专利名称：玉米收获机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种与拖拉机配套使用的玉米收获机，尤其是一种以自走方式一次完成摘穗和秸秆粉碎等工序的玉米收获机。
背景技术：
目前，使用比较广泛的小型玉米收获机主要包括配套安装在轮式拖拉机上的摘穗装置、穗输送装置、集穗仓和秸秆粉碎装置，其中，摘穗装置和集穗仓分别安装在拖拉机的前端和后端，穗输送装置的一端与摘穗装置中的输送器相连，另一端与集穗仓相连，秸秆粉碎装置安装在拖拉机的后端下方。在上述各装置中，运动机构比较多，除了秸杆粉碎装置和穗输送装置外，在摘穗装置上还有左、右两个喂入机构和左、右两组摘穗辊以及输送器等运动部件，每个喂入机构都有左、右两个拨禾链。由于这些运动机构和运动部件在收获机上设置比较分散，其运动速度和方向也不尽相同，使得收获机的动力传动系统较为复杂。就摘穗装置而言，动力从拖拉机发动机到其上的各个运动部件，所有动力传输和变速、换向以及各执行部件都集中组装在一起，配置比较庞大、传动链长，不仅造成传动效率低、重量大，而且使摘穗装置的总装生产和用户与所配套拖拉机的现场安装以及使用维护都不方便；此外，从发动机到主动摘穗辊之间的变速传动部分是敞开式的，传动副的工作环境及其润滑状况都比较恶劣，相应地设备的使用寿命必然缩短。
在现有的玉米收获机动力消耗中，秸秆粉碎作业消耗的功率相对最大。当前秸秆粉碎装置中的粉碎部件多采用如下两种结构形式，一种是锤爪式或Y形刀式，这两种粉碎部件的刃口都比较钝，对秸秆只能击碎或撕碎，而不是切割，所以功耗较大，再加上摘穗、输送等作业，造成拖拉机动力供需不平衡；另一种是采用卧式滚刀作业方式，即在卧式转轴上沿轴向螺旋线布装一定数量的滚刀片，该作业方式在切断的瞬间会产生多个截点，即有多把滚刀片同时到达秸秆，而且是顺着秸杆纤维的方向以刨削的方式切碎秸秆，产生了较大的切断阻力，所以功率消耗也很大，同时滚刀不能快速旋转，至使秸杆的切碎长度较长，在15cm左右；加之滚刀工作时离地面较近，容易出现打土现象，使滚刀转速进一步降低，出现秸秆切碎不彻底、切碎合格率降低的现象，直接影响了还田效果。另外，上述两种结构的粉碎装置一般只能粉碎地上部分的秸秆，刀具一旦入土击打根茬，功率消耗就会骤然上升，所以在拖拉机功率的限制下，秸秆粉碎和灭茬两项功能不能一次完成，但是若不进行灭茬作业，又将会影响下茬农作物的播种
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种摘穗装置与配套拖拉机能方便迅速地进行现场组装的、传动装置润滑良好的玉米收获机。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案在于采用了一种玉米收获机，包括拖拉机的机架2和发动机，在机架2上安装有由发动机驱动的摘穗装置1、秸杆粉碎装置和穗输送装置10，摘穗装置1包括主动摘穗辊和拨禾链113，发动机通过一变速箱3驱动摘穗装置1和穗输送装置10，变速箱3包括固装于机架2的箱体301和由发动机驱动的输入轴302、以及用于驱动穗输送装置10的输出轴303和与摘穗装置1中的具有花键结构的主动摘穗辊通过花键传动联接的花键输出轴304；变速箱3内，输入轴302通过中间变速齿轮传动联接输出轴303和花键输出轴304。
拨禾链113的前级传动链为换向器111，该换向器包括壳体202，壳体上转动安装有互相垂直的花键轴201和传动轴203，两轴之间通过锥齿轮传动联接，花键轴通过花键传动联接接收前级动力，传动轴驱动拨禾链。
秸杆粉碎装置包括安装于机架2的动力传动装置，动力传动装置包括由发动机驱动的输入轴902、以及由输入轴902通过变速齿轮驱动的、立式旋转的输出轴907，输出轴907上固装有动刀909，动刀上沿输出轴907的径向方向设有一片或一片以上的、横切的旋切片911，邻近动刀的一侧设置有相对动刀静止的定刀912，定刀上相应旋切片911的位置设有用于旋切片旋进旋出的刀槽。
所述动刀909包括圆柱状或具有正多边棱的柱状刀体，所述旋切片911沿螺旋线间隔均置在刀体外表面，定刀912上相应每一旋切片的位置均设有刀槽。所有旋切片在刀体横截面上的投影均布在一个封闭圆上。
动力传动装置为一变速箱9，变速箱9包括箱体901，输入轴902横向穿装于箱体901的上部，变速箱9通过输入轴902露出箱体901的两端悬装在机架2上；在箱体901与机架2之间还设有能使箱体901绕输入轴902转动一定角度的起落装置914。
在箱体901的下部还设有一根与输入轴902平行的传动轴904，伸出箱体901的传动轴的两端处于安装在箱体901两侧的副箱体905内，输出轴907有两根，分别设置在箱体901两侧的副箱体905上；输入轴902通过齿轮传动驱动传动轴904，传动轴904通过设于其两端的锥齿轮分别驱动相应的输出轴907，两根输出轴907上均装有动刀909；定刀912设在两动刀之间，定刀912上相对两动刀的两边均设有刀槽。
在箱体901与副箱体905之间还设有使副箱体905及动刀909整体以传动轴904为中心相对箱体901旋转一定角度的角度调整机构913，定刀912安装在副箱体905上。
所述角度调整机构913是一个一端具有凸缘的定位轴套，定位轴套的一端联接箱体901，另一端联接副箱体905，定位轴套具有凸缘的一端上开设有圆弧槽；所述起落装置914为设置在箱体901顶端和机架2之间的液压千斤顶，其进油口和控制阀与拖拉机的液压系统相连通。
本实用新型对玉米收获机摘穗装置中传统的动力传动系统进行了改进，将现有收获机中发动机至摘穗辊的敞开式的动力传动部分集成在一个变速箱内，从摘穗装置中分立出来而成为一个独立的部件，优化了玉米收获机的产品和生产结构，减轻了摘穗装置的重量和体积，便于其总装生产、贮存、运输及与配套拖拉机的安装；改进之后，变速箱内可采用润滑脂/油进行封闭式润滑，使传动副的工作环境得到了改善，延长了其工作寿命和维护周期，消费者可直接受益。变速箱的输出轴直接驱动穗输送装置，而花键输出轴则直接与主动摘穗辊以花键联接的方式给摘穗装置提供动力和角速度，动力传动方便、直接，结构紧凑、传动效率高，同时安装工艺要求低，拆装方便简单。摘穗装置中换向器的设计，简化了摘穗装置的组装工艺，降低了其传动功率的损耗，设计前摘穗装置空载动力需要1.5kw，安装后空载动力需求仅为0.3kw。
本实用新型还对玉米收获机秸秆粉碎装置的动力传动方式、粉碎方式以及粉碎部件进行了改进，将原有的卧式滚切方式改为立式旋切方式，这样在秸秆粉碎过程中，旋切片基本上是以横着秸杆纤维的方向进行切断的，切断阻力明显减小，切断功耗大为降低。动刀采用柱状刀体并以旋切片沿螺旋线均布的结构方式，旋切片对秸杆依次连续实施切断，并且一把动刀的每个切割瞬间就只有一个截点，使动刀整体受力合理而且均衡，阻力小，因而动刀可以快速旋转，进一步降低了秸杆的切碎长度，最短可达4cm，还田效果显著。粉碎装置采用了变速箱传递动力，使粉碎装置的结构更加紧凑，动力传动更加方便直接，同时可使用机油进行封闭式润滑，彻底改善了传动副的工作环境，大幅度延长了其工作寿命。动刀直接安装在变速箱的输出轴上，便于用户装卸、维修。另外，粉碎装置上还设置了用于调整动刀倾斜角度的角度调整机构，可使动刀倾斜一定角度，使最下边一个旋切片的刀尖低于刀体一定高度，由于每把动刀切割时仅有一个截点，所以下边的旋切片就可以深入地下实施切割，而不会对拖拉机的动力系统造成太大影响，从而实现了玉米秸杆粉碎、灭茬作业的同步进行，灭茬彻底，有利于下茬农作物的播种、生长。秸秆粉碎装置通过其输入轴伸出变速箱体的两端与拖拉机连接，并且采用以变速箱绕其输入轴旋转的方式起落动刀，起落过程中，输入轴与拖拉机变速箱皮带轮的中心距始终保持不变，保证了其传动皮带不会脱落。
从对本实用新型提供的玉米收获机整体作业的测试结果看，机组每小时收获玉米3.1亩，耗油3升，可见其性能的优越性。
图1为本实用新型整机的结构示意图；图2为本实用新型动力匹配系统示意图；图3为本实用新型中的摘穗装置的变速箱结构示意图；图4为图3中A-A剖视图；图5为换向器的结构示意图；图6为秸杆粉碎装置的结构示意图；图7为图6的B-B剖视图；图8为图6的左视图；图9为动刀调整为倾斜状态的示意图；图10为图6中件913的C-C剖面图。
具体实施方式
图1所示的一种玉米收获机，在轮式拖拉机机架2的前端和后端分别安装有摘穗装置1和集穗仓11，穗输送装置10的一端与摘穗装置1中的输送器相连，另一端与集穗仓11相连，秸秆粉碎装置安装在拖拉机的后端下方。
机架2上设有固定板2a，在固定板2a的左、右两侧分别固装变速箱3和摘穗装置1，拖拉机发动机的皮带轮6通过变速箱3驱动摘穗装置1和穗输送装置10。摘穗装置1上安装有输送器和由两对拨禾链113构成的左、右喂入机构以及左、右两组摘穗辊，其中一组摘穗辊中有一个辊是主动辊，主动辊的动力输入端为外花键轴。
图3、图4所示，变速箱3包括用于固装在固定板2a上的箱体301、输入轴302和用于驱动穗输送装置的输出轴303以及用于驱动摘穗装置1的花键输出轴304，花键输出轴304的输出端为内花键结构，可与主动辊的外花键轴装配连接，变速箱3以花键传动联接的方式驱动摘穗装置1；变速箱3内，输入轴302通过中间变速齿轮传动联接输出轴303和花键输出轴304。
图5所示换向器111，包括壳体202，壳体上转动安装有互相垂直的内花键轴201和传动轴203，两轴之间通过锥齿轮传动联接，传动轴203用于安装拨禾链113的主动链轮，内花键轴201通过花键传动联接接收前级动力。
变速箱3及摘穗装置1中的动力传动过程如下见图2，发动机皮带轮6通过皮带5驱动变速箱3的输入轴302，变速箱3的输出轴303通过链传动4、轴4a驱动穗输送装置10的输送带10a，轴4a通过链传动115带动花键轴116，轴116的两端各安装一换向器111。
变速箱3的输出轴304通过花键联接驱动主动摘穗辊101，主动摘穗辊101通过齿轮传动驱动摘穗辊102，主动摘穗辊101通过链传动120驱动摘穗辊103，摘穗辊103通过齿轮传动带动摘穗辊104，摘穗辊104又通过齿轮驱动轴105，轴105的一端安装换向器111，另一端驱动输送器的输送带106；主动摘穗辊101通过齿轮传动驱动轴110，轴110的一端安装换向器111。换向器111的输出轴上安装拨禾链113的主动链轮108，带动拨禾链113工作。
图6、7、8、10所示，秸杆粉碎装置包括起落装置914、变速箱9、动刀909以及定刀912，变速箱9包括输入轴902和传动轴904；图2中所示，拖拉机发动机皮带轮6通过皮带传动7驱动拖拉机变速箱，拖拉机变速箱皮带轮8通过皮带传动12驱动变速箱9的输入轴902。输入轴902横向穿装于箱体901的上部，变速箱9通过输入轴902露出箱体901的两端悬装在机架2上；传动轴904安装在箱体901的下部，并与输入轴902平行，传动轴904的两端伸出箱体901，处于安装在箱体901两侧的副箱体905内，两个副箱体上分别设有输出轴907，两根输出轴907的输出端均装有动刀909；输入轴902通过齿轮传动驱动传动轴904，传动轴904又通过设于其两端的锥齿轮分别驱动相应的输出轴907。起落装置914采用液压千斤顶设置在箱体901顶端和机架2之间，其进油口和控制阀与拖拉机的液压系统相连通，控制阀安装在拖拉机的操纵盘上；当粉碎作业完成时，接通控制阀，千斤顶被顶出，通过设于箱体901顶端的联接耳915带动箱体901绕输入轴902转动，转至一定角度时，动刀909便升起足够高度，以免动刀909在拖拉机行进过程中被损坏。
动刀909包括圆柱状刀体，在刀体圆柱面上从下到上沿螺旋线间隔均布旋切片，且均沿刀体径向向外设置以实现横切功能，为了保证动刀在工作过程中受力平衡，所有的旋切片在刀体横截面上的投影最好是均布在一个封闭圆上；另外，刀体也可以设计成具有正多边棱的柱状刀体，这时为了使所有旋切片有一致的切割范围和动刀在旋转过程中保持平衡，旋切片应分布在同一个圆柱面上，并同时满足上述圆柱状刀体旋切片的两个均布要求。定刀912安装在副箱体905上，定刀刀座沿动刀轴向、设在两动刀之间，定刀912相对两动刀的两边上于每一旋切片的相应位置均设有用于旋切片旋进旋出的刀槽，刀槽上装有与动刀配合切割的定刀片。在实际应用时，如果不需要粉碎秸秆，而是仅将秸秆切断的话，在刀体上、最好是在刀体的下部或下端安装旋切片即可达到目的。
在箱体901与副箱体905之间设有使副箱体905及动刀整体以传动轴904为中心相对箱体901旋转一定角度的角度调整机构913，该机构是一个定位轴套，其一端联接箱体901，另一端联接副箱体905，在其具有凸缘的一端上开设有圆弧槽(见图10)，用于调整副箱体905及动刀909、定刀912相对箱体901的倾斜角度，目的是使动刀轴线与地面形成一定夹角，使最下边一个旋切片911的刀尖低于刀体一定高度(见图9)，工作时下边的旋切片可以深入地下实施切割，实现玉米秸杆粉碎、灭茬同步进行，灭茬彻底，有利于下茬农作物的播种、生长，动刀可在秸杆根部地下1-5cm处将其斩断。
整机的工作过程如下1.玉米收获机沿行的方向行进，在摘穗装置喂入机构的作用下，玉米结杆被分别导入到左右两侧的摘穗辊中间，并在摘穗辊的螺旋挤压下，完成摘穗工作；2.玉米穗在重力的作用下滑落到输送器上，被送至穗输送装置，集中收进集穗仓中，完成集穗工作；3.摘完穗的玉米杆在秸杆粉碎装置的旋切片到达后，被拖入到与定刀之间，进行完全粉碎，抛洒在田地里，完成秸杆粉碎还田工作。
权利要求1.一种玉米收获机，包括拖拉机的机架(2)和发动机，在机架(2)上安装有由发动机驱动的摘穗装置(1)、秸杆粉碎装置和穗输送装置(10)，摘穗装置(1)包括主动摘穗辊和拨禾链(113)，其特征在于发动机通过一变速箱(3)驱动摘穗装置(1)和穗输送装置(10)，变速箱(3)包括固装于机架(2)的箱体(301)和由发动机驱动的输入轴(302)、以及用于驱动穗输送装置(10)的输出轴(303)和与摘穗装置(1)中的具有花键结构的主动摘穗辊通过花键传动联接的花键输出轴(304)；变速箱(3)内，输入轴(302)通过中间变速齿轮传动联接输出轴(303)和花键输出轴(304)。
2.根据权利要求1所述的玉米收获机，其特征在于拨禾链(113)的前级传动链为换向器(111)，该换向器包括壳体(202)，壳体上转动安装有互相垂直的花键轴(201)和传动轴(203)，两轴之间通过锥齿轮传动联接，花键轴通过花键传动联接接收前级动力，传动轴驱动拨禾链。
3.根据权利要求1所述的玉米收获机，其特征在于秸杆粉碎装置包括安装于机架(2)的动力传动装置，动力传动装置包括由发动机驱动的输入轴(902)、以及由输入轴(902)通过变速齿轮驱动的、立式旋转的输出轴(907)，输出轴(907)上固装有动刀(909)，动刀上沿输出轴(907)的径向方向设有一片或一片以上的、横切的旋切片(911)，邻近动刀的一侧设置有相对动刀静止的定刀(912)，定刀上相应旋切片(911)的位置设有用于旋切片旋进旋出的刀槽。
4.根据权利要求3所述的玉米收获机，其特征在于所述动刀(909)包括圆柱状或具有正多边棱的柱状刀体，所述旋切片(911)沿螺旋线间隔均置在刀体外表面，定刀(912)上相应每一旋切片的位置均设有刀槽。
5.根据权利要求4所述的玉米收获机，其特征在于所有旋切片在刀体横截面上的投影均布在一个封闭圆上。
6.根据权利要求3或4或5所述的玉米收获机，其特征在于动力传动装置为一变速箱(9)，变速箱(9)包括箱体(901)，输入轴(902)横向穿装于箱体(901)的上部，变速箱(9)通过输入轴(902)露出箱体(901)的两端悬装在机架(2)上；在箱体(901)与机架(2)之间还设有能使箱体(901)绕输入轴(902)转动一定角度的起落装置(914)。
7.根据权利要求6所述的玉米收获机，其特征在于在箱体(901)的下部还设有一根与输入轴(902)平行的传动轴(904)，伸出箱体(901)的传动轴的两端处于安装在箱体(901)两侧的副箱体(905)内，输出轴(907)有两根，分别设置在箱体(901)两侧的副箱体(905)上；输入轴(902)通过齿轮传动驱动传动轴(904)，传动轴(904)通过设于其两端的锥齿轮分别驱动相应的输出轴(907)，两根输出轴(907)上均装有动刀(909)；定刀(912)设在两动刀之间，定刀(912)上相对两动刀的两边均设有刀槽。
8.根据权利要求7所述的玉米收获机，其特征在于在箱体(901)与副箱体(905)之间还设有使副箱体(905)及动刀(909)整体以传动轴(904)为中心相对箱体(901)旋转一定角度的角度调整机构(913)，定刀(912)安装在副箱体(905)上。
9.根据权利要求8所述的玉米收获机，其特征在于所述角度调整机构(913)是一个一端具有凸缘的定位轴套，定位轴套的一端联接箱体(901)，另一端联接副箱体(905)，定位轴套具有凸缘的一端上开设有圆弧槽；所述起落装置(914)为设置在箱体(901)顶端和机架(2)之间的液压千斤顶，其进油口和控制阀与拖拉机的液压系统相连通。
专利摘要本实用新型涉及一种玉米收获机，包括摘穗装置和秸秆粉碎装置，拖拉机发动机通过一变速箱驱动摘穗装置，变速箱包括由发动机驱动的输入轴、用于驱动穗输送装置的输出轴和与摘穗装置中的具有花键结构的主动摘穗辊通过花键传动联接的花键输出轴。秸秆粉碎装置包括变速箱、动刀和定刀，动刀安装于变速箱的立式旋转输出轴，动刀上设有沿螺旋线间隔均布的旋切片，所有旋切片在动刀横截面上的投影均布在一个封闭圆上。本实用新型利用两个变速箱驱动摘穗装置和粉碎装置，结构紧凑、动力传动方便直接、效率高，润滑环境好；动刀切断阻力减小，功耗低，秸秆粉碎长度短，还田效果好，粉碎、灭茬作业可同步进行。
文档编号A01D45/02GK2917234SQ200620030758
公开日2007年7月4日 申请日期2006年7月20日 优先权日2006年7月20日
发明者吴小河, 程矿山 申请人:吴小河, 程矿山