异步耦合剪切式青饲秸秆切割装置的制作方法

本发明涉及一种农用机械，特别涉及一种异步耦合剪切式青饲秸秆切割装置。

背景技术：

切割是青饲秸秆机械化收获的第一道工艺，直接影响根茬高度、切割功耗及切割效率，间接影响青饲秸秆的喂入量、粉碎质量等。切割装置通常配置在青饲秸秆收获机械的前方，对高含水率秸秆进行切割，便于青饲秸秆进入后续装置完成粉碎等工艺。青饲秸秆切割装置的结构主要分为两种，一种由往复刀组成，每个刀片固定在链条上，通过链条的水平圆周运动，带动刀片实现水平方向的圆周往复运动，利用刀片的高速旋转线速度，对秸秆施加冲击碰撞，迫使秸秆脆性断裂完成切割作业；另一种由滚刀组成，利用分布在滚筒上的滚刀对秸秆施加挤压作用，通过秸秆通过拉伸断裂完成切割作业。然而，由于青饲秸秆的含水率普遍较高，秸秆呈现出较显著的弹塑性力学特性，拉伸断裂强度远远高于剪切断裂强度；往复刀切割原理易造成秸秆非完全断裂，导致大量秸秆倒伏在田间，产生较高的切割损失率；滚刀切割原理使秸秆发生拉伸断裂，显著增加切割功耗，并且易造成秸秆堵塞和缠绕，降低切割作业的可靠性。由此可见，现有青饲秸秆切割装置主要利用冲击和拉伸两种断裂原理，倒伏、缠绕、堵塞等问题严重困扰青饲秸秆收获质量、效率和功耗。

综观上述青饲秸秆切割装置的技术和性能现状，急需一种秸秆断裂速度快、缠绕和堵塞少、切割损失和功耗低、作业可靠性高的青饲秸秆切割装置。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够克服上述缺陷、利用剪切断裂原理实现高含水率秸秆高效低耗切割、秸秆缠绕及堵塞少、连续无故障作业时间长的青饲秸秆切割装置。

本发明包括有右切割机构、机架、第一皮带、第四皮带和左切割机构，右切割机构固定在机架的右侧，左切割机构固定在机架的左侧，第一皮带固定在第二带轮和第四带轮上，第四皮带固定在第三带轮和第一带轮上；左切割机构包括有第二带轮、第二皮带、第三皮带和第三带轮，第二带轮固定在左切割机构的下部，第三带轮固定在左切割机构的上部，第二皮带固定在第二带轮的上部，第三皮带固定在第三带轮的上部；右切割机构包括有第一带轮、轴承座、第一螺栓、第四带轮、第一轴承、第一刀座、上剪切刀、下剪切刀、第二刀座、紧定螺钉、耐磨隔套、第三刀座、压盖、第四刀座、双头螺柱、第二轴承、刀轴、挡圈、盖形螺母和平键，第一带轮通过平键固定在刀轴的上端，第一带轮为下剪切刀提供转动扭矩，挡圈通过盖形螺母固定在第一带轮的外侧，轴承座通过第一螺栓固定在机架上，刀轴通过第二轴承相对于机架转动，第四带轮通过双头螺柱与第一刀座和第四刀座连接，第四带轮通过第一轴承相对于刀轴转动，上剪切刀固定在第一刀座和第四刀座之间，上剪切刀通过第四带轮相对于刀轴转动，耐磨隔套固定在第一刀座、第四刀座、上剪切刀与刀轴之间，下剪切刀固定在第二刀座和第三刀座之间，下剪切刀通过刀轴相对于机架转动，压盖通过紧定螺钉固定在刀轴上，压盖约束第二刀座、第三刀座和下剪切刀在刀轴上的轴向运动；刀轴的下端开设花键，第二刀座和第三刀座的内圈开设花键槽，花键约束第二刀座和第三刀座在刀轴上的径向运动，第二刀座和第三刀座的中圈开设限位孔，下剪切刀尾部两侧的梯形凸台分别插入第二刀座和第三刀座的限位孔中；下剪切刀包括有刀头、斜梁和尾座，刀头的前端开设斜刀刃，刀头的内圈开设弧形刀刃，尾座的两侧开设梯形凸台。

所述的上剪切刀通过第四带轮相对于刀轴做高速旋转运动，下剪切刀通过第一带轮与刀轴一起做低速旋转运动，上剪切刀和下剪切刀的旋转方向相反。

本发明的工作过程：上剪切刀和下剪切刀反向差速运动，当两剪切刀的弧形刀刃同心时，对青饲秸秆形成剪切运动副，随着两剪切刀反向运动的进行，青饲秸秆被剪断；当两剪切刀的弧形刀刃不同心时，两剪切刀分别与相邻的剪切刀形成新的包裹运动趋势，此时青饲秸秆被推向新的剪切运动副，并完成剪切作业。

本发明的工作原理：第二皮带和第三皮带带动第三带轮和第二带轮转动，第三带轮带动刀轴转动，刀轴带动下剪切刀转动，第二带轮带动上剪切刀转动，上剪切刀和下剪切刀的速度不同、转动方向不同，从而构成异步耦合式剪切运动副，实现对青饲秸秆的快速切割。上剪切刀和下剪切刀上的斜刀刃同时对青饲秸秆的径向外部切割，弧形刀刃同时对青饲秸秆的径向内部切割，提高粉碎质量。上剪切刀和下剪切刀始终差速转动，从而形成合力矩，防止青饲秸秆的堵塞和缠绕。

本发明的有益效果：

1、上剪切刀和下剪切刀异向差速运动，形成动态耦合式剪切运动副，高含水率的青饲秸秆收到剪切作用而断裂，能够显著降低切割功耗和倒伏率。

2、上剪切刀和下剪切刀反向运动形成的剪切间隙动态变化，提高了剪切装置对不同直径的青饲秸秆的切割作业适应性。

3、上剪切刀和下剪切刀通过相对运动不断形成新的耦合式剪切运动副，促使与其接触的青饲秸秆快速切断，显著降低了秸秆缠绕和堵塞。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图2是本发明实施例的右切割机构的结构示意图。

图3是图2中的a处局部立体放大视图。

图4是本发明实施例的下剪切刀的结构示意图。

其中：1—第一带轮；2—轴承座；3—第一螺栓；4—右切割机构；5—上剪切刀；6—机架；7—第一皮带；8—第二带轮；9—左切割机构；10—第二皮带；11—第三皮带；12—第三带轮；13—第四皮带；14—盖形螺母；15—第四带轮；16—第一轴承；17—第一刀座；18—下剪切刀；19—第二刀座；20—紧定螺钉；21—耐磨隔套；22—第三刀座；23—压盖；24—第四刀座；25—双头螺柱；26—第二轴承；27—刀轴；28—挡圈；29—平键；30—花键；31—花键槽；32—限位孔；33—斜刀刃；34—弧形刀刃；35—刀头；36—斜梁；37—尾座；38—梯形凸台。

具体实施方式

请参阅图1、图2、图3和图4所示，本发明包括有右切割机构4、机架6、第一皮带7、第四皮带13和左切割机构9，右切割机构4固定在机架6的右侧，左切割机构9固定在机架6的左侧，第一皮带7固定在第二带轮8和第四带轮15上，第四皮带13固定在第三带轮12和第一带轮1上；左切割机构9包括有第二带轮8、第二皮带10、第三皮带11和第三带轮12，第二带轮8固定在左切割机构9的下部，第三带轮12固定在左切割机构9的上部，第二皮带10固定在第二带轮8的上部，第三皮带11固定在第三带轮12的上部；右切割机构4包括有第一带轮1、轴承座2、第一螺栓3、第四带轮15、第一轴承16、第一刀座17、上剪切刀5、下剪切刀18、第二刀座19、紧定螺钉20、耐磨隔套21、第三刀座22、压盖23、第四刀座24、双头螺柱25、第二轴承26、刀轴27、挡圈28、盖形螺母14和平键29，第一带轮1通过平键29固定在刀轴27的上端，第一带轮1为下剪切刀18提供转动扭矩，挡圈28通过盖形螺母14固定在第一带轮1的外侧，轴承座2通过第一螺栓3固定在机架6上，刀轴27通过第二轴承26相对于机架6转动，第四带轮15通过双头螺柱25与第一刀座17和第四刀座24连接，第四带轮15通过第一轴承16相对于刀轴27转动，上剪切刀5固定在第一刀座17和第四刀座24之间，上剪切刀5通过第四带轮15相对于刀轴27转动，耐磨隔套21固定在第一刀座17、第四刀座24、上剪切刀5与刀轴27之间，下剪切刀18固定在第二刀座19和第三刀座22之间，下剪切刀18通过刀轴27相对于机架6转动，压盖23通过紧定螺钉20固定在刀轴27上，压盖23约束第二刀座19、第三刀座22和下剪切刀18在刀轴27上的轴向运动；刀轴27的下端开设花键30，第二刀座19和第三刀座22的内圈开设花键槽31，花键30约束第二刀座19和第三刀座22在刀轴27上的径向运动，第二刀座19和第三刀座22的中圈开设限位孔32，下剪切刀18尾部两侧的梯形凸台38分别插入第二刀座19和第三刀座22的限位孔32中；下剪切刀18包括有刀头35、斜梁36和尾座37，刀头35的前端开设斜刀刃33，刀头35的内圈开设弧形刀刃34，尾座37的两侧开设梯形凸台38。

所述的上剪切刀5通过第四带轮15相对于刀轴27做高速旋转运动，下剪切刀18通过第一带轮1与刀轴27一起做低速旋转运动，上剪切刀5和下剪切刀18的旋转方向相反。