[发明专利]一种联合收割机负刚度纵轴流脱粒滚筒

说明书

技术领域

本发明涉及联合收割机技术领域，具体是联合收割机负刚度纵轴流脱粒滚筒。

背景技术

联合收割机脱粒滚筒采用纵向布置方式(即纵轴流滚筒)时，纵轴流滚筒的长度不受空间限制，极大的提高了脱粒分离功能和作业效率。但较长纵轴流滚筒在高速旋转时存在径向离心力和轴上不均衡阻力，纵轴流滚筒易产生弹性变形及碰摩现象，严重影响纵轴流滚筒的水稻脱粒性能和结构稳定性。在纵轴流滚筒水稻脱粒过程中，因其滚筒前端阻力大于尾端，沿纵轴流滚筒轴向存在水稻质量分布不均的特点，因此整个纵轴流滚筒沿轴向所受的离心力不相同。前端由于水稻质量大、密度高，当纵轴流滚筒旋转时前端所受切向力大于后端；此外，由于在水稻脱粒过程中随着籽粒沿轴向凹板筛的不断分离，水稻脱粒过程实质是一个变质量过程，纵轴流滚筒在工作时两端水稻茎秆特性差异较大。

基于纵轴流滚筒结构的发明主要有：专利CN200810124516.1发明了一种纵轴流脱粒分离装置，将传统纵轴流脱粒分离装置中的切流脱粒装置和辅助喂入装置功能合二为一，可实现农作物的均匀及顺畅喂入；专利CN201010156198.4发明了一种全喂入联合收割机纵轴流脱粒装置，通过调整安装脱粒齿杆装配数量并通过弹性联轴器将排草板固定在滚筒轴后端，简化了纵轴流滚筒结构；专利CN201520815028.0发明了一种联合收割机纵轴流滚筒传动连接装置，通过在滚筒安装座的一侧连接联合收割机的滚筒传动箱，保证了输出轴受力更合理；文献《联合收获机脱粒滚筒有限元模态分析与试验》(农机化研究，2016，38(8)：136-140)，采用ANSYS软件Workbench模块对联合收获机脱粒滚筒进行有限元模态分析，指出了脱粒过程中滚筒的固有振型与激振频率将产生共振。可见水稻脱粒过程对滚筒结构的随机激励是引起滚筒振动的重要因素，通过对纵轴流滚筒工作结构的改进及优化设计是提高脱粒能力、减少滚筒脱粒过程中振动的重要手段。

发明内容

现有纵轴流滚筒还不能解决脱粒过程中的随机动载激励引起滚筒辐条受切向力而产生弯曲变形及引起振动的难题，本发明采用负刚度结构优化纵轴流滚筒脱粒过程中的动态形变量，设计的纵轴流负刚度滚筒，解决了纵轴流滚筒在脱粒过程中受籽粒不断分离形成的变质量脱粒过程作用，对纵轴流滚筒辐条轴向产生不均匀变形及振动现象，以及纵轴流滚筒脱粒过程中辐条受水稻茎秆的缠绕约束，使得纵轴流滚筒受随机动载激励产生的径向变形及与凹板筛的碰摩难题。不仅避免了脱粒过程中辐条的形变量及引起的振动，还提高了脱粒滚筒的脱粒和分离能力。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种联合收割机负刚度纵轴流脱粒滚筒，其特征在于，包括纵轴流负刚度滚筒、滚筒顶盖、脱粒机架和凹板筛，

所述纵轴流负刚度滚筒主要包括滚筒轴、喂入头、尾端辐盘、中间辐盘、辐盘定位套、辐条A、辐条B、钉齿、尾端定位板和中间定位板，

滚筒轴的两端分别通过轴承安装在脱粒机架上的前横梁和后横梁上；喂入头、尾端辐盘分别安装在滚筒轴的两端，数个中间辐盘装在滚筒轴上、并位于喂入头、尾端辐盘之间，辐条A和辐条B均固定在中间辐盘及尾端辐盘外圆周上，且辐条A和辐条B其轴向与滚筒轴不平行，且在中间辐盘及尾端辐盘外圆周构成的圆柱面上呈现弓形；钉齿均布安装在辐条A和辐条B上；所述喂入头圆周上安装有螺旋叶片、前端安装有喂入头端盖；滚筒顶盖位于纵轴流负刚度滚筒上侧、两端与脱粒机架相连，凹板筛位于纵轴流负刚度滚筒下侧、两端与脱粒机架相连。

进一步地，中间辐盘和尾端辐盘外圆周上均开有用于安装辐条A或辐条B的半圆凹槽，沿滚筒轴上5个中间定位板与尾端定位板的半圆凹槽沿滚筒轴轴心分别偏移-1.8～-1.5°、0°、1.8～2.0°、1.2～1.5°、0.5～0.8°、-1.0～-0.8°，辐条A和辐条B与中间定位板和尾端定位板的半圆凹槽焊接固定。

进一步地，沿滚筒轴料喂入端到排出端的方向，装在滚筒轴上的中间辐盘和尾端定位板直径依次增加，所述辐条A和辐条B在此方向上，距离滚筒轴的距离与中间辐盘和尾端定位板直径变化相同。

进一步地，中间辐盘和尾端辐盘的直径依次递增量为5～8mm，喂入头外径比尾端定位板外径小40～60mm。

进一步地，中间辐盘及尾端辐盘均通过辐盘定位套固定在滚筒轴上，所述辐盘定位套通过键连接固定在滚筒轴上，滚筒轴上用于固定辐盘定位套键槽沿滚筒轴轴心分别偏移-1.8～-1.5°、0°、1.8～2.0°、1.2～1.5°、0.5～0.8°、-1.0～-0.8°。