CN110089274A

CN110089274A - 用于农业系统的拉茎辊组件

Info

Publication number: CN110089274A
Application number: CN201910088353.4A
Authority: CN
Inventors: E·L·沃克; E·R·弗雷德里克斯
Original assignee: CNH China Management Co Ltd
Current assignee: Keisnew Netherlands Industrial (Harbin) Machinery Co.,Ltd.
Priority date: 2018-01-30
Filing date: 2019-01-30
Publication date: 2019-08-06
Anticipated expiration: 2039-01-30
Also published as: US11122741B2; US20220000027A1; EP3516943A1; EP3516943B1; BR102019001825A2; AR114527A1; US20190230859A1; CN110089274B

Abstract

一种用于农业系统的拉茎辊组件，包括具有中空轴的拉茎辊；中空轴具有第一端，第一端具有第一形状，使得第一端接合引导元件；此外，中空轴具有第二端，第二端具有第二形状，第二端与驱动轴接合，第一形状与第二形状不同；另外，中空轴由整体材料形成。

Description

用于农业系统的拉茎辊组件

技术领域

本公开大体上涉及用于农业系统的拉茎辊组件。

背景技术

收割机可用于收割农作物，例如大麦、豆类、甜菜、胡萝卜、玉米、棉花、亚麻、燕麦、马铃薯、黑麦、大豆、小麦或其他作物。此外，联合收割机是一种通常用于收割包括谷物(例如大麦、玉米、亚麻、燕麦、黑麦、小麦等)在内的某些作物的收割机。在联合收割机运行期间，收割过程可以通过通常使用配置成切割作物的拉茎辊组件从田地移除作物开始。然后，联合收割机可以将作物分成不同的农业物料，例如谷粒和谷粒之外的物料(MOG)。

通常，用于从田地移除作物并切割作物的拉茎辊组件包括由焊接部件机加工和/或成形的拉茎辊。因此，制造拉茎辊组件的拉茎辊是费时和/或劳动密集型操作。此外，某些拉茎辊可包括实心轴，这增大了拉茎辊组件的重量。结果，包括这种拉茎辊组件的联合收割机会朝向割台偏移，从而在联合收割机的前轮胎上施加额外的重量，导致过大的接地压力和/或过多的泥土。

发明内容

在一个实施例中，用于农业系统的拉茎辊组件包括具有中空轴的拉茎辊。中空轴具有第一端，该第一端具有第一形状，使得第一端接合引导元件。此外，中空轴具有第二端，该第二端具有第二形状，第二端与驱动轴接合，第一形状与第二形状不同。另外，中空轴由整体材料形成。

在另一个实施例中，提供了一种用于制造拉茎辊的方法。该方法包括用整体材料成形中空轴，使得中空轴具有第一端和第二端。第一端接合引导元件，第二端接合驱动轴。此外，该方法包括：将中空轴的第一端二次成形为第一形状以便于与引导元件接合，将中空轴的第二端二次成形为第二形状以便于与驱动轴接合，或它们的任何组合。

在又一个实施例中，用于农业系统的拉茎辊的中空轴包括第一、第二和第三部分。第一部分具有中空轴的第一端，使得第一部分与引导元件接合。第二部分联接到多个刀片。第三部分具有第二端，使得第三部分接合驱动轴。中空轴由整体材料形成。

附图说明

通过参考附图阅读以下详细描述，将更好地理解本公开的这些和其他特征、方面和优点，在所有附图中相同的附图标记表示相同的部件，其中：

图1是包括拉茎辊组件的收割机的实施例的立体图；

图2是可用于图1的收割机中的拉茎辊组件的实施例的立体图，拉茎辊组件包括一对拉茎辊；

图3是可用于图2的拉茎辊的中空轴和引导元件的实施例的立体图；

图4是图3的中空轴和引导元件的剖视图；

图5是图3的中空轴的一部分的侧视图；

图6是图3的中空引导元件的后视图；和

图7是图3的中空引导元件的一部分的侧视图。

具体实施方式

现在来看附图，图1是包括拉茎辊组件的收割机10(例如联合收割机)的实施例的立体图。收割机10可以配置成收割谷物，例如大麦、亚麻、燕麦、黑麦、小麦等。因此，在一些实施例中，收割机10配置成在收割机沿着行进方向11行进的同时从田地移除作物，并且将作物分离成谷粒和除谷粒之外的物料(MOG)。

收割过程始于收割机10用包括多个拉茎辊组件14的前部附件12(例如割台)来从田地移除作物16。收割机10的操作者可以坐在驾驶室14中，并且操作者可以监控拉茎辊组件14和收割机10的其他系统的操作。在一些实施例中，前部附件12的每个拉茎辊组件14均包括一对拉茎辊，如下文关于图2所描述。如图所示，前部附件12经由一个或多个臂20联接到收割机10的机身18的前部。此外，收割机10可包括一个或多个液压缸22，液压缸22配置成驱动前部附件12运动至前部附件相对于田地表面的高度。

在从田地移除作物之后，收割机10将作物传送到滚筒，该滚筒例如被支撑在收割机10的底盘24上并容纳在机身18内。在一些实施例中，滚筒可以旋转以将作物的谷粒与MOG(例如农业物料，诸如茎秆、泥土等)分开。例如，滚筒表面上可具有多个突起部，这些突起部与作物相互作用以促进谷粒与MOG分离。可以从滚筒朝向清选系统引导谷粒，该清选系统配置成用鼓风机进一步把谷粒与MOG分离。在一些实施例中，MOG被引向散布室，该散布室将MOG提供给撒布器系统26以便散布到田地。

为了便于讨论，采用了坐标系。坐标系包括纵轴30、横轴32和竖轴34。纵轴30、横轴32和竖轴34彼此正交(例如，垂直)定向。此外，收割机10的行进方向11可以基本上平行于纵轴30定向。

图2是可用于图1的收割机10中的拉茎辊组件14的实施例的立体图，其中，拉茎辊组件14包括一对拉茎辊。如下文详细描述，每个拉茎辊均可以具有中空轴，该中空轴由整体材料形成。因此，本文描述的拉茎辊可以更轻(例如重量更小)，并且可以采用比传统拉茎辊更省劳力的制造技术。在一些实施例中，拉茎辊组件14可包括在收割机10的前部附件中。在一些实施例中，拉茎辊组件14可包括一个、两个、三个、四个或任何其他合适数量的拉茎辊。另外，前部附件可包括任何合适数量的拉茎辊组件，例如一个、两个、四个、六个、八个、十个或十二个拉茎辊组件。在所示实施例中，拉茎辊组件14的第一拉茎辊100和第二拉茎辊200基本上彼此平行定向。如图所示，第一拉茎辊100沿第一旋转轴线102定向，第二拉茎辊200沿第二旋转轴线202定向，使得第一旋转轴线102和第二旋转轴线202均基本上平行于纵轴30。

此外，第一拉茎辊100配置成围绕第一旋转轴线102在第一方向104上旋转，第二拉茎辊200配置成围绕第二旋转轴线202在与第一方向相反的第二方向204上旋转。可以通过驱动组件300驱动第一拉茎辊100和第二拉茎辊200沿着彼此相反的方向旋转。在所示实施例中，第一拉茎辊100包括联接轴110，联接轴110配置成联接到驱动组件300的驱动轴310；第二拉茎辊200包括联接轴210，联接轴210配置成联接到驱动组件300的驱动轴310。通过万向节、爪形联轴器、挠性盘式接头(rag joint)、花键接头、滑动接头等可便于将两个联接轴联接到驱动轴310。在其他实施例中，拉茎辊100、200的运动(例如旋转)可以由各自的马达直接驱动。在其它实施例中，拉茎辊组件14的每个拉茎辊的运动可以配置成由单个马达经由任何合适的装置驱动。此外，第一和第二拉茎辊100、200的驱动轴310可以与马达(例如，一个或多个电动马达或液压马达)配合，使得驱动轴310连接到马达，马达驱动驱动轴310旋转。

每个拉茎辊100、200均包括各自的引导元件(例如螺旋鼻)120、220。在所示实施例中，引导元件120、220各自均包括对应的螺旋引导部122、222。每个螺旋引导部122、222均从对应的引导元件120、220的主体向外延伸。虽然所示的实施例在每个引导元件120、220上包括特定数量的螺旋引导部，但在其它实施例中，引导元件可各自包括一个、三个、四个、五个或任何合适数量的螺旋引导部。引导元件120、220和对应的螺旋引导部配置成将作物茎秆引导到拉茎辊100、200的刀片。

在所示的实施例中，每个拉茎辊100、200均包括多个对应行124、224的刀片126、226。每行124、224均包括基本上沿着各个拉茎辊100、200的旋转轴线102、202延伸的多个对应的刀片126、226。在所示的实施例中，各个刀片126、226的行124、224从对应的拉茎辊100、200的中空轴延伸，使得刀片126、226沿着中空轴的长度(例如从引导元件至联接轴)延伸。此外，第一拉茎辊100的刀片126的行124可以基本上彼此平行地定向。类似地，第二拉茎辊200的刀片226的行224可以基本上彼此平行地定向。在一些实施例中，对应刀片126、226的行124、224可以可移除地联接到对应的拉茎辊100、200(例如其中空轴)。例如，刀片126、226可以经由中空轴中的开口可移除地联接到对应的中空轴(例如，对应中空轴中的开口可以接收刀片的对应销)。刀片可以连接到刀杆，并且刀杆可以连接到中空轴，每行一个刀杆。此外，在一些实施例中，第一拉茎辊100的刀片126配置成在拉茎辊100、200运转(例如，驱动旋转)的同时与第二拉茎辊200的刀片226啮合。随着作物与旋转的刀片126、226接触，拉茎辊100、200的旋转可以切割作物的茎。

图3是可用于图2的拉茎辊100的中空轴40和引导元件120的实施例的立体图。在一些实施例中，第二拉茎辊200制造成与第一拉茎辊200相同并且包括与第一拉茎辊100相同的部件。在所示实施例中，拉茎辊100沿着纵轴30定向，并且配置成围绕旋转轴线102沿着周向36旋转。在某些实施例中，中空轴40和引导元件120可由钢合金(例如碳钢、马氏体钢)或任何其他合适的材料形成。在所示实施例中，中空轴40包括具有四边形横截面形状的主体42。然而，在其它实施例中，中空轴可包括具有圆形横截面形状、六边形横截面形状、正方形横截面形状、三角形横截面形状、五边形横截面形状或任何其它合适横截面形状的主体。此外，在所示实施例中，拉茎辊100具有拉茎辊长度50。拉茎辊长度50使得拉茎辊100能够装配到收割机(例如联合收割机)的前部附件中。在所示实施例中，中空轴40具有总长度49。此外，中空轴40包括具有第一长度61的第一部分51、具有第二长度62的第二部分52(例如，对应于主体42)以及具有第三长度63的第三部分53。如下面详细描述，在一些实施例中，第一部分51配置成联接到引导元件120，并且第三部分53配置成联接到驱动轴。

在所示实施例中，引导元件120在第一端44处通过过盈配合(例如压配合或摩擦配合)联接到中空轴40，从而中空轴40的第一部分51定位在引导元件120中的开口内部。在所示的实施例中，中空轴40的第一部分51配置成以基本上等于第一长度61的距离滑动到引导元件120中。引导元件的开口可以包括内部尺寸，内部尺寸基本上等于中空轴40的第一部分51的外部尺寸，使得引导元件120可以接收中空轴40以建立过盈配合。在一些实施例中，控制第一部分51的外部尺寸和引导元件开口的内部尺寸的公差。例如，可以通过选择过盈量(例如，引导元件120的标称内部尺寸与中空轴40的标称外部尺寸之间的设计差异)来控制引导元件120与中空轴40的第一部分51之间的装配紧密度。在所示实施例中，中空轴40的第一部分51的横截面形状是四边形，并且配置成接收中空轴40第一部分51并与之建立过盈配合的引导元件120的开口的横截面形状也是四边形的。然而，在其它实施例中，各个横截面形状可以是任何其他合适的形状(例如，三角形、六边形等)。

中空轴40的第三部分53成形(例如二次成形)为任何合适的形状，配置成在第二端46处联接到驱动轴。例如，在所示实施例中，第三部分53成形(例如锻造等)为六边形形状，其横截面积小于中空轴40的第一部分51和第二部分52的横截面积。然而，在替代实施例中，第三部分53可以成形为形成任何其他合适的横截面形状(例如，正方形、三角形、圆形、八边形等)和/或横截面积大于或等于第一部分51和/或第二部分52的横截面积。在一些实施例中，如果第三部分53具有与第二部分52类似的横截面形状和横截面积，则可以不使用下面描述的技术修改第三部分53。此外，驱动轴可以由驱动机构(例如马达)驱动，以驱动中空轴40旋转(例如在运转时)。因此，第三部分53的形状选择成对应于驱动轴的形状，驱动轴配置成在第二端46处联接到第三部分53。例如，如果驱动轴具有配置成装配在中空轴40第三部分53上的开口，则第三部分53可以成形为装配到驱动轴的开口中(例如，以在第三部分53和驱动轴310之间建立过盈配合)。

在一些实施例中，中空轴40的第三部分53的形状可以通过锻造工艺形成。例如，中空轴40可以始于具有长度49的中空管(例如，中空方管)，如图所示。然后，可以对中空轴40进行锻造工艺，其中，可以将热量施加到第三部分53。在替代实施例中，可以对中空轴40进行冷锻工艺，其中，从第三部分53去除热量。在一些实施例中，对第三部分53成形包括在第二端46处将芯棒插入中空轴40中，然后围绕第三部分施加径向力以二次成形第三部分53。因此，经由上述锻造工艺可以实现第三部分53从较大方形横截面形状到较小六边形形状的转变。然而，在替代实施例中，初始中空轴形状和第三部分53之间的形状变化可以通过冷成形操作、液压成形或任何其它合适的制造工艺来实现。例如，可以通过以较小的六边形形状开始并且对中空轴40的方形部分液压成形来对第三部分53进行液压成形。除此以外或作为替代，第三部分53的六边形形状可以大于中空轴40的横截面面积，其中，锻造中空轴40的方形横截面面积并且液压成形第三部分53的六边形形状。在一些实施例中，中空轴40可以没有焊接，这可以减少劳动力成本、减少制造中空轴40的时间、减少拉茎辊的重量和/或减少拉茎辊因重量大所受的应力。

图4是沿着图3的线4获得的图3的中空轴40和引导元件120的剖视图。如上所述，在所示实施例中，第一部分51在第一端44处通过过盈配合联接到引导元件120，并且第三部分53配置成在第二端46处联接到驱动轴。在所示实施例中，中空轴40的主体具有的壁厚72足以使中空轴能够支撑刀片和引导元件120。在所示实施例中，中空轴40的主体具有四边形横截面，构成四边形横截面的四侧的厚度72可以基本上彼此相等。然而，在其它实施例中，构成中空轴主体的各侧可以具有不同的厚度。

在所示实施例中，第二部分52包括配置成接收联接件(例如销)的开口74。在所示实施例中，中空轴40主体42的第一侧包括沿纵轴30彼此等距间隔开的三个开口74，并且第二侧包括沿纵轴30的四个开口74。然而，在另外的实施例中，中空轴主体的各侧可包括具有任何合适间距的任何合适数量的开口。开口74可以延伸穿过主体42(例如整个厚度72)。

关于在中空轴40主体42中(例如，在第二部分52中)形成开口74的技术，在一些实施例中，开口74是热熔钻孔而成的。在其他实施例中，开口74可以通过摩擦钻孔、点钻孔、中心钻孔、热钻孔、高温无屑成形钻孔(form drilling)、摩擦搅拌钻孔或任何其他合适的工艺形成。

此外，第三部分53可以配置成在成形(例如通过上面讨论的锻造工艺)之后装配到驱动轴中。虽然在所示实施例中，第三部分53是中空的，但在替代实施例中，第三部分53在成形之后可以是实心的。在一些实施例中，第三部分53是中空的，从而形成开口。在这样的实施例中，驱动轴装配到第三部分53的开口中，使得第三部分53接收驱动轴。此外，在所示实施例中，中空轴40不包括任何焊接，并且中空轴40不用机加工实现中空轴40的形状。因此，与由焊接和/或机加工形成中空轴相比，本文所述的中空轴制造可以减少劳动力。

图5是图3的中空轴40的一部分的侧视图。在所示实施例中，第二部分52的宽度76比第三部分53的宽度78大。然而，在其它实施例中，第三部分53的宽度78可以等于或大于第二部分52的宽度76。此外，如上所述，第三部分53可以通过锻造工艺成形。在一些实施例中，成形第三部分53的形状包括在第二端46处将芯棒插入中空轴40中，然后围绕第三部分施加径向向内的力以二次成形第三部分53。在所示实施例中，在第二部分52和第三部分53之间的结合部78被圆滑地倒角(例如，通过锻造工艺)，但是在替代实施例中，结合部可以包括直角(例如，大约90°)、大约45°的倾斜结合部、斜切结合部等。可以通过上述锻造工艺实现从第二部分52较大方形形状到第三部分较小六边形形状的转变。

在替代实施例中，可以通过冷成形操作、液压成形或任何其他合适的制造工艺来实现对中空轴40的二次成形。在一些实施例中，在制造中空轴40期间，中空轴40可以始于金属管，横截面对应于第三部分53(例如，在第二端46处)。然后，可以将第二部分52(例如，以及第一部分51)液压成形为目标形状(例如，图3﹣5中所示的形状)。如上所述，第三部分53可以具有任何适当的横截面形状(例如，六边形，正方形，圆形等)和尺寸，并且第二部分52可以具有任何合适的横截面形状(例如，正方形、六边形、圆形等)和尺寸。

图6是图3的中空轴40和引导元件120的后视图。如图所示，中空轴40基本上沿纵轴30定向。在所示实施例中，第三部分53(例如，在第二端46处)具有六边形横截面形状。因此，第三部分53的横截面具有六个相等侧边，每个侧边均具有长度80。在所示实施例中，第三部分53是中空的并且由金属(例如，钢合金)材料制成。在其它实施例中，第三部分53可以是实心金属材料(例如，钢合金)。此外，在所示实施例中，中空轴40的第二部分52(例如，主体42)具有基本上正方形的横截面形状，并且第二部分52的每一侧边均具有长度81(例如，可以等于图5的横截面形状侧边宽度76)。然而，在其它实施例中，至少两个侧边可以具有不同的长度，和/或第二部分可以具有除正方形或四边形之外的横截面形状。

此外，引导元件120为具有第一直径84的圆形横截面形状。在所示实施例中，引导元件120的横截面积比中空轴40的第二部分52和第三部分53更大。在所示实施例中，引导元件120沿纵轴30从第一直径84一直锥减到第二直径86，使得第一直径84大于第二直径86。除了引导元件120的主体是锥形以外，螺旋引导部围绕引导元件120的主体螺旋。此外，引导元件120包括开口，该开口配置成在第一端44处接收中空轴40的第一部分51。如上所述，可以选择引导元件120的内表面的尺寸和中空轴40的第一部分51的外表面的尺寸，使得在引导元件120的内表面和中空轴40的第一部分51的外表面之间建立过盈配合。

图7是图3的中空轴40和引导元件120的一部分的侧视图。在所示实施例中，中空轴40的第一部分51与引导元件120接合(例如，中空轴40的第一部分51通过过盈配合联接在引导元件120中)。此外，在所示实施例中，引导元件120具有延伸穿过引导元件120厚度的径向开口87。径向开口87配置成接收对应的销88(例如，固定螺钉、开槽销等)。对应的销88配置成接合中空轴40(例如，中空轴40的第一部分51)，以阻止引导元件120相对于中空轴40移动。此外，在替代实施例中，可以省略径向开口87和对应的销88。

如上所述，中空轴40的第一部分51和第二部分52具有宽度76，该宽度76小于引导元件120的内部的相应宽度，使得中空轴的第一部分51装配到引导元件120中。例如，引导元件120可具有约64毫米(mm)的第一直径84和约44mm的内部宽度92。因此，侧边宽度76可以小于44mm(例如约45mm)，使得中空轴40的第一部分51装配到引导元件120的内部。此外，引导元件120可以包括任何合适数量的螺旋引导部90，以便于将作物茎秆引导至联接到中空轴40主体上的刀片。在其它实施例中，引导元件120可以具有滑入中空轴40第一部分51中的轴。

虽然本文仅图示和描述了某些特征，但本领域技术人员将明白很多改型和变化。因此应理解，所附权利要求旨在涵盖落入本公开实质范围内的所有改型和变化。

Claims

1.一种用于农业系统的拉茎辊组件，包括：

具有中空轴的拉茎辊，其中，中空轴具有第一端和第二端，第一端具有第一形状并且配置成与引导元件接合，第二端具有第二形状并且配置成与驱动轴接合；其中，第一形状不同于第二形状，并且中空轴由整体材料形成。

2.根据权利要求1所述的拉茎辊组件，其中，农业系统是收割机。

3.根据权利要求1所述的拉茎辊组件，其中，驱动轴由马达驱动，马达配置成驱动拉茎辊旋转。

4.根据权利要求1所述的拉茎辊组件，其中，第一形状是大致方形。

5.根据权利要求1所述的拉茎辊组件，其中，第二形状是六边形。

6.根据权利要求1所述的拉茎辊组件，其中，拉茎辊包括联接到中空轴外表面上的多个第一刀片。

7.根据权利要求1所述的拉茎辊组件，其中，第一形状大于第二形状。

8.根据权利要求7所述的拉茎辊组件，还包括第二拉茎辊，第二拉茎辊具有第二中空轴和联接到第二拉茎辊的第二中空轴的外表面上的多个第二刀片，其中，所述多个第一刀片配置成在拉茎辊和第二拉茎辊运转时与所述多个第二刀片啮合，并且拉茎辊和第二拉茎辊配置成能够被驱动围绕各自的中心轴线在彼此相反的方向上旋转。

9.根据权利要求1所述的拉茎辊组件，其中，中空轴包括配置成联接到多个刀片的多个开口，所述多个刀片配置成沿着中空轴的外表面定位。

10.一种用于制造拉茎辊的方法，包括：

用整体材料成形中空轴，其中，中空轴具有第一端和第二端，第一端配置成与引导元件接合，第二端配置成与驱动轴接合；和

将中空轴的第一端二次成形为第一形状以便于与引导元件接合，将中空轴的第二端二次成形为第二形状以便于与驱动轴接合，或它们的任何组合。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，对第二端进行二次成形包括将中空轴第二端处的一部分锻造成第二形状。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，对中空轴的所述一部分锻造包括：将芯棒插入中空轴的所述一部分中，并向中空轴的所述一部分施加径向向内的压力以实现第二形状。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，第二形状为大致矩形。

14.根据权利要求10所述的方法，还包括成形出穿过中空轴的多个开口，其中，每个开口配置成接收相应刀片的联接件，以将相应刀片联接到中空轴。

15.根据权利要求10所述的方法，还包括将引导元件联接到中空轴的第一端，其中，将引导元件联接到中空轴的第一端包括将中空轴的第一端插入引导元件的开口中。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，将引导元件联接到中空轴的第一端包括：形成过盈配合，将一个或多个销插入引导元件中的对应开口中，或它们的任何组合。

17.根据权利要求10所述的方法，其中，对中空轴的成形和二次成形不包括焊接或机加工。

18.一种用于农业系统的拉茎辊的中空轴，其中，中空轴由整体材料形成，中空轴包括：

第一部分，具有中空轴的第一端，其中，第一部分配置成与引导元件接合；

第二部分，配置成联接到多个刀片；和

第三部分，具有第二端，其中，第三部分配置成与驱动轴接合。

19.根据权利要求18所述的中空轴，其中，中空轴不包括任何焊接。

20.根据权利要求18所述的中空轴，其中，在第一部分和引导元件之间建立过盈配合。