CN112703888A - 一种甘蔗收获机及其甘蔗切根装置 - Google Patents

Abstract

一种甘蔗收获机及其甘蔗切根装置，该甘蔗收获机包括机架和安装在所述机架前端的甘蔗切根装置，该甘蔗切根装置包括：箱体，包括对称设置且向下延伸的左、右侧壁，所述箱体内安装有上传动轴；左、右传动箱81，分别对应安装在所述箱体的左右两侧，并分别与所述上传动轴连接；液压马达，与所述左或右传动箱连接；左、右刀盘传动箱，外端分别通过万向传动轴与对应的所述左、右传动箱81连接，所述左、右刀盘传动箱的内端分别对应铰接在所述左、右侧壁的底端；左、右刀盘，对应安装在所述左、右刀盘传动箱上；以及左、右刀盘内倾角调节机构，对应设置在所述左、右刀盘传动箱和左、右侧壁上。本发明可控制刀盘最大入土位置与切根位置重合，提高切根质量。

Description

一种甘蔗收获机及其甘蔗切根装置

技术领域

本发明涉及一种甘蔗收获机，特别是一种甘蔗收获机及其带内倾角且角度可调的甘蔗切根装置。

背景技术

目前市场上的甘蔗收获机切根装置通常为双圆盘式切根装置，主要包括左右切根刀盘、龙门式传动箱体及液压马达。两刀盘通过传动箱体内的齿轮实现转速相同，转向相反。为防止漏割，左右刀盘刀片存在一定重叠量，为了防止碰刀，左右刀盘需定转速比传动。切根装置整体安装于机架，且可通过油缸控制升降高度，实现工作和运输两种状态的切换。收获作业时，油缸伸长使刀盘位置降低，刀盘面与地面保持一定前倾切割角。机组前进时，保持两刀盘中心连线的中垂线方向(下文简称“中垂线”)与甘蔗行重合，即甘蔗由机器对称中心位置喂入。根据经验，切根位置在入土5-10cm位置时，蔗根破头率最小，切根效果较好。

现有技术切根装置存在的问题是：由于刀片与甘蔗接触区域位于中垂线附近，而最大入土区域位于刀盘正前方位置，因此在保证切割区域入土深度5-10 cm时，刀盘正前方位置入土深度已远超过该深度，刀盘半径越大，该深度差越大。该深度差徒增了动力消耗，且较大的入土深度加快了刀片磨损，降低了刀片使用寿命。若提升切根装置高度，降低动力消耗，则实际切根深度难以达到要求，降低了宿根切割质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种甘蔗收获机及其甘蔗切根装置，解决现有技术中刀盘最大入土深度位置与切根位置不重合带来的切根质量差、动力消耗大及刀片磨损过快的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种甘蔗切根装置，安装在甘蔗收获机的机架前端，其中，所述甘蔗切根装置包括：

箱体，包括对称设置且向下延伸的左、右侧壁，所述箱体内安装有上传动轴；

左、右传动箱，分别对应安装在所述箱体的左右两侧，并分别与所述上传动轴连接；

液压马达，与所述左或右传动箱连接；

左、右刀盘传动箱，外端分别通过万向传动轴与对应的所述左、右传动箱连接，所述左、右刀盘传动箱的内端分别对应铰接在所述左、右侧壁的底端；

左、右刀盘，对应安装在所述左、右刀盘传动箱上；以及

左、右刀盘内倾角调节机构，对应设置在所述左、右刀盘传动箱和左、右侧壁上，用于分别使对应的所述左、右刀盘的轴线向内侧倾斜产生刀盘内倾角，且调整所述刀盘内倾角的角度直至使最大入土深度位置与切根位置重合。

上述的甘蔗切根装置，其中，所述左、右刀盘内倾角调节机构为左、右调节丝杠，所述左、右调节丝杠的上端与对应的所述左、右侧壁铰接，所述左、右调节丝杠的下端与对应的所述左、右刀盘传动箱的外端铰接。

上述的甘蔗切根装置，其中，所述调节丝杠上设置有防转动卡槽，以固定所述刀盘内倾角于一设定值，避免由于震动引起所述刀盘内倾角的角度变化。

上述的甘蔗切根装置，其中，所述左、右刀盘传动箱分别通过转动销轴与所述左、右侧壁铰接，所述左、右刀盘传动箱分别带动所述左、右刀盘绕所述转动销轴转动。

上述的甘蔗切根装置，其中，所述上传动轴两端分别通过花键套与所述左、右传动箱的侧面轴端连接，以实现左、右刀盘的联动并防止碰刀。

上述的甘蔗切根装置，其中，所述左、右刀盘传动箱的外侧轴端分别与所述万向传动轴连接，所述左、右刀盘传动箱转动引起的轴端位移通过所述万向传动轴抵消。

上述的甘蔗切根装置，其中，所述刀盘内倾角采用如下公式计算：

其中，β为刀具内倾角，R为刀盘直径，α为切割前倾角，d为甘蔗偏离刀盘中心线距离，S为左右两刀盘交错深度。

上述的甘蔗切根装置，其中，所述左、右刀盘传动箱上分别设置有挡块，使最大入土深度位置限制在所述左、右刀盘正前方和所述左、右刀盘的中心连线的中垂线之间。

上述的甘蔗切根装置，其中，所述左或右传动箱的外侧通过花键与液压马达轴端固定连接，并通过内置齿轮传递动力。

为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种甘蔗收获机，包括机架和安装在所述机架前端的甘蔗切根装置，所述机架安装在履带式底盘上，其中，所述甘蔗切根装置为上述的甘蔗切根装置。

本发明的技术效果在于：

本发明的甘蔗切根装置由于刀盘内倾角和前倾角的存在，使刀盘最大入土位置出现在两刀盘内侧，通过调节内倾角的大小，可控制刀盘最大入土位置与切根位置重合，提高切根质量；解决了现有切根装置因最大入土位置与切根位置不重合、最大入土位置大于切根位置深度而带来的切根质量差、动力消耗大及刀片磨损过快等问题。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明一实施例的甘蔗收获机结构示意图；

图2为本发明一实施例的甘蔗切根装置结构示意图；

图3为图2的左视图；

图4为图2的工作状态图；

图5A、5B为本发明一实施例的刀盘内倾角原理图。

其中，附图标记

1 驾驶室

2 输送装置

3 机架

4 发动机

5 排杂风扇

6 集料斗

7 扶蔗器

8 甘蔗切根装置

81 传动箱

82 液压马达

83 万向传动轴

84 刀盘传动箱

85 传动箱转轴

86 箱体

87 上传动轴

88 刀盘

89 侧壁

80 调节丝杠

9 油缸

10 切梢器

11 履带式底盘

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

参见图1，图1为本发明一实施例的甘蔗收获机结构示意图。本发明的甘蔗收获机，包括机架3和安装在所述机架3前端的甘蔗切根装置8，所述机架 3安装在履带式底盘11上，驾驶室1安装在机架3上，输送装置2和发动机4 固定于机架3，输送装置2用于输送切割完的甘蔗；排杂风扇5固定于机架3，用于将碎叶等杂质吸出甘蔗；集料斗6固定于机架3，用于收集收获的甘蔗，并可卸料作业。工作时，先由切梢器10对甘蔗上部不含糖分的梢部进行切除处理，切梢器10铰接于机架3，可由油缸调节高度，机架3与履带式底盘11 固定连接。甘蔗切根装置8铰接于机架3前端，可由油缸9调节高度，从而控制切根深度。甘蔗切根装置8前部挂接有扶蔗器7，其作用是将倒伏的甘蔗扶起。因该甘蔗收获机其他部分的组成、结构、相互位置关系、连接关系及其工作原理等均为较成熟的现有技术，故在此不做赘述，下面仅对本发明的甘蔗切根装置8予以详细说明。

参见图2-图4，图2为本发明一实施例的甘蔗切根装置8结构示意图，图 3为图2的左视图，图4为图2的工作状态图。本发明的甘蔗切根装置8，用于甘蔗收获作业时切根工序，甘蔗切根装置8包括：箱体86，包括对称设置且向下延伸的左、右侧壁89，所述箱体86内安装有上传动轴87，上传动轴 87两端分别与左、右传动箱81侧面轴端通过花键套连接，实现动力传递，左、右侧壁89与箱体86构成整体框架，靠螺栓固定连接；左、右传动箱81，分别对应安装固定在所述箱体86的左右两侧，并分别与所述上传动轴87连接，即左、右传动箱81侧面通过螺栓与左、右侧壁89固定，左、右传动箱81内部有一对锥齿轮啮合，可改变传动方向；液压马达82，与所述左或右传动箱 81连接，即左、右传动箱81有一个外侧面留设动力输入接口，与液压马达82 轴端通过花键固定连接；左、右刀盘传动箱84，外端分别通过万向传动轴83 与对应的所述左、右传动箱81连接，所述左、右刀盘传动箱84的内端分别对应铰接在所述左、右侧壁89的底端，万向传动轴83可轴向伸缩，以抵消刀盘传动箱84的转动引起的轴端位移；左、右刀盘88，对应安装在所述左、右刀盘传动箱84上，为主要工作部件，与左、右刀盘传动箱84靠传动轴固定连接为整体，功能是入土切断甘蔗；以及左、右刀盘内倾角调节机构，对应设置在所述左、右刀盘传动箱84和左、右侧壁89上，用于分别使对应的所述左、右刀盘88的轴线向内侧倾斜产生刀盘内倾角，且调整所述刀盘内倾角的角度直至使最大入土深度位置与切根位置重合。

本实施例中，所述左、右刀盘内倾角调节机构优选为左、右调节丝杠80，所述左、右调节丝杠80的上端与对应的所述左、右侧壁89铰接，所述左、右调节丝杠80的下端与对应的所述左、右刀盘传动箱84的外端铰接。其中，所述调节丝杠80上设置有防转动卡槽，以固定所述刀盘内倾角于一设定值，避免由于震动引起所述刀盘内倾角的角度变化。改变调节丝杠80的长度，可使刀盘传动箱84绕传动箱转轴85转动，从而使刀盘88内倾。该调节丝杠80与刀盘内倾角之间的调节关系为，设定刀盘88初始位置为水平，刀盘88没有内倾角，即刀盘内倾角为0，此时调节丝杠80的初始长度为L，通过缩短调节丝杠80的长度，拉动刀盘传动箱84外端上移，从而使刀盘传动箱84绕传动箱转轴85转动，刀盘传动箱84的转动带动切根刀盘88整体转动，产生内倾角，如图4所示。

本实施例中，刀盘88可内倾，且刀盘内倾角可通过调节丝杠80无级可调。在本发明另外的实施例中，该刀盘88内倾也可通过其他方式实现，比如，刀盘传动箱84上设置多个定位安装孔，安装孔面角度不同，通过选择不同的安装孔与侧壁89固定连接，可实现刀盘88内倾，但该结构能调整的内倾角度有限，且不可无极调整。

本实施例的所述左、右刀盘传动箱84分别通过转动销轴与所述左、右侧壁89铰接并可绕传动箱转轴85转动，所述左、右刀盘传动箱84分别带动所述左、右刀盘88绕所述转动销轴转动。所述上传动轴87两端分别通过花键套与所述左、右传动箱81的侧面轴端连接，以实现左、右刀盘88的联动并防止碰刀，即左、右传动箱81通过上传动轴87连接实现两刀盘88联动。所述左或右传动箱81的外侧通过花键与液压马达82轴端固定连接，并通过内置齿轮传递动力，实现整个装置的动力输入。所述左、右刀盘传动箱84的外侧轴端分别与所述万向传动轴83下端通过花键连接，万向传动轴83上端与左、右传动箱81通过花键连接，实现动力传递；所述左、右刀盘传动箱84转动引起的轴端位移通过所述万向传动轴83抵消，即万向传动轴83轴向的伸缩可抵消刀盘传动箱84整体转动带来的轴端位移。所述左、右刀盘传动箱84上分别设置有挡块，使最大入土深度位置限制在所述左、右刀盘88正前方和所述左、右刀盘88的中心连线的中垂线之间，即将最大入土深度位置限制在刀盘88正前方和中垂线形成的区间内，以使最大入土深度位置与切根位置重合。

作业时，甘蔗切根装置8连接于整机机架3的前端，并可通过油缸9调节高度。所述左、右刀盘88，与左、右侧壁89，和上传动轴87所包夹的区域形成甘蔗喂入通道。上传动轴87在端部由液压马达82提供动力，左右两端各由左、右传动箱81改变传动方向，然后左右各通过万向传动轴83与刀盘传动箱 84连接，将动力传给左右刀盘88，通过调节丝杠80，可改变底部刀盘传动箱 84整体转动角度，实现刀盘88内倾。

该甘蔗切根装置8还可适应等行距种植、宽窄行种植等不同农艺的甘蔗种植模式，根据刀盘88直径、切割前倾角、甘蔗相对刀盘88位置，计算出相应刀盘内倾角，进而相应调节丝杠80至不同长度，使最大入土位置与切根位置重合，始终保持最佳工作状态。

参见图5A、5B，图5A、5B为本发明一实施例的刀盘内倾角原理图。所述刀盘内倾角采用如下公式计算：

其中，β为刀具内倾角，R为刀盘88直径，α为切割前倾角，d为甘蔗偏离刀盘88中心线距离，S为左右两刀盘88交错深度。

假设切根深度为5cm，由上公式可看出，随着前倾角α的增大，内倾角β也应相应变大；刀盘88半径R越大，相应内倾角β取值也越高；甘蔗偏离中心线d越大，内倾角β取值越小。

本发明的左、右刀盘连同刀盘传动箱作为整体，通过箱体转动销轴铰接在左、右两侧壁上，且通过外接调节丝杠，整体可实现绕传动箱转动销轴转动，实现刀盘内倾。刀盘内倾角和前倾角的存在使刀盘最大入土深度位置由刀盘正前方沿刀盘最大外径向两圆内侧移动，通过调整调节丝杠，可改变刀盘内倾角大小，直至使最大入土深度位置与切根位置重合。较之现有技术，本发明可以解决现有切根装置因最大入土位置与切根位置不重合、最大入土位置大于切根位置深度而带来的切根质量差、动力消耗大及刀片磨损过快等问题。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种甘蔗切根装置，安装在甘蔗收获机的机架前端，其特征在于，所述甘蔗切根装置包括：

箱体，包括对称设置且向下延伸的左、右侧壁，所述箱体内安装有上传动轴；

左、右传动箱，分别对应安装在所述箱体的左右两侧，并分别与所述上传动轴连接；

液压马达，与所述左或右传动箱连接；

左、右刀盘传动箱，外端分别通过万向传动轴与对应的所述左、右传动箱81连接，所述左、右刀盘传动箱的内端分别对应铰接在所述左、右侧壁的底端；

左、右刀盘，对应安装在所述左、右刀盘传动箱上；以及

左、右刀盘内倾角调节机构，对应设置在所述左、右刀盘传动箱和左、右侧壁上，用于分别使对应的所述左、右刀盘的轴线向内侧倾斜产生刀盘内倾角，且调整所述刀盘内倾角的角度直至使最大入土深度位置与切根位置重合。

2.根据权利要求1所述的甘蔗切根装置，其特征在于，所述左、右刀盘内倾角调节机构为左、右调节丝杠，所述左、右调节丝杠的上端与对应的所述左、右侧壁铰接，所述左、右调节丝杠的下端与对应的所述左、右刀盘传动箱的外端铰接。

3.根据权利要求2所述的甘蔗切根装置，其特征在于，所述调节丝杠上设置有防转动卡槽，以固定所述刀盘内倾角于一设定值，避免由于震动引起所述刀盘内倾角的角度变化。

4.根据权利要求1、2或3所述的甘蔗切根装置，其特征在于，所述左、右刀盘传动箱分别通过转动销轴与所述左、右侧壁铰接，所述左、右刀盘传动箱分别带动所述左、右刀盘绕所述转动销轴转动。

5.根据权利要求4所述的甘蔗切根装置，其特征在于，所述上传动轴两端分别通过花键套与所述左、右传动箱的侧面轴端连接，以实现左、右刀盘的联动并防止碰刀。

6.根据权利要求4所述的甘蔗切根装置，其特征在于，所述左、右刀盘传动箱的外侧轴端分别与所述万向传动轴连接，所述左、右刀盘传动箱转动引起的轴端位移通过所述万向传动轴抵消。

7.根据权利要求4所述的甘蔗切根装置，其特征在于，所述刀盘内倾角采用如下公式计算：

其中，β为刀具内倾角，R为刀盘直径，α为切割前倾角，d为甘蔗偏离刀盘中心线距离，S为左右两刀盘交错深度。

8.根据权利要求7所述的甘蔗切根装置，其特征在于，所述左、右刀盘传动箱上分别设置有挡块，使最大入土深度位置限制在所述左、右刀盘正前方和所述左、右刀盘的中心连线的中垂线之间。

9.根据权利要求4所述的甘蔗切根装置，其特征在于，所述左或右传动箱的外侧通过花键与液压马达轴端固定连接，并通过内置齿轮传递动力。

10.一种甘蔗收获机，包括机架和安装在所述机架前端的甘蔗切根装置，所述机架安装在履带式底盘上，其特征在于，所述甘蔗切根装置为上述权利要求1-9中任意一项所述的甘蔗切根装置。

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