一种基于有支撑切割的甘蔗防破头切割装置的制作方法

本实用新型属于属农业机械技术领域，特别涉及一种基于有支撑切割的甘蔗防破头切割装置。

背景技术：

我国是世界甘蔗生产大国，也是全球第二大糖消费国，甘蔗是重要的经济作物。在我国，中央一号文件“强调发展糖料生产”，但甘蔗全程机械化是发展我国糖料生产的重要瓶颈。在甘蔗生产的全程机械化过程中，其收获是最重要的环节，但目前我国的甘蔗收获还主要靠人工来完成。其主要原因是我国甘蔗机械化收获所造成的宿根破头率高(根茬劈裂、撕裂等切割质量问题)和拔根严重等问题严重影响了第二年的产量并加重了病虫害的危害。

甘蔗收获技术一直是限制我国甘蔗生产全程机械化的关键技术。切割器又是甘蔗收割机的关键部件，切割器切割性能的好坏严重影响甘蔗切割质量、来年发芽率，影响收割机的性能及其推广应用。因此，开发一种高效、破头率低、和避免拔根现象的切割器具有很重要的现实意义。目前，国内外甘蔗收割机大都采用传统的甘蔗圆盘切割器，尽管科研工作者们对其做了很多的理论研究和试验研究，不断对其运动、结构参数进行优化，但是在实际工作中仍存在切割甘蔗破头率高、切割损失较大、拔根严重等问题。究其主要原因是现有甘蔗圆盘切割器大都是基于无支撑切割理论，依靠甘蔗的惯性来实现切割。切割过程中，甘蔗发生很大的弯曲和拉伸变形，从而造成了根茬的劈裂、撕裂、和拔根现象。而变无支撑切割为有支撑切割能增加茎秆在切割过程中的抗弯能力，减少弯曲和拉伸，从而提高切割效率和质量。因而基于有支撑切割的甘蔗切割装置将会对降低甘蔗宿根破头率、促进机械化收获、和推动甘蔗生产全程机械化起着重要的推动作用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于有支撑切割的甘蔗防破头切割装置，其在切割过程中，使甘蔗获得一定的抗弯能力，减少弯曲和拉伸，有利于提高切割效率和降低甘蔗破头率；切割所需速度低，功率小；通过螺栓孔和弧槽配合实现矩形刀片切割角的调节，结构简单，便于实现；矩形刀片设计满足有支撑切割两刀片间隙控制的要求，同时一端磨损后使用另一端后也能切割，有效利用了材料。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于有支撑切割的甘蔗防破头切割装置，其包括液压马达1、刀轴2、连接圆筒12、上刀盘5、下刀盘8和刀片6；

刀轴2置于连接圆筒12内，液压马达1安装于连接圆筒12顶部，液压马达1与刀轴2连接；

刀轴2上设有刀轴锥齿轮3，连接圆筒12内部设有圆孔22，齿轮轴11与轴承10配合并置于所述圆孔22中，与连接圆筒12形成旋转副，齿轮轴11上的齿轮轴锥齿轮与刀轴2的刀轴锥齿轮3啮合形成齿轮副；

下刀盘8固定连接在刀轴2下端，推力轴承9内圈与下刀盘8过盈配合，推力轴承9外圈与上刀盘5过盈配合；

上刀盘5包括上圆筒17和上圆盘18，上圆筒17和上圆盘18固接，上圆筒17顶部设置有上刀盘锥齿轮16，上刀盘5的外缘沿径向设有两组上刀盘螺栓孔13和上刀盘弧槽15；

下刀盘8包括下圆筒20和下圆盘19，下圆筒20和下圆盘19固接，下刀盘8的外缘沿径向设有两组下刀盘螺栓孔26和下刀盘弧槽27；

刀片6包括上刀片61和下刀片62，上刀片61上开有多个上刀片螺栓孔24，上刀片61上的相邻两个上刀片螺栓孔24和上刀盘5的上刀盘螺栓孔13、上刀盘弧槽15通过螺栓固定连接；下刀片62上开有多个下刀片螺栓孔28，下刀片62上的相邻两个下刀片螺栓孔28和下刀盘8的下刀盘螺栓孔26、下刀盘弧槽27通过螺栓固定连接；

上刀盘5的上刀盘锥齿轮16和齿轮轴11的齿轮轴锥齿轮啮合形成齿轮副。

还包括连接圆筒横板21，其与连接圆筒12固接，连接圆筒横板21上对称分布有两个横板连接孔23。

液压马达1的输出轴轴线、刀轴2的轴线、连接圆筒12的中心线、上刀盘5、下刀盘8的回转中心线重合。

连接圆筒12的中心线与其内部的圆孔22的中心线垂直相交。

刀轴2上的刀轴锥齿轮3和上刀盘5的上刀盘锥齿轮16齿数、模数相同。

上刀盘5上的上刀片61和下刀盘8上的下刀片62之间间距为X，0＜X≤0.5mm。

上刀盘弧槽15的圆心和与其对应的上刀盘螺栓孔13的圆心重合，且上刀盘弧槽15中心弧线半径等于上刀片61相邻两个上刀片螺栓孔24之间的距离；下刀盘弧槽27的圆心和与其对应的下刀盘螺栓孔26的圆心重合，且下刀盘弧槽27中心弧线半径等于下刀片62相邻两个下刀片螺栓孔28之间的距离；上刀片61上相邻螺栓孔24之间的距离与下刀片62上相邻螺栓孔28之间的距离相等。

刀片6为矩形刀片。

本实用新型的有益效果在于：

(1)切割装置工作时上刀盘、下刀盘做转速相同方向相反的同轴反转运动，割刀从左右两侧切割甘蔗，实现甘蔗的有支撑切割，使甘蔗获得一定的抗弯能力，减少弯曲和拉伸，有利于提高切割效率和降低甘蔗破头率；

(2)与无支撑切割相比，该切割装置切割所需速度低，功率小；

(3)本装置通过螺栓孔和弧槽配合实现矩形刀片切割角的调节，结构简单，便于实现；

(4)矩形刀片设计满足有支撑切割两刀片间隙控制的要求，同时一端磨损后使用另一端后也能切割，有效利用了材料。

本实用新型应用于甘蔗收割机上，有利于降低破头率、避免发生拔根现象、和甘蔗收割机的推广应用。

附图说明

图1为本实用新型基于有支撑切割的甘蔗防破头切割装置立体结构示意图；

图2为本实用新型基于有支撑切割的甘蔗防破头切割装置分解主视图；

图3为本实用新型上刀盘5的俯视图；

图4为本实用新型上刀盘5的示意图及局部剖视图；

图5为本实用新型下刀盘8的俯视图；

图6为本实用新型下刀盘8的示意图及局部剖视图；

图7为本实用新型连接圆筒12的局部剖视图；

图8a为本实用新型上刀片61的结构示意图；

图8b为本实用新型上刀片61上的上刀片螺栓孔24的结构示意图；

图9a为本实用新型下刀片62的结构示意图；

图9b为本实用新型下刀片62上的下刀片螺栓孔28的结构示意图。

附图标记：

1液压马达 2刀轴 3刀轴锥齿轮

4螺母 5上刀盘 6刀片

61上刀片 62下刀片 8下刀盘

9推力轴承 10轴承 11齿轮轴

12连接圆筒 13上刀盘螺栓孔 14上刀盘螺栓

15上刀盘弧槽 16上刀盘锥齿轮 17上圆筒

18上圆盘 19下圆盘 20下圆筒

21连接圆筒横板 22圆孔 23横板连接孔

24上刀片螺栓孔 25下刀盘螺栓 26下刀盘螺栓孔

27下刀盘弧槽 28 下刀片螺栓孔

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型的具体结构和工作过程进行描述。

如图1、图2所示，基于有支撑切割的甘蔗防破头切割装置，包括液压马达1、刀轴2、连接圆筒12、上刀盘5、下刀盘8、刀片6和连接圆筒横板21。

刀轴2置于连接圆筒12内，液压马达1安装于连接圆筒12顶部，液压马达1与刀轴2连接，连接圆筒横板21与连接圆筒12固接。

如图2、图7所示，刀轴2上设有刀轴锥齿轮3，连接圆筒12内部设有圆孔22，齿轮轴11与轴承10配合并置于所述圆孔22中，与连接圆筒12形成旋转副。齿轮轴11上的齿轮轴锥齿轮与刀轴2的刀轴锥齿轮3啮合形成齿轮副。刀轴2的顺时针转动(从顶部观察)带动齿轮轴11逆时针转动(从左侧观察)。下刀盘8通过螺母4固定连接在刀轴2下端，推力轴承9内圈与下刀盘8过盈配合，推力轴承9外圈与上刀盘5过盈配合。

如图3、图4所示，上刀盘5包括上圆筒17和上圆盘18，上圆筒17和上圆盘18通过上刀盘螺栓14连接，上圆筒17顶部设置有上刀盘锥齿轮16，上刀盘5的外缘沿径向设有两组上刀盘螺栓孔13和上刀盘弧槽15。

如图5、图6所示，下刀盘8包括下圆筒20和下圆盘19，下圆筒20和下圆盘19通过下刀盘螺栓25连接，下刀盘8的外缘沿径向设有两组下刀盘螺栓孔26和下刀盘弧槽27。

如图8a、图8b、图9a、图9b所示，刀片6包括上刀片61和下刀片62，上刀片61上开有多个上刀片螺栓孔24，上刀片61上的相邻两个上刀片螺栓孔24和上刀盘5的上刀盘螺栓孔13、上刀盘弧槽15通过螺栓固定连接。同样地，下刀片62上开有多个下刀片螺栓孔28，下刀片62上的相邻两个下刀片螺栓孔28和下刀盘8的下刀盘螺栓孔26、下刀盘弧槽27通过螺栓固定连接。

刀片6优选为矩形刀片。

上刀盘5的上刀盘锥齿轮16和齿轮轴11的齿轮轴锥齿轮啮合形成齿轮副，齿轮轴11的逆时针转动带动上刀盘5逆时针转动(从顶部观察)。

连接圆筒横板21上对称分布有两个横板连接孔23，可通过螺栓与机架连接并可随机架实现切割装置的高度调节和角度调节。

液压马达1输出轴轴线、刀轴2轴线、连接圆筒12中心线、上刀盘5、下刀盘8回转中心线重合，连接圆筒12中心线与其内部的圆孔22中心线垂直相交。刀轴2上的刀轴锥齿轮3和上刀盘5的上刀盘锥齿轮16齿数、模数相同。上刀盘5上的上刀片61和下刀盘8上的下刀片62之间间距为X，0＜X≤0.5mm。上刀盘弧槽15的圆心和与其对应的上刀盘螺栓孔13的圆心重合，且上刀盘弧槽15中心弧线半径等于上刀片61相邻两个上刀片螺栓孔24之间的距离。下刀盘弧槽27的圆心和与其对应的下刀盘螺栓孔26的圆心重合，且下刀盘弧槽27中心弧线半径等于下刀片62相邻两个下刀片螺栓孔28之间的距离。上刀片61上相邻上刀片螺栓孔24之间的距离与下刀片62上相邻下刀片螺栓孔28之间的距离相等。

本实用新型基于有支撑切割的甘蔗防破头切割装置作业时，基于有支撑切割的甘蔗防破头切割装置随机架实现高度和角度调节，液压马达1带动刀轴2旋转运动，同时带动固定在刀轴2下端的下刀盘8旋转。刀轴2的刀轴锥齿轮3和齿轮轴11啮合、齿轮轴11和上刀盘5的上刀盘锥齿轮16啮合，实现上刀盘5相对下刀盘8转速相同方向相反的同轴反转，使上刀片61、下刀片62从左右两侧切割甘蔗，两刀片彼此之间为切割甘蔗提供支撑，从而实现甘蔗茎秆的有支撑切割；通过调节螺栓在弧槽的位置，调节刀片切割甘蔗的切割角，满足相应的工作要求；矩形刀片工作端磨损后，可更换另一端进行切割。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排出在本实用新型的保护范围之外。