本发明涉及农业机械技术领域，具体涉及一种用于荸荠联合收获机的双向振动分离装置。
背景技术
在荸荠联合收获作业中，荸荠与泥土的分离是关键环节之一，由于荸荠土壤黏性大，不易分离，能否有效地解决荸荠与泥土的分离并使荸荠能顺畅输送，直接影响整机的工作效率与稳定性。为实现荸荠与土壤的可靠分离，焦忠等(焦忠，王成军，王帅.一种荸荠挖掘机[p].中国，201110112088，2011-10-05.)设计出一种荸荠旱收挖掘机，其分离装置为旋切破碎装置，采用强力碎土，分离率高，但易于对荸荠造成损伤；王川(王川，刘辉，王丽伟，王伟，王高.荸荠收获机的总体设计[j].中国农机化学报，2017)公开了一种荸荠收获机，通过链辊式分离装置和喷洒装置实现泥土于荸荠的分离，通过辊子分离装置在运输过程中的振动使泥土分离，分离效率效果有待进一步提高。在不伤荸荠的前提下，为提高荸荠泥土分离效果，本发明基于目前常用的键式逐稿器振动分离原理，设计一种双向振动分离装置，实现荸荠竖直振动分离与水平振动分离，提高分离率。
技术实现要素：
本发明的目的是针对荸荠分离的难点及上述技术的不足，提供一种既可做后抛运动又可左右筛动的用于荸荠联合收获机的双向振动分离装置。
为实现上述目的，本发明所设计的用于荸荠联合收获机的双向振动分离装置，包括机架、通过偏心轴铰接在所述机架中前部的前分离筛板、通过偏心轴铰接在所述机架中后部的后分离筛板、布置在所述后分离筛板后端下方的运输皮带及牙嵌式离合器，以及带轮传输装置；其中，同一侧的偏心轴通过第一链轮机构连接，位于所述第一链轮机构侧的所述机架侧板上设置有两个分别与前分离筛板和后分离筛板一一对应的复位弹簧；
所述带轮传输装置包括通过轴承安装在所述机架末端上的主动轮、通过轴承安装在所述机架上且位于主动轮前方的张紧轮、安装在所述主动轮轴一端的第一带轮、安装在所述主动轮轴另一端的第二链轮、通过链条与所述第二链轮相连的第三链轮及往复推杆，以及锥齿轮组和不完全齿轮组；其中，所述第三链轮、一半的所述牙嵌式离合器和锥齿轮组主动轮同轴安装在所述机架上，另一半的所述牙嵌式离合器安装在所述后分离筛板的偏心轴上，两半牙嵌式离合器同轴配合，锥齿轮组从动轮与不完全齿轮组主动轮同轴安装，不完全齿轮组从动轮与曲轴同轴安装在机架上，所述曲轴与所述往复推杆相连，且所述往复推杆的一端推柄穿过所述机架中部的滑道与所述前分离筛板的侧部相接触，所述往复推杆的另一端推柄穿过所述机架后部的滑道与所述后分离筛板的侧部相接触。
进一步地，所述锥齿轮组主动轮与所述锥齿轮组从动轮的传动比为2：1，所述不完全齿轮组主动轮上的齿数为完全齿数的一半，分为有齿半边圆和无齿半边圆，所述不完全齿轮组主动轮有齿半边圆的齿数等于所述不完全齿轮组从动轮的齿数。
进一步地，所述机架两侧上分别安装有用于对所述运输皮带上荸荠进行定向运输的导板，且两个导板倾斜布置形成前大后小的开口。
进一步地，所述前分离筛板通过第一前排偏心轴和第一后排偏心轴铰接在所述机架中前部，所述后分离筛板通过第二前排偏心轴和第二后排偏心轴铰接在所述机架中后部；其中，所述前分离筛板和所述后分离筛板均由前向后倾斜向上布置，同时所述后分离筛板位于所述前分离筛板后下方；同一侧的所述第一后排偏心轴和所述第二后排偏心轴通过第一链轮机构连接，并且位于所述第一链轮机构侧的所述机架侧板上设置有两个分别与所述前分离筛板和所述后分离筛板一一对应的复位弹簧。
进一步地，所述前分离筛板和所述后分离筛板均包括筛板架和若干根并排安装在所述筛板架上的纹杆，所述筛板架均通过四个偏心轴安装在机架上。
进一步地，所述前分离筛板的侧面还设置有侧边挡板。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明用于荸荠联合收获机的双向振动分离装置包括对荸荠的后抛运动与左右筛动，通过纹杆的梳刷作用与振动作用去除荸荠表面黏性较大的泥土，分离率达70～80％，通过撞击作用去除混合物中的石头和茎叶，分离率达到90％，分离彻底，工作可靠，对荸荠的损伤小；并在分离的同时将荸荠向后输送，以利于后对荸荠的进一步操作，可布置于荸荠联合采收装置中，增大荸荠与泥土的分离率和除净率，解放劳动力，降低人工成本。
附图说明
图1为本发明用于荸荠联合收获机的双向振动分离装置立体结构示意图；
图2为图1的俯视示意图；
图3为图1中分离筛板结构示意图；
图4为图1的运动原理示意图。
图中：机架1、前分离筛板2、后分离筛板3、第一前排偏心轴4、复位弹簧5、牙嵌式离合器6、第三链轮7、锥齿轮组主动轮8、锥齿轮组从动轮9、不完全齿轮组主动轮10、不完全齿轮组从动轮11、曲轴12、往复推杆13、第一链轮机构14、筛板架15、纹杆16、侧边挡板17、主动轮18、张紧轮19、运输皮带20、导板21、第一后排偏心轴22、第二后排偏心轴23、第一带轮24、第二链轮25、链条26、第二前排偏心轴27、侧板28、推柄29。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1及图2所示用于荸荠联合收获机的双向振动分离装置，包括机架1、通过第一前排偏心轴4和第一后排偏心轴22铰接在机架1中前部的前分离筛板2、通过第二前排偏心轴27和第二后排偏心轴23铰接在机架1中后部的后分离筛板3、布置在后分离筛板3后端下方的运输皮带20、两个通过螺钉分别安装在机架1两侧且用于对运输皮带20上荸荠进行定向运输的导板21(即一个导板21通过螺钉安装在机架1一侧，另一个导板21通过螺钉安装在机架1另一侧，且两个导板21倾斜布置形成前大后小的开口)、牙嵌式离合器6及带轮传输装置。其中，前分离筛板2和后分离筛板3均由前向后倾斜向上布置(即前分离筛板2和后分离筛板3的后端均高于前端)，同时后分离筛板3位于前分离筛板2后下方；同一侧的第一后排偏心轴22和第二后排偏心轴23通过第一链轮机构14连接，使得后分离筛板3的运动由第一链轮机构14传递给前分离筛板2，并且位于第一链轮机构14侧的机架1侧板28上设置有两个分别与前分离筛板2和后分离筛板3一一对应的复位弹簧5，即一个复位弹簧5与前分离筛板2侧部对应，另一个复位弹簧5与后分离筛板3侧部对应。
另外，本实施例中，如图3所示，前分离筛板2和后分离筛板4均包括筛板架15和若干根并排安装在筛板架15上的纹杆16，筛板架15均通过四个偏心轴安装在机架上，即前分离筛板2的筛板架15通过两个第一前排偏心轴4和两个第一后排偏心轴22铰接在机架1中前部，后分离筛板3的筛板架15通过两个第二前排偏心轴4和两个第二后排偏心轴23铰接在机架1中后部。前分离筛板2的侧面还设置有侧边挡板17，振动时防止荸荠掉出。
带轮传输装置包括横向穿过机架1末端且通过轴承安装在机架上的主动轮18、通过轴承横向安装在机架1上且位于主动轮18前方的张紧轮19、安装在主动轮18轴一端的第一带轮24(发动机的动力由第一带轮24传入整个双向振动分离装置)、安装在主动轮18轴另一端的第二链轮25、通过链条26与第二链轮25相连的第三链轮7及往复推杆13，以及锥齿轮组和不完全齿轮组；其中，第三链轮7、一半的牙嵌式离合器6和锥齿轮组主动轮8同轴安装在机架1上，另一半的牙嵌式离合器6安装在后分离筛板3的第二后排偏心轴23上，且一半的牙嵌式离合器6与另一半的牙嵌式离合器6同轴对应。锥齿轮组从动轮9与不完全齿轮组主动轮10同轴安装，不完全齿轮组从动轮11与曲轴12同轴安装在机架1上，曲轴12与往复推杆13相连，且往复推杆13的一端推柄29穿过机架1中部的滑道与前分离筛板2的侧部相接触，往复推杆13的另一端推柄29穿过机架1后部的滑道与后分离筛板3的侧部相接触；同时，锥齿轮组主动轮8与锥齿轮组从动轮9啮合，不完全齿轮组主动轮10与不完全齿轮组从动轮11啮合。锥齿轮组主动轮8与锥齿轮组从动轮9的传动比为2：1，不完全齿轮组主动轮10上的齿数为完全齿数的一半，分为有齿半边圆和无齿半边圆，不完全齿轮组主动轮10有齿半边圆的齿数等于不完全齿轮组从动轮11的齿数。
当然，前分离筛板2和后分离筛板3也可以做成一个整体分离筛板，整体分离筛板通过两个前排偏心轴和两个后排偏心轴倾斜(按机架的布置方向，整体分离筛板的前端低于整体分离筛板的后端)铰接在机架1上，其中位于第一链轮机构14侧的机架1侧板上设置有至少一个与整体分离筛板对应的复位弹簧5，往复推杆13可以一端推柄29、也可以两端推柄29穿过机架1的滑道与整体分离筛板的侧部相接触。也可以采用多个小的分离筛板，如同上述的安装方法安装在机架上，再次不再赘述。
结合图4所示本发明用于荸荠联合收获机的双向振动分离装置的工作过程如下：
工作中，动力通过第一带轮24输入双向振动分离装置，带动主动轮18转动，主动轮18驱动带轮传输装置工作，第二链轮25将动力传入前分离筛板2和后分离筛板3，在双向振动分离装置中，前分离筛板2和后分离筛板3均做后抛运动与左右筛动的间歇运动。当前分离筛板2和后分离筛板3进行左右筛动时，在起始位置，往复推杆13处于起点，牙嵌式离合器6处于结合状态，当锥齿轮组主动轮8转动一周时，锥齿轮组从动轮9和不完全齿轮组主动轮10转动半周，此时不完全齿轮组主动轮10有齿半边圆与不完全齿轮组从动轮11啮合，不完全齿轮组从动轮11转动一周，带动曲轴12转动一周，曲轴12带动往复推杆13通过机架1的滑道往复运动一个来回，当往复推杆13进程时，推动前分离筛板2和后分离筛板3向里运动，前分离筛板2和后分离筛板3压缩复位弹簧5，当往复推杆13回程时，在复位弹簧5的作用下，前分离筛板2和后分离筛板3复位，在往复推杆13往复运动的过程中，牙嵌式离合器6处于从结合到分离、分离再到结合的运动过程，不传递动力；当前分离筛板2和后分离筛板3进行后抛运动时，锥齿轮组主动轮8转动一周，锥齿轮组从动轮9和不完全齿轮组主动轮10转动半周，不完全齿轮组主动轮10的无齿半边圆接触不完全齿轮组从动轮11锁止弧，不完全齿轮组从动轮11处于锁止状态，往复推杆13在起点静止不动，牙嵌式离合器6处于结合状态，第三链轮7的动力通过牙嵌式离合器6传入后分离筛板3的第二后排偏心轴23，并通过第一链轮机构14传递给前分离筛板2，前分离筛板2和后分离筛板3在偏心轴的作用下做后抛运动。
本发明用于荸荠联合收获机的双向振动分离装置包括对荸荠的后抛运动与左右筛动，通过挖掘铲进入双向振动分离装置中的土垡中包括泥土和荸荠的混合物、石头和茎叶等，荸荠在分离筛板上做后抛运动时，分离筛板上的纹杆可增大荸荠与分离筛板之间的摩擦力对荸荠产生梳刷作用与撞击作用，荸荠在分离筛板上做左右筛动时，分离筛板对荸荠产生振动作用。通过纹杆的梳刷作用与振动作用去除荸荠表面黏性较大的泥土，分离率达70～80％，通过撞击作用去除混合物中的石头和茎叶，分离率达到90％，与普通分离装置相比，本发明的双向振动分离装置由两种分离运动相结合，分离彻底，工作可靠，对荸荠的损伤小，在分离的同时将荸荠向后输送，以利于后对荸荠的进一步操作，可布置于荸荠联合采收装置中，增大荸荠与泥土的分离率和除净率，解放劳动力，降低人工成本。