一种粉碎揉丝螺旋压缩密化秸秆还田机的制作方法

本发明涉及农业工程领域，更具体的是，本发明涉及一种粉碎揉丝螺旋压缩密化秸秆还田机。

背景技术：

现存的秸秆还田机对秸秆还田主要是将秸秆粉碎后铺设于地表，或浅埋于地表，这种模式会导致土壤表面大空隙过多，给后续的播种作业造成通过性差，种子无法与土壤良好接触等问题。而且分布于土壤表面的秸秆腐化后，有机质主要存在于土壤表面，对于整个土层土壤的有机质含量作用不明显。因此，本发明在现存秸秆还田机的基础上，通过揉丝、密化等装置，将碎秸秆进一步细碎化，并进行土壤深层掩埋，以提高秸秆的腐化速度，并且进一步改善深层土壤的有机质分布。

技术实现要素：

本发明的一个目的是设计开发了一种粉碎揉丝螺旋压缩密化秸秆还田机，以秸秆还田机为基础，通过揉丝装置，将秸秆还田机切碎的秸秆段进一步揉搓处理，使其更加细碎化。

本发明的另一个目的是设计开发了一种粉碎揉丝螺旋压缩密化秸秆还田机，以秸秆还田机为基础，通过螺旋压缩装置，使细碎化的丝絮状秸秆物流密度增大，并且在后方深松铲深松的过程中同时将秸秆埋入犁底层，以实现秸秆的深埋还田，促进秸秆的腐化。

本发明提供的技术方案为：

一种粉碎揉丝螺旋压缩密化秸秆还田机，包括：

壳体；以及

捡拾切碎装置，其安装在所述壳体上；

螺旋输送装置，其设置在所述捡拾切碎装置后方的所述壳体上；

揉丝箱体，其设置在所述壳体上方，且与所述螺旋输送装置连通，在所述揉丝箱体下部轴向两侧对称设置有滑槽；

一对摇臂，其分别设置在所述滑槽处，且一端与所述揉丝箱体铰接；

主动揉丝辊，其轴向设置在所述揉丝箱体内，且两端穿出所述滑槽并与所述摇臂的中部可旋转连接，所述主动揉丝辊外部周向设置有凸棱；

一对张紧杆，其设置在所述揉丝箱体轴向两侧，且沿所述揉丝箱体径向设置，其一端与对应所述摇臂的另一端铰接；

一对固定块，其分别垂直设置在靠近所述滑槽的揉丝箱体上，所述张紧杆另一端可滑动穿过对应所述固定块；

一对紧固螺母，其分别固定设置在对应所述张紧杆另一端；

一对张紧弹簧，其分别空套在对应所述紧固螺母和固定块之间的张紧杆上，用于张紧所述主动揉丝辊；

从动揉丝辊，其轴向设置在所述揉丝箱体内，与所述主动揉丝辊间隙设置，且两端可旋转设置在所述揉丝箱体上，所述从动揉丝辊外部周向设置有凸棱；

其中，所述张紧弹簧始终处于压缩状态，所述主动揉丝辊和所述从动揉丝辊相向运动；

螺旋压缩装置，其设置在所述揉丝箱体正下方的壳体上，且与所述揉丝箱体连通，所述螺旋压缩装置末端设置有出料管；

深松深埋装置，其铰接设置在所述壳体后方，且与所述螺旋压缩装置的出料管连接，用于深埋物料；

第一驱动机构，其固定设置在所述壳体上，且与所述捡拾切碎装置、螺旋输送装置和螺旋压缩装置连接，用于同时驱动所述捡拾切碎装置、螺旋输送装置和螺旋压缩装置工作；

第二驱动机构，其固定设置在所述揉丝箱体上，且与所述主动揉丝辊连接，用于驱动所述主动揉丝辊和从动揉丝辊同时工作；

其中，秸秆经所述捡拾切碎装置切碎后，依次经过所述螺旋输送装置、所述揉丝箱体和螺旋压缩装置，并通过深松深埋装置深埋。

优选的是，所述螺旋压缩装置包括：

导流锥箱，其上部大开口与所述揉丝箱体密闭联通；

压缩腔上盖；

压缩箱下底，其与所述压缩腔上盖相互扣合，且与所述压缩腔上盖围成多个锥形压缩腔；

其中，所述导流锥箱的下部小开口与所述压缩腔上盖连接，并与所述锥形压缩腔连通；

多个螺旋压缩轴，其一一对应设置在所述锥形压缩腔内，且靠近第一驱动机构一端穿出所述锥形压缩腔前端，所述螺旋压缩轴上均匀设置有螺旋叶片；

多个出料管，其一一对应设置在所述锥形压缩腔的末端；

其中，相邻两个螺旋压缩轴的旋转方向相反。

优选的是，所述捡拾切碎装置包括：

甩刀轴，其两端分别可旋转地支撑在所述两个侧板上；

多个甩刀座，其均匀设置在所述甩刀轴的外圆周面上；

多个甩刀，其分别铰接在所述多个甩刀座上；

多个定刀，其分别固定安装在所述壳体上，并且所述定刀的刃口朝向所述甩刀轴设置。

优选的是，所述螺旋输送装置包括：

螺旋绞龙轴，其平行间隔设置在所述甩刀轴后方并与所述甩刀轴同步运动，其周向均匀设置有螺旋输送叶片；

抛扬风机壳体，其下部套设在位于所述螺旋输送叶片输送方向的螺旋绞龙轴一端并具有开口；

导流管，其下部与所述抛扬风机壳体密闭联通，上部与所述揉丝箱体密闭连通；

抛扬轮毂叶片，其设置在位于所述抛扬风机壳体内的下部开口侧，且套设在所述螺旋绞龙轴上，用于向所述揉丝箱体输送物料。

优选的是，所述深松深埋装置包括：

深松铲架，其通过三点悬挂装置铰接设置在所述壳体后方；

多个深松铲，其沿所述深松铲架轴向等间距固定设置在所述深松铲架的前横梁上，所述出料管的出口正对所述深松铲后方；

一对调节板，其对称设置在所述深松铲架轴向两侧，且一端与所述深松铲架的后横梁固定连接，另一端为扇形；

多个第一调节孔，其沿所述扇形弧度方向均匀设置；

一对调节杆，其对称设置在所述深松铲架轴向两侧，且一端与所述调节板一端固定连接，另一端设置有第二调节孔；

镇压器轴，其上可旋转套设有镇压器，且两端分别与对应所述调节杆的另一端固定连接；

销轴，其插入对应所述第一调节孔和第二调节孔内，用于调节镇压器的高度。

优选的是，所述第一驱动机构包括：

过渡轮支架，其固定设置在位于所述锥形压缩腔和所述第一驱动机构之间的所述壳体上，且轴向均匀设置有通孔，所述螺旋压缩轴穿出所述锥形压缩腔的一端可旋转穿过对应所述通孔；

多个从动链轮，其一一对应套设在穿出所述锥形压缩腔前端的所述螺旋压缩轴一端；

主动链轮，其与所述第一驱动机构的纵向输出轴固定连接；

链条，其依次缠绕所述主动链轮和所述从动链轮，且相邻所述从动链轮位于所述链条两侧，用于驱动所述主动链轮和所述从动链轮同步转动，且相邻从轮链轮相反转动。

优选的是，所述第一驱动机构还包括：

横轴，其一端与所述第一驱动机构的横向输出端固定连接；

动力输入带轮，其固定套设在所述横轴另一端；

捡拾切碎轴动力输入带轮，其固定套设在位于所述动力输入带轮同侧的所述甩刀轴一端；

第一皮带，其缠绕所述动力输入带轮和所述捡拾切碎轴动力输入带轮，用于驱动所述横轴和所述甩刀轴同步转动；

捡拾切碎轴动力输出带轮，其固定套设在所述甩刀轴另一端；

绞龙风机轴带轮，其固定套设在位于所述动力输出带轮同侧的所述绞龙风机轴一端；

第二皮带，其缠绕所述捡拾切碎轴动力输出带轮和所述绞龙风机轴带轮，用于驱动所述甩刀轴和所述绞龙风机轴同步转动；

张紧装置，其设置在位于所述捡拾切碎轴动力输出带轮和绞龙风机轴带轮之间的第二皮带上，用于张紧所述第二皮带。

优选的是，所述第二驱动机构包括：

液压马达带轮，其设置在所述第二驱动机构的输出端；

主动辊带轮，其固定套设在位于所述液压马达带轮同侧的主动揉丝辊一端；

从动辊带轮,其固定套设在位于所述液压马达带轮同侧的从动揉丝辊一端；

第三皮带，其依次缠绕所述液压马达带轮、主动辊带轮和从动辊带轮，且所述主动辊带轮和从动辊带轮位于所述第三皮带两侧，用于驱动所述主动揉丝辊和所述从动揉丝辊同步相向运动。

优选的是，所述壳体包括两个侧板和多个横梁；

其中，所述两个侧板间隔对称设置，所述多个横梁的两端分别与所述两个侧板固定连接，所述壳体通过三点悬挂装置悬挂于拖拉机后方。

一种粉碎揉丝螺旋压缩密化秸秆还田机，包括：

壳体；以及

捡拾切碎装置，其安装在所述壳体上；

螺旋输送装置，其设置在所述捡拾切碎装置后方的所述壳体上，用于输送所述捡拾切碎装置切碎的物料；

揉丝细化装置，其设置在所述壳体上方，且与所述螺旋输送装置连通；

导流锥箱，其上部大开口与所述揉丝细化装置密闭联通；

相互扣合的压缩腔上盖和压缩箱下底，其围成多个锥形压缩腔，所述导流锥箱的下部小开口与所述压缩腔上盖连接，并与所述锥形压缩腔连通；

多个螺旋压缩轴，其一一对应设置在所述锥形压缩腔内，且靠近第一驱动机构一端穿出所述锥形压缩腔前端，所述螺旋压缩轴上均匀设置有螺旋叶片；

多个出料管，其一一对应设置在所述锥形压缩腔末端，用于出料；

其中，相邻两个螺旋压缩轴的旋转方向相反；

深松深埋装置，其铰接设置在所述壳体后方，且与所述出料管连接，用于深埋物料；

第一驱动机构，其固定设置在所述壳体上，且与所述捡拾切碎装置、螺旋输送装置和螺旋压缩轴连接，用于同时驱动所述捡拾切碎装置、螺旋输送装置和螺旋压缩轴工作；

第二驱动机构，其固定设置在所述揉丝细化装置上，且与所述揉丝细化装置连接，用于驱动所述揉丝细化装置工作；

其中，秸秆经所述捡拾切碎装置切碎后，依次经过所述螺旋输送装置、所述揉丝细化装置和所述锥形压缩腔，并通过深松深埋装置深埋。

本发明所述的有益效果：

(1)本发明提供的粉碎揉丝螺旋压缩密化秸秆还田机，以秸秆还田机为基础，通过破碎、揉丝、压缩、密化流程，将秸秆还田机切碎的秸秆段进一步揉搓处理，使其更加细碎化，然后通过粉碎揉丝螺旋压缩，使细碎化的丝絮状秸秆物流密度增大，并且在后方深松铲深松的过程中同时将秸秆埋入犁底层，以实现秸秆的深埋还田，促进秸秆的腐化。

(2)秸秆粉碎揉丝破坏了玉米秸秆表面的硬质茎节，使秸秆呈柔软的草丝状，有利于秸秆的快速腐解。

(3)秸秆粉碎揉丝后再合理密化处理，将对于微生物的多样性有显著影响，使腐解速度与养分释放更快。

(4)可以实现秸秆的就地全量还田，增加土壤有机质保护地力，实现农业可持续发展。

附图说明

图1为本发明所述粉碎揉丝螺旋压缩密化还田机的结构示意图。

图2为本发明所述粉碎揉丝螺旋压缩密化还田机的剖视结构示意图。

图3为本发明所述还田机壳体的结构示意图。

图4为本发明所述传动装置的结构示意图。

图5为本发明所述揉丝细化装置传动装置的结构示意图。

图6为本发明所述粉碎揉丝螺旋压缩装置传动装置的结构示意图。

图7为本发明所述链轮排布位置示意图。

图8为本发明所述捡拾切碎轴的结构示意图。

图9为本发明所述螺旋输送及吹送装置的结构示意图。

图10为本发明所述揉丝细化装置的结构示意图。

图11为本发明所述张紧装置的结构示意图。

图12为本发明所述粉碎揉丝螺旋压缩装置的结构示意图。

图13为本发明所述粉碎揉丝螺旋压缩装置内部结构示意图。

图14为本发明所述深松深埋整地装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1、2所示，本发明提供一种粉碎揉丝螺旋压缩密化还田机，包括还田机壳体1、动力传输装置2、捡拾切碎装置3、螺旋输送及吹送装置4、揉丝细化装置5、螺旋压缩装置6、深松深埋装置7。

如图3所示，还田机壳体1包括侧板100、板型钢材101，横梁102、三点悬挂杆件103。还田机壳体由数块侧板100、板型钢材101及横梁102焊接而成，三点悬挂杆件103由通过u型螺栓、t型固定件等铰接于还田机壳体1的横梁102。

如图4所示，动力传输装置2包括齿轮传动箱200、左横轴201、左动力输入v带轮202、捡拾切碎轴动力输入v带轮203、捡拾切碎轴动力输出v带轮204、绞龙风机轴v带轮205、张紧装置206、v带207。齿轮传动箱200的输入花键轴与拖拉机后动力输出轴通过万向节连接，齿轮传动箱200的左动力输出轴与左横轴201连接，齿轮传动箱200的纵向动力输出轴末端安装链轮，用于给粉碎揉丝螺旋压缩装置6提供动力。左横轴201外端与左动力输入v带轮202连接，左动力输入v带轮202与捡拾切碎轴动力输入v带轮203通过v带207连接。捡拾切碎轴动力输出v带轮204与绞龙风机轴v带轮205通过v带207连接，并且两者之间设置张紧装置206。

如图5所示揉丝细化装置5动力传输包括液压马达208、液压马达v带轮209、主动辊v带轮210、从动辊v带轮211。液压马达208通过螺栓固定于揉丝细化装置5壳体外侧，液压马达v带轮209安装于液压马达208动力输出轴，液压马达v带轮209与主动辊v带轮210通过v带207连接，v带207一侧绕覆与从动辊v带轮211圆周面上，以实现主动辊与从动辊的对向旋转。

如图6所示，螺旋压缩装置6动力传输包括主动链轮212、从动链轮一213、从动链轮二214、从动链轮三215、从动链轮四216、过渡轮217、过渡轮支架218、链条219。主动链轮212安装于齿轮箱200纵向动力输出轴，从动链轮一213、从动链轮二214、从动链轮三215、从动链轮四216分别安装于螺旋压缩轴前段，通过金属键、挡圈实现周向及轴向固定。链轮、过渡轮217、链条219排布方式如图7所示，可使相邻两个从动链轮反方向旋转。

如图8所示，捡拾切碎装置3包括甩刀轴300、甩刀座301、甩刀302、定刀303。甩刀轴300旋转支撑于还田机壳体1的侧板100之间。甩刀座301以一定规律焊接于甩刀轴300外圆周面上。甩刀302通过螺栓铰接与甩刀座301间。定刀303通过螺栓连接固定于还田机壳体1的板型钢材101底部。

如图9所示，螺旋输送及吹送装置4包括螺旋绞龙轴400、抛扬轮毂叶片401、抛扬风机壳体402、导流管403。螺旋绞龙轴400旋转支撑于所述还田机壳体1的侧板100之间，抛扬轮毂叶片401套设于螺旋绞龙轴400上，抛扬风机壳体402焊接于还田机壳体1一侧，开设有垂直方向的吹送出口，通过螺栓与导流管403连接。

如图10所示，揉丝细化装置5包括揉丝箱体500、导流斜板501、主动揉丝辊502、从动揉丝辊503、张紧装置504。揉丝箱体500通过安装架固定于还田机壳体1上，主动揉丝辊502、从动揉丝辊503旋转支承于揉丝箱体500左右两侧板之间，主动揉丝辊502的旋转轴线可相对于揉丝箱体500做一定范围内的运动，从动揉丝辊503旋转轴线相对于揉丝箱体500固定。主动揉丝辊502、从动揉丝辊503圆周外表面加工有凸棱，可增大对秸秆的揉搓作用。导流斜501板通过螺栓固定于揉丝箱体500前后两侧板内壁，位于主动揉丝辊502、从动揉丝辊上503方。

如图11所示，张紧装置504包括固定销轴5041、摇臂5042、张紧杆5043、张紧弹簧5044、销轴5045、紧固螺母5046、l型固定块5047。固定销轴5041焊接于揉丝箱体500外侧，摇臂5042一端加工有孔，与固定销轴5041铰接，摇臂5042靠近下端处可安装轴承座轴承等，与主动揉丝辊轴502端配合，摇臂5042下端加工有孔。张紧杆5043一端加工有孔，另一端加工有螺纹，张紧杆5043有孔的一端与摇臂5042下端的孔通过销轴5045铰接，螺纹一端装配有紧固螺母5046。l型固定块5047焊接于揉丝箱体500上，其未焊接一面加工有通孔，张紧杆5043穿过该孔，张紧弹簧5044套设于张紧杆5043上，张紧弹簧5044一端抵住l型固定块5047，另一端被紧固螺母5046固定。张紧弹簧5044始终保持压缩状态。

如图12、13所示，螺旋压缩装置6包括导流锥箱600、压缩腔上盖601、压缩腔下底602、轴承轴承座装配603、螺旋压缩轴604、出料管605、连接螺栓606。压缩腔下底602安装固定于还田机壳体1的横梁102上，压缩腔上盖601与压缩腔下底602通过连接螺栓606连接，压缩腔上盖601与压缩腔下底602配合构成数个锥形压缩腔，螺旋压缩轴604安装于形成的压缩腔之间，螺旋压缩轴604与压缩腔上盖601、下底602之间通过轴承轴承座装配603配合。相邻两根螺旋压缩轴604上的螺旋叶片旋向相反。导流锥箱600小开口安装于压缩腔上盖601，大开口安装于揉丝细化装置5下端。出料管605一端安装于压缩腔末端开口，另一端连接于后方的深松深埋装置7。

如图14所示，深松深埋装置7包括深松铲架700、深松铲701、三点悬挂装置702、镇压器703。三点悬挂装置702通过u型螺栓固定于深松铲架700上，三悬挂点铰接于还田机后方。深松铲701通过u型螺栓等距固定于深松铲架700前横梁。一对调节板704，其对称设置在深松铲架700轴向两侧，其一端与深松铲架700的后横梁固定连接，另一端为扇形；多个第一调节孔705，其沿所述扇形弧度方向均匀设置；一对调节杆706，其对称设置在深松铲架700轴向两侧，且一端与调节板704一端固定连接，另一端设置有第二调节孔707；镇压器轴708，其上可旋转套设有镇压器703，且两端分别与对应调节杆706的另一端固定连接；销轴(图中未示出)，其插入对应第一调节孔705和第二调节孔707内，用于调节镇压器703的高度，即通过不同的安装孔(第一调节孔705)，实现镇压器703作业高度的调节。

工作过程：

粉碎揉丝螺旋压缩密化还田机通过三点悬挂杆件103悬挂于拖拉机后方，拖拉机后动力输出轴与秸秆还田机齿轮传动箱200的动力输入花键轴通过万向节连接，将拖拉机动力传递给秸秆还田机。动力经齿轮传动箱200由左动力输出轴输出，左动力输出轴带动左横轴201旋转，进而使左动力输入v带轮202旋转，通过v带207的作用，带动捡拾切碎轴v带轮203旋转，最终带动甩刀轴300旋转，铰接于甩刀轴300圆周面上的甩刀302做高速旋转，带动被捡拾的秸秆旋转，并在定刀303的作用下将秸秆粉碎，并且向后切向抛送给螺旋输送及吹送装置4。甩刀轴300旋转，进而使捡拾切碎轴动力输出v带轮204旋转，通过v带207的作用，带动绞龙风机轴v带轮205旋转，最终带动绞龙轴旋转。由捡拾切碎装置3抛送过来的大块粉碎秸秆进入螺旋绞龙叶片形成的输送空间内，在螺旋叶片的推送下，大块秸秆进入抛扬轮毂叶片401与抛扬风机壳体402之间的空隙内，在叶片的撞击及风力的吹送作用下，大块秸秆进入导流管403，被吹送至揉丝细化装置5内。

揉丝细化装置5的液压马达208旋转，带动液压马达v带轮209旋转，经v带207带动主动辊v带轮210旋转，v带以一定包覆角包覆于从动辊从动轮211，在摩擦力作用下，v带带动从动辊从动轮211旋转，使主动揉丝辊502、从动揉丝辊503做差速对向旋转，主动揉丝辊502做逆时针旋转，从动揉丝辊503做顺时针旋转。主、从动揉丝辊之间存在一定间隙，由螺旋输送及吹送装置4吹送来的大块秸秆落入间隙内，间隙在张紧装置504的作用下，对秸秆始终保证一定的揉搓压力，以保证揉碎细化效果。当间隙中秸秆量较少时，张紧装置504的张紧弹簧5044伸长，带动主动揉丝辊503绕5041做顺时针旋转，揉丝辊间间隙相应减小，当间隙中秸秆量较多时，张紧装置504的张紧弹簧5044被压缩，带动主动揉丝辊503绕5041做逆时针旋转，揉丝辊间间隙相应增大，在保证揉搓压力的同时防止发生堵塞。经过进一步揉搓细化的秸秆此时已经呈现丝絮状，由揉丝辊间间隙落下后，进入螺旋压缩装置6。

螺旋压缩装置在链条链轮传动的带动下，相邻螺旋压缩轴做对向旋转运动，由揉丝细化装置5落下的丝絮状秸秆，落入下方的压缩腔，随着压缩腔横截面积的不断缩小，在螺旋叶片的推动下丝絮状秸秆被压缩，密度显著增加，随着螺旋叶片的不断旋转，被压缩的秸秆流被推送至出料管605，随后被推送至后方的深松深埋整地装置7。

深松深埋装置7在拖拉机前进动力下向前运动，深松铲701对土壤犁底层进行深松。在双翼深松铲701的后方，土壤出现一定空隙，螺旋压缩装置6的出料管605的出口正对于深松铲701后方，由出料管605被推送出来的压缩秸秆流进入深松铲701后方的空隙中，并随之被落回的土壤深埋，后方的镇压器703对土地表面进行平整作业。

本发明提供的粉碎揉丝螺旋压缩密化秸秆还田机，以秸秆还田机为基础，通过破碎、揉丝、压缩、密化流程，将秸秆还田机切碎的秸秆段进一步揉搓处理，使其更加细碎化，然后通过粉碎揉丝螺旋压缩，使细碎化的丝絮状秸秆物流密度增大，并且在后方深松铲深松的过程中同时将秸秆埋入犁底层，以实现秸秆的深埋还田，促进秸秆的腐化。秸秆粉碎揉丝破坏了玉米秸秆表面的硬质茎节，使秸秆呈柔软的草丝状，有利于秸秆的快速腐解。秸秆粉碎揉丝后再合理密化处理，将对于微生物的多样性有显著影响，使腐解速度与养分释放更快。可以实现秸秆的就地全量还田，增加土壤有机质保护地力，实现农业可持续发展。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。