上弹性垫片连接；所述右弹性垫片位于所述栅格条切向一侧，，所述切向拉线穿过所述右弹性垫片；所述右弹性垫片的高度不超过栅格条的高度。

一种联合收获机，包括所述的双向拉线脱粒间隙可调的脱粒装置。

本发明的有益效果在于：

1.本发明所述的双向拉线脱粒间隙可调的脱粒装置及联合收获机，通过切向拉紧装置和径向拉紧装置，实现对栅格条位置的调节，进而实现脱粒间隙的调整，有效防止联合收割机在作业过程中的滚筒堵塞问题。解决了现有的凹板间隙调节机构结构复杂单一、操作不便、不能实现精细调节，调节之后造成的脱粒间隙沿圆周方向分布不均匀等问题，可以方便快捷地实现栅格条位置的独立调整，可以同步增大或者减小沿滚筒圆周方向的脱粒间隙。

2.本发明所述的双向拉线脱粒间隙可调的脱粒装置及联合收获机，通过切向拉紧装置和径向拉紧装置共同操作，有效解决了栅格条因活动造成的脱粒过程中不稳定的问题，可以对栅格条调节之后进行切向和径向的夹紧，保障了栅格条在工作过程中的稳定性，进而保证脱粒凹板的工作强度。

3.本发明所述的双向拉线脱粒间隙可调的脱粒装置，通过设置弹性垫片，可以起到一定的补偿作用，保证每根栅格条均可受到来自于双向拉线的拉力，进行位置的移动以径向和切向的夹紧。栅格条右侧的垫片高度低于栅格条的高度，防止影响凹板正常的工作。

4.本发明所述的双向拉线脱粒间隙可调的脱粒装置，通过导向装置保证径向拉线的顺利转向，保证在栅格条连接处径向拉线沿凹板径向方向，保障了若干径向拉线可以同时、均匀受力，进而使栅格条移动相同的位移，实现栅格条的同步、同时调节。

5.本发明所述的双向拉线脱粒间隙可调的脱粒装置，切向拉紧装置和径向拉紧装置均布置在凹板两侧的非工作区域，便于拉线及驱动传动装置的布置，且通过前后挡板隔开，有效防止了凹板间隙调节机构与凹板工作区域的相互影响。

附图说明

图1为本发明实施例1的三维结构图。

图2为本发明实施例1的左视图。

图3为本发明实施例1的导向装置。

图4为本发明实施例2的三维结构图。

图5为本发明实施例2的左视图。

图6为本发明实施例2的导向装置。

图7为本发明实施例2的动力装置。

图8为本发明所述的栅格条与径向拉线处连接的截面图。

图9为正常工作时栅格条与脱离滚筒的主视图

图10为正常增大间隙后栅格条与脱离滚筒的主视图

图中：

1-栅格条；2-弹性垫片；201-上弹性垫片；202-下弹性垫片；203-右弹性垫片；3-固定板；4-径向拉线；401-径向拉线上段；402-径向拉线下段；5-导向套筒；6-A转轴；7-电机；8-切向拉线；9-B转轴；10-侧板；3’-导向滑轮；5’-滑槽，6’-A拉杆；601’-A上拉杆；602’-A下拉杆；7’-电动推杆；9’-B拉杆；11-脱粒元件；12-脱粒滚筒。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

现有栅格式凹板包括栅格条1和侧板10，由于该结构属于现有技术具体结构不在描述。实施例1如图1和图2所示，本发明所述的双向拉线脱粒间隙可调的脱粒装置包括拉紧机构，拉紧机构包括弹性垫片2、固定板3、径向拉线4、导向套筒5、A转轴6、电机7、切向拉线8和B转轴9，所述栅格条1安装在侧板10的孔内，栅格条1在径向和切向均留有一定间隙，便于栅格条1沿径向移动，进而调节脱粒间隙，径向间隙大小根据脱粒过程需要调整的间隙确定。每根栅格条两侧均有沿径向的孔，中间等间距分布若干个切向的孔。凹板两侧边上，栅格条1的径向方向分别布置A转轴6，径向拉线4一端穿过栅格条1的径向孔后固定在弹性垫片2上，径向拉线4另一端固定在A转轴6上，电机7转动A转轴6使径向拉线4产生径向的拉力，使栅格条1可以沿径向移动，从而实现凹板间隙的调节。切向拉线8一端沿切向穿过栅格条1，切向拉线8对栅格条1产生切向拉力，切向拉线8一端与B转轴9固定，实现栅格条1的切向夹紧，径向夹紧与切向夹紧共同保证了栅格条的工作强度。栅格条1径向上安装上弹性垫片201和下弹性垫片202，实现栅格条1调节过后的径向夹紧；栅格条1与切向拉线8的连接处也固定有右弹性垫片203，实现栅格条1调节过后的切向夹紧，保证凹板的工作强度。

如图2和图3所示，径向拉线4穿过导向套筒5，导向套筒5使径向拉线4与A转轴6连接处的若干拉线处于平行位置，且均与A转轴6垂直，保证径向拉线4同时、均匀受力，即保证栅格条1同步调整。固定板3用于固定导向套筒5，且固定板3与机架固定，保证径向拉线4的顺利转向。

如图8所示，所述栅格条1的径向截面为带圆弧角的矩形，所述栅格条1沿谷物喂入方向呈圆弧面，用于减少栅格条1对物料的损伤，栅格条1切向两侧为平面，便于夹紧，使栅格条1工作时处于稳定状态。径向拉线4分为径向拉线上段401和径向拉线下段402两部分，且两部分相互独立。径向拉线上段401穿过栅格条1与栅格条1上方的A转轴6相连，径向拉线下段402穿过栅格条1与栅格条1下方的A转轴6相连，下弹性垫片202与径向拉线上段401固定连接，上弹性垫片201与径向拉线下段402固定连接，右弹性垫片203等间距固定在切向拉线8上，弹性垫片2的存在保证了每个栅格条均可以因受到来自于双向拉线的拉力而固定夹紧，从而保证了联合收割机在实际作业过程中凹板的工作强度。弹性垫片2选择聚氨酯弹性体，硬度范围广，回弹性能好。下弹性垫片202为方形，与径向拉线上段固定连接；上弹性垫片201为弧形，与径向拉线下段固定连接；右弹性垫片203为方形，且高度不超过栅格条的高度，防止影响栅格条正常工作，右弹性垫片203等间距固定在切向拉线上。弹性垫片的存在保证了每个栅格条均可以因来自于双向拉线的拉力而固定夹紧，从而保证了凹板的工作强度。

实施例1的工作过程：

当联合收割机开始工作时，物料经输送槽喂入脱粒装置，在脱粒滚筒上高速打击下与凹板筛产生碰撞、摩擦实现脱粒。当联合收割机正常工作时，径向拉线上段401与切向拉线8均处于拉紧状态，栅格条被夹紧，如图9所示，图中在栅格条1与脱粒滚筒12的位置下，脱粒间隙为L₁；但是在实际作业过程中，喂入量会随着田间作物的分布密度不同发生波动，当喂入量过大或者波动时，会直接导致脱粒滚筒12的载荷发生变化，严重时会导致脱粒滚筒12堵塞停转，当检测到即将发生堵塞时，径向拉线上段401与切向拉线8快速松开，栅格条1下方的电机7带动A转轴6转过一定角度，从而使径向拉线下段402带动栅格条1径向向下移动并且夹紧，随后B转轴9转动一定角度，使切向拉线8对栅格条1进行切向夹紧，从而增大了脱粒间隙，如图10所示，脱粒间隙增大至L₂；当脱粒滚筒12堵塞危机解除时，径向拉线上段401与切向拉线8快速松开，栅格条1上方的电机7带动A转轴6转过一定角度，从而使径向拉线上段401带动栅格条1径向向上移动并且夹紧，随后B转轴9转动一定角度，使切向拉线8对栅格条1进行切向夹紧，从而减小脱粒间隙，即，脱粒间隙恢复至L₁。

实施例2如图4、图5和图7所示，本发明所述的双向拉线脱粒间隙可调的脱粒装置包括拉紧机构，拉紧机构包括弹性垫片2、导向滑轮3’、径向拉线4、滑槽5’、A拉杆6’、电动推杆7’、切向拉线8和B拉杆9’。所述栅格条1安装在侧板10的孔内，栅格条1在径向和切向均留有一定间隙，便于栅格条1沿径向移动，进而调节脱粒间隙。每根栅格条两侧均有沿径向的孔，中间等间距分布若干个切向的孔。凹板两侧边上，栅格条1的径向方向分别布置A上拉杆601’和A下拉杆602’，径向拉线4一端穿过栅格条1的径向孔后固定在弹性垫片2上，径向拉线4另一端固定在A上拉杆601’或A下拉杆602’上；切向拉线8一端沿切向穿过栅格条1，切向拉线8对栅格条1产生切向拉力，切向拉线8一端与B拉杆9’固定。

如图7所示，A拉杆6’和B拉杆9的中间部分均与电动推杆7’连接。电动推杆7’与机架固定连接。电动推杆7’移动使A拉杆6’沿滑槽5’内移动，从而带动径向拉线4对栅格条1产生径向的拉力，使栅格条1可以沿径向上下移动，从而实现凹板间隙的调节。与B拉杆9’连接的电动推杆7’移动使B拉杆9’对切向拉线8产生切向拉力，实现栅格条1的切向夹紧，保证栅格条1的工作强度。

如图6所示，栅格条1的上方和下方分别固定有导向滑轮3’，保证径向拉线4的顺利转向，使径向拉线4与A拉杆6’连接处的若干拉线处于平行位置，且均与A拉杆6’垂直，保证径向拉线4同时、均匀受力，即保证栅格条1同步调整。栅格条1的长度大于两侧板10的距离，且整个拉线装置以及电动推杆等均布置在凹板的两侧边，且与凹板工作区域通过挡板隔开，防止间隙调节影响凹板的正常工作。

如图8所示，径向拉线上段401和径向拉线下段402均穿过同一个径向孔且相互独立，径向孔的直径略大于径向拉线4直径的2倍，便于两段拉线可以顺利穿过径向孔；切向孔的直径略大于切向拉线8直径。

本发明所述的双向拉线脱粒间隙可调的脱粒装置可以用在联合收获机上，所述拉紧机构安装在凹板外侧，所述凹板位于脱粒滚筒下方。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种双向拉线脱粒间隙可调的脱粒装置，其特征在于，包括拉紧机构，若干栅格条(1)与侧板(10)间隙配合，若干所述栅格条(1)上安装拉紧机构，使栅格条(1)在间隙中径向和切向移动；所述拉紧机构包括切向拉紧装置和径向拉紧装置，任一所述栅格条(1)的径向上安装径向拉紧装置，用于使栅格条(1)在间隙中径向移动；若干所述栅格条(1)在切线方向上串联安装切向拉紧装置，用于使栅格条(1)在间隙中切向移动；所述径向拉紧装置包括径向拉线(4)和动力装置；任一所述栅格条(1)径向两侧分别安装径向拉线(4)，两侧的所述径向拉线(4)分别与动力装置连接，通过动力装置拉紧或放松径向拉线(4)；

所述切向拉紧装置包括切向拉线(8)和动力装置，所述切向拉线(8)切向穿过若干所述栅格条(1)，所述切向拉线(8)与动力装置连接，通过动力装置拉紧或放松切向拉线(8)。

2.根据权利要求1所述的双向拉线脱粒间隙可调的脱粒装置，其特征在于，所述动力装置包括转轴和电机，所述转轴上固定所述径向拉线(4)或切向拉线(8)，所述电机用于使转轴旋转。

3.根据权利要求1所述的双向拉线脱粒间隙可调的脱粒装置，其特征在于，所述动力装置包括电动推杆和拉杆，所述拉杆上固定所述径向拉线(4)或切向拉线(8)，所述电动推杆用于使拉杆往复运动。

4.根据权利要求1所述的双向拉线脱粒间隙可调的脱粒装置，其特征在于，还包括导向装置，任一所述栅格条(1)与径向拉紧装置中的动力装置之间均设有导向装置，通过所述导向装置使所述径向拉线(4)互相平行，用于保证径向拉线(4)同时受力均匀。

5.根据权利要求4所述的双向拉线脱粒间隙可调的脱粒装置，其特征在于，所述导向装置包括导向机构和固定板(3)，所述导向机构固定在固定板(3)上，所述导向机构为导向套筒(5)；所述固定板(3)安装在机架上，所述径向拉线(4)穿过导向套筒(5)，用于使与动力装置连接的径向拉线(4)互相平行。

6.根据权利要求1所述的双向拉线脱粒间隙可调的脱粒装置，其特征在于，还包括弹性垫片(2)，所述栅格条(1)的径向和切向上均设有弹性垫片(2)，所述弹性垫片(2)与径向拉线(4)或切向拉线(8)连接。

7.根据权利要求6所述的双向拉线脱粒间隙可调的脱粒装置，其特征在于，所述弹性垫片(2)包括下弹性垫片(202)、上弹性垫片(201)和右弹性垫片(203)；所述径向拉线(4)包括径向拉线上段(401)和径向拉线下段(402)，所述径向拉线上段(401)穿过所述栅格条(1)一个径向截面与下弹性垫片(202)连接；所述径向拉线下段(402)穿过所述栅格条(1)另一个径向截面与上弹性垫片(201)连接；所述右弹性垫片(203)位于所述栅格条(1)切向一侧，所述切向拉线(8)穿过所述右弹性垫片(203)；所述右弹性垫片(203)的高度不超过栅格条的高度。

8.根据权利要求4所述的双向拉线脱粒间隙可调的脱粒装置，其特征在于，所述导向装置为导向滑轮(3’)，所述导向滑轮(3’)支撑径向拉线(4)，用于使与动力装置连接的径向拉线(4)互相平行。

9.一种联合收获机，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的双向拉线脱粒间隙可调的脱粒装置。

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