CN112317293A - 一种多轴滚动式清选筛分装置及水稻联合收割机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多轴滚动式清选筛分装置及水稻联合收割机，包括风机输入轴、轴流风机、输入筛轴A、输入筛轴B、传动系统、从动筛轴A，从动筛轴B、筛框和下筛板；风机输入轴和轴流风机安装在筛框内；输入筛轴A和输入筛轴B安装在筛框内；从动筛轴A与从动筛轴B交错等距排列安装在筛框内。本发明将现有振动筛替换为滚轴筛，通过更加平稳的带传动带动多根滚轴同步工作，并配合轴流风机可实现谷物的请选筛分，同时避免了振动筛在工作过程中往复运动带来的剧烈振动，工作状态更加平稳，解决了现有联合收割机往复式振动筛工作中往复运动带来的振动噪声大，易与其他结构发生共振等问题。

Description

一种多轴滚动式清选筛分装置及水稻联合收割机
技术领域
本发明属于水稻联合收割机技术领域，尤其是涉及一种多轴滚动式清选筛分装置及水稻联合收割机，可广泛应用于现有水稻联合收割机上，代替现有的往复式振动筛，有效地实现谷物清选筛分的同时，降低收割机的振动。
背景技术
清选筛分装置是联合收割机中的核心部件，现有的国内外水稻联合收割机中的清选筛分装置，主要以复式振动筛为主，清选筛为整体式的刚性结构，通过偏心驱动机构带动筛体作平面往复运动，同时在离心式风机配合下，实现谷物清选除杂的目的，为了达到最佳的清选效果，需要提高振动筛的振动频率，从而导致振动筛在工作过程中振动强烈，且往复式运动容易与其他结构发生共振。
目前针对联合收割机清选筛分装置的设计，较多集中在振动筛及清选筛片的设计，如中国专利CN105474894A一种可调式清选筛，设计了一种可根据水稻的情况对筛片角度进行调整，进而达到对筛孔大小进行调整的可调式清选筛；如中国专利CN107008648A一种两段式调节清选筛片的振动筛，针对现有振动筛为固定结构，不能调节筛片角度的问题，设计了一种具有两段式调节清选筛片的振动筛，通过气缸快速调节，方便物料输出，结构新颖，设计巧妙；部分产品及研究集中在如何减缓振动筛的振动等方面，如中国专利CN104855057A一种联合收割机清选筛为了克服联合收割机中清选筛分部件存在的振动噪声大和使用寿命低的问题，设计了一种联合收割机清选筛，通过在筛片上增设减震垫，减小筛片对接触部件的碰撞力，进而降低噪声，减小部件损坏，延长了使用寿命；如中国专利CN108435560B回转运动弹性清选筛波浪式振动机构采用环形弹性清选筛，以曲柄连杆机构与波浪闭合式轨道槽板配合的组合式方案，实现了简化结构，减轻质量，使振动筛运行平顺稳定。
以上发明专利均只针对振动筛进行设计研究，在一定程度上，优化了振动筛结构，减轻了筛体工作时的振动，但受振动筛工作原理所限，现有偏心驱动机构类振动筛工作过程中产生的振动激励较大，也难以从根源消除清选筛的振动。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种多轴滚动式清选筛分装置及水稻联合收割机，将现有振动筛替换为滚轴筛，通过更加平稳的带传动带动多根滚轴同步工作，并配合轴流风机，稻谷与茎秆落入筛框内，输入筛轴A通过链轮传输动力，通过同步带带动从动筛轴A同步转动，输入筛轴B通过链轮传入动力，通过同步带带动从动筛轴B同步转动，从而带动水稻茎秆向前运动，运动过程中，水稻颗粒从拨盘间隙中落下，从而实现水稻清选筛分，同时避免了振动筛在工作过程中往复运动带来的剧烈振动，工作状态更加平稳，解决了现有联合收割机往复式振动筛工作中往复运动带来的振动噪声大，易与其他结构发生共振等问题。
本发明的技术方案是：一种多轴滚动式清选筛分装置，包括风机输入轴、轴流风机、输入筛轴A、输入筛轴B、传动系统、从动筛轴A，从动筛轴B、筛框和下筛板；所述风机输入轴和轴流风机安装在筛框内的一端，所述轴流风机与风机输入轴连接、且在风机输入轴后侧，风机输入轴带动轴流风机工作；所述输入筛轴A和输入筛轴B安装在筛框内；所述输入筛轴B在输入筛轴A后方；所述从动筛轴A与从动筛轴B交错等距排列安装在筛框内，输入筛轴A通过链轮传输动力，通过同步带带动若干个从动筛轴A同步转动，输入筛轴B通过链轮传入动力，通过同步带带动若干个从动筛轴B同步转动；所述输入筛轴A、输入筛轴B、从动筛轴A和从动筛轴B轴线在同一平面内且相互平行，所述输入筛轴A、输入筛轴B从动筛轴A和从动筛轴B的轴管上均布置有间隔排列的拨盘，间隔排列的拨盘之间具有间隙形成清选筛分结构；所述下筛板安装在筛框另一端的下方。
上述方案中，所述风机输入轴包括链轮A、左输入轴、锥轮、中间轴和右输入轴；所述链轮A安装在左输入轴的左侧；所述左输入轴与中间轴左端通过联轴器相连接，右输入轴通过联轴器与中间轴右侧连接，左输入轴、中间轴、右输入轴上分别安装锥轮。
进一步的，所述轴流风机包括锥轮轴、风机罩壳、锥轮轴定位板和风机叶片；所述锥轮轴定位板安装在风机罩壳上，锥轮轴穿过锥轮轴定位板与风机叶片连接。
进一步的，所述锥轮和锥轮轴的啮合传动带动风机叶片转动。
上述方案中，所述输入筛轴A包括输入轴头、链轮、轴管、拨盘、输出轴头和同步带轮；
所述输入轴头安装在轴管左侧，输出轴头安装在轴管右侧；所述拨盘等间距布置在轴管上；所述链轮安装在轴头上；所述同步带轮安装在右轴头上。
上述方案中，所述输入筛轴A、输入筛轴B、从动筛轴A和从动筛轴B中相邻轴线之间距离为110mm-120mm。
上述方案中，所述输入筛轴A、输入筛轴B、从动筛轴A和从动筛轴B的轴线所在平面与水平面夹角为5°～10°。
上述方案中，所述输入筛轴A、输入筛轴B、从动筛轴A和从动筛轴B中相邻轴之间间隔排列的相邻拨盘的间隔为9～12mm。
上述方案中，所述筛框包括后挡板、左侧板、后挡板和右侧板；
所述风机输入轴的两端分别与筛框中的左侧板和右侧板连接；所述输入筛轴A的两端分别与筛框中的左侧板和右侧板连接；所述输入筛轴B的两端分别与筛框中的左侧板和右侧板连接。
一种水稻联合收割机，包括所述的多轴滚动式清选筛分装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明多轴滚动式清选筛分装置，与传统往复式振动筛通过偏心轮带动筛体往复振动实现清选的原理不同，将现有振动筛替换为滚轴筛，利用多根筛轴同步滚动，通过筛轴上的拨盘拨动茎秆和谷粒向后运动，由于谷粒的体积较小，通过拨盘之间的间隙落下，同时整体筛面与水平面成夹角，更有利于拨动谷物向后移动，有效地避免谷物和茎秆堆积，从而实现高效的清选筛分。针对传统的往复式振动筛的振动大，易与其他结构发生共振以及引起其他结构振动等问题，本发明中所采用的滚动筛利用多根筛轴的转动来实现筛分，整体振动幅度较小，从而减轻了筛体在工作过程中产生剧烈横向振动，对收割机上其他结构的激励也大幅降低，工作状态更加平稳，极大地降低了工作噪声，同时避免了与其他结构之间发生共振，提高了整个装置的使用寿命，解决了现有联合收割机往复式振动筛工作中往复运动带来的振动噪声大，易与其他结构发生共振等问题。本发明设计的多轴滚动清选筛分装置，在筛框结构的设计上沿用了现有市场主流的筛框结构，能与现有的水稻联合收割机请选筛分模块进行兼容和互换，并且驱动轮利用链轮传动，可以直接利用从收割机发动机传递过来的动力带动装置工作，无需附加动力源，节约成本，具有较好的通用性。
附图说明
图1为本发明一实施方式的多轴滚动式谷物清选筛分装置的俯视图。
图2为本发明一实施方式的多轴滚动式谷物清选筛分装置的主视图。
图3为本发明一实施方式的轴流风机与输入轴的装配图。
图4为本发明一实施方式的轴流风机俯视图。
图5为本发明一实施方式的输入筛轴A的装配图。
图6为本发明一实施方式的输入筛轴B的装配图
图7为本发明一实施方式的筛箱轴测图。
图8为本发明一实施方式的多轴滚动式谷物清选筛分装置的传动路线图。
图9为本发明一实施方式的同步带传动图。
图中，1-风机输入轴，101-链轮A，102-输入轴，103-锥轮，104-中间轴，105-输入轴B，2-轴流风机，201-锥轮轴，202-风机罩壳，203-锥轮轴支架，204-风机叶片，3-输入筛轴A，301-输入轴头，302-链轮B，303-轴管，304-拨盘，305-输出轴头，306-同步带轮，4-输入筛轴B，401-输出轴头B，5-传动系统，501-同步带，6-从动筛轴A，7-从动筛轴B，8-筛框8，801-后挡板，802-左侧板，803-后挡板，804-右侧板，9-下筛板。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
图1和2所示为所述多轴滚动式清选筛分装置的一种较佳实施方式，所述多轴滚动式清选筛分装置，包括风机输入轴1、轴流风机2、输入筛轴A3、输入筛轴B4、传动系统5、从动筛轴A6，从动筛轴B7、筛框8和下筛板9；所述风机输入轴1和轴流风机2安装在筛框8内的一端，所述轴流风机2与风机输入轴1连接、且在风机输入轴1后侧，风机输入轴1上的锥轮103与轴流风机2上的锥轮轴201配合，带动轴流风机2工作；所述输入筛轴A3和输入筛轴B4安装在筛框8内所述输入筛轴B4在输入筛轴A3后方；所述从动筛轴A6与从动筛轴B7交错等距排列安装在筛框8内，输入筛轴A3通过链轮302传输动力，通过同步带501带动若干个从动筛轴A6同步转动，输入筛轴B4通过链轮302传入动力，通过同步带501带动若干个从动筛轴B7同步转动；所述输入筛轴A3、输入筛轴B4、从动筛轴A6和从动筛轴B7轴线在同一平面内且相互平行，所述输入筛轴A3、输入筛轴B4从动筛轴A6和从动筛轴B7的轴管上均布置有拨盘，间隔排列的拨盘之间具有间隔形成清选筛分结构；所述下筛板9安装在筛框8另一端的下方。
如图3和4所示，所述风机输入轴1包括链轮A101、左输入轴102、锥轮103、中间轴104、右输入轴105；所述链轮A101固定在左输入轴102左侧；所述左输入轴102与中间轴104左端通过联轴器相连接，右输入轴105通过联轴器与中间轴104右侧连接，左输入轴102、中间轴104、右输入轴105上分别安装锥轮103。所述轴流风机2包括锥轮轴201、风机罩壳202、锥轮轴定位板204、风机叶片203，所述锥轮轴定位板204焊接在风机罩壳202上，锥轮轴201穿过锥轮轴定位板204，风机叶片203安装在锥轮轴201上。本发明针对传统的离心式风机耗能大，噪声大的问题，采用轴流风机2，具有体积小、噪音低等特点，采用三组旋转叶片并列安装的形式，通风量大，通风均匀，清选效果更好。
如图5、6和7所示，所述输入筛轴A3包括输入轴头301、链轮302、轴管303、拨盘304、输出轴头305、同步带轮306；所述输入轴头301焊接在轴管303左侧，输出轴头305焊接在轴管303右侧；所述拨盘304等间距布置在轴管303上；所述链轮302安装在轴头301上；所述同步带轮306通过安装在右轴头305上；输入筛轴B4与输入筛轴A3装配类似。
所述筛框8包括后挡板801、左侧板802、后挡板803和右侧板804。风机输入轴1中的左输入轴102与筛框8中的左侧板802连接，右输入轴106与右侧板804连接；风机罩壳202与筛框8的两侧板连接，输入轴头301与筛框8的左侧板802连接，输出轴头305与右侧板804连接；所述输入筛轴B4在输入筛轴A3后方，通过同样方式安装在筛框8内。
如图8和图9所示，所述链轮A302作为主动轮传入动力，带动主动筛轴A3转动，再通过同步带轮306与同步带501配合带动从动筛轴A6转动；所述链轮B402作为主动轮输入动力，带动主动筛轴B4转动，再通过同步带轮306和501配合，带动从动筛轴B7转动，从而带动全部筛轴联动，实现清选筛分地目的。
所述输入筛轴A3、输入筛轴B4、从动筛轴A6，从动筛轴B7轴线在同一平面内且相互平行，相邻轴线之间距离为110mm-120mm，保证拨盘与轴之间的距离也可以使水稻落下，这样的效果是筛分面积更大，而且还可以避免水稻被转动轴碾压，减小损失率；轴线所在平面与水平面夹角为5°～10°，让水稻茎干更好的向前滚动，此外，轴流风机2的吹风面更大，清选效果会更好。
根据本实施例，优选的，所述筛框8长度为1900mm-2000mm，宽度为1250mm-1300mm；所述筛轴A3长度为1300mm-1350mm，轴管303直径为75mm-85mm；所述输入轴头301、输出轴头305直径为30mm-40mm；所述拨盘304内径为75mm-85mm，外径为110mm-120mm。
所述链轮A101和链轮B302的直径为240mm-260mm、厚度为15mm-20mm，数为24-30个。
所述链轮A101与链轮B302径向固定均为键连接，轴向固定方式为轴肩和螺栓；所述锥轮103的固定方式为花键连接。
所述风机输入轴1、输入筛轴A3、输入筛轴B4与筛框8的连接方式均为轴承连接。
所述输入筛轴A3、输入筛轴B4、从动筛轴A6和从动筛轴B7中相邻轴之间间隔排列的相邻拨盘的间隔为9～12mm。正常长度的水稻颗粒，进入筛中会从间隔中落下，一些直径较小的碎茎秆会被轴流风机2吹散，较长的茎秆就随着轴滚动至后方碎草装置里。另外，整个间隔形成清选筛分结构的筛面有向下5°-10°角度偏移，让水稻茎秆更好的向前滚动，此外，轴流风机2的吹风面更大，清选效果会更好。
本发明的水稻清选筛分的具体实现过程为：
当水稻从脱粒滚筒中完成脱粒后落入多轴滚动式清选筛分装置，链轮B302传入动力，带动输入筛轴A3转动，另外一个链轮带动输入筛轴B4转动，通过拨盘304将脱粒后的茎秆和谷物拨入筛框8内，传动系统5同步工作，通过同步带501传动，带动多组从动筛轴A6和从动筛轴B7工作，继续将谷物和茎秆向后拨动，由于水稻颗粒较小，从相邻拨盘间隔中落下，而茎秆随着滚轴滚动继续向后移动；在筛轴工作的同时，链轮A101传入动力，带动风机输入轴1转动，进而通过锥轮103和锥轮轴201的啮合传动带动风机叶片203转动，从而使整个轴流风机2开始工作，将从筛框8内落下的细小茎秆吹净，通过下筛板9进行进一步的筛分清选，最终实现谷物的清选筛分。
实施例2
一种水稻联合收割机，包括实施例1所述的多轴滚动式清选筛分装置，因此具有实施例1的有益效果，此处不再赘述。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多轴滚动式清选筛分装置，其特征在于，包括风机输入轴(1)、轴流风机(2)、输入筛轴A(3)、输入筛轴B(4)、传动系统(5)、从动筛轴A(6)，从动筛轴B(7)、筛框(8)和下筛板(9)；
所述风机输入轴(1)和轴流风机(2)安装在筛框(8)内的一端，所述轴流风机(2)与风机输入轴(1)连接、且在风机输入轴(1)后侧，风机输入轴(1)带动轴流风机(2)工作；所述输入筛轴A(3)和输入筛轴B(4)安装在筛框(8)内；所述输入筛轴B(4)在输入筛轴A(3)后方；所述从动筛轴A(6)与从动筛轴B(7)交错等距排列安装在筛框(8)内，输入筛轴A(3)通过链轮(302)传输动力，通过同步带(501)带动若干个从动筛轴A(6)同步转动，输入筛轴B(4)通过链轮(302)传入动力，通过同步带(501)带动若干个从动筛轴B(7)同步转动；所述输入筛轴A(3)、输入筛轴B(4)、从动筛轴A(6)和从动筛轴B(7)轴线在同一平面内且相互平行，所述输入筛轴A(3)、输入筛轴B(4)从动筛轴A(6)和从动筛轴B(7)的轴管上均布置有间隔排列的拨盘，间隔排列的拨盘之间具有间隔形成清选筛分结构；所述下筛板(9)安装在筛框(8)另一端的下方。
2.根据权利要求1所述的多轴滚动式清选筛分装置，其特征在于，所述风机输入轴(1)包括链轮A(101)、左输入轴(102)、锥轮(103)、中间轴(104)和右输入轴(105)；
所述链轮A(101)安装在左输入轴(102)的左侧；所述左输入轴(102)与中间轴(104)左端通过联轴器相连接，右输入轴(105)通过联轴器与中间轴(104)右侧连接，左输入轴(102)、中间轴(104)、右输入轴(105)上分别安装锥轮(103)。
3.根据权利要求2所述的多轴滚动式清选筛分装置，其特征在于，所述轴流风机(2)包括锥轮轴(201)、风机罩壳(202)、锥轮轴定位板(204)和风机叶片(203)；
所述锥轮轴定位板(204)安装在风机罩壳(202)上，锥轮轴(201)穿过锥轮轴定位板(204)与风机叶片(203)连接。
4.根据权利要求3所述的多轴滚动式清选筛分装置，其特征在于，所述锥轮(103)和锥轮轴(201)的啮合传动带动风机叶片(203)转动。
5.根据权利要求1所述的多轴滚动式清选筛分装置，其特征在于，所述输入筛轴A(3)包括输入轴头(301)、链轮(302)、轴管(303)、拨盘(304)、输出轴头(305)和同步带轮(306)；
所述输入轴头(301)安装在轴管(303)左侧，输出轴头(305)安装在轴管(303)右侧；所述拨盘(304)等间距布置在轴管(303)上；所述链轮(302)安装在轴头(301)上；所述同步带轮(306)安装在右轴头(305)上。
6.根据权利要求1所述的多轴滚动式清选筛分装置，其特征在于，所述输入筛轴A(3)、输入筛轴B(4)、从动筛轴A(6)和从动筛轴B(7)中相邻轴线之间距离为110mm-120mm。
7.根据权利要求1所述的多轴滚动式清选筛分装置，其特征在于，所述输入筛轴A(3)、输入筛轴B(4)、从动筛轴A(6)和从动筛轴B(7)的轴线所在平面与水平面夹角为5°～10°。
8.根据权利要求1所述的多轴滚动式清选筛分装置，其特征在于，所述输入筛轴A(3)、输入筛轴B(4)、从动筛轴A(6)和从动筛轴B(7)中相邻轴之间间隔排列的相邻拨盘的间隔为9～12mm。
9.根据权利要求1所述的多轴滚动式清选筛分装置，其特征在于，所述筛框(8)包括后挡板(801)、左侧板(802)、后挡板(803)和右侧板(804)；
所述风机输入轴(1)的两端分别与筛框(8)中的左侧板(802)和右侧板(804)连接；所述输入筛轴A(3)的两端分别与筛框(8)中的左侧板(802)和右侧板(804)连接；所述输入筛轴B(4)的两端分别与筛框(8)中的左侧板(802)和右侧板(804)连接。
10.一种水稻联合收割机，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的多轴滚动式清选筛分装置。
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