秸秆还田机切碎装置变速系统

摘要

本发明公开了一种秸秆还田机切碎装置变速系统，属于农用设备技术领域。该变速系统通过齿轮传动组件和液压变速组件配合，能够根据复杂多变的秸秆还田现场作业需要实时调节切碎刀轴转速，针对不同韧性秸秆选择合适的切碎刀轴转速，不仅有利于提高秸秆切碎合格率，改善秸秆抛撒还田均匀度，还有利于农机操作人员提高作业效率，降低劳动强度。

说明书

技术领域

本发明属于农用设备技术领域，具体涉及一种秸秆还田机切碎装置变速系统。

背景技术

稻、麦等秸秆不仅富含各种微量元素，如氮、碳、钾、磷、镁、钙、硅和硫等，还富含半纤维素、纤维素、蛋白质和木质素等非淀粉类大分子物质，因此将秸秆进行还田处理，不仅可培肥地力、实现增产增收，而且可减少因秸秆焚烧和化肥过量使用造成的环境污染。

秸秆切碎还田机是实现秸秆直接还田的主要机具，切碎后秸秆的细碎程度和在地表覆盖的均匀性是衡量秸秆切碎还田机工作性能的主要指标，对后续免少耕播种的质量、种子的发芽和生长以及作物的产量都会产生重要的影响。切碎刀轴转速是秸秆切碎还田机最重要的性能参数之一，增加切碎刀轴转速不但能提高秸秆的喂入性能，还能提高切碎室出口平面流体速度，改善秸秆切碎抛撒性能。由于目前绝大多数秸秆还田机传动比固定，不能根据不同作物秸秆种类、相同种类秸秆不同性状进行切碎刀轴转速实时调节，导致秸秆切碎抛撒效果不理想，在一定程度上阻碍了秸秆还田机的推广应用。为此有必要开发一种秸秆还田机切碎装置变速系统。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种秸秆还田机切碎装置变速系统，该系统能够根据复杂多变的秸秆还田作业需要，实时调节切碎刀轴的转速。

技术方案：本发明所述的一种秸秆还田机切碎装置变速系统，包括齿轮传动组件和液压变速组件；所述齿轮传动组件包括动力输入轴、通过所述动力输入轴驱动的第一齿轮、通过所述第一齿轮驱动的第二齿轮；所述液压变速组件包括定量泵、三位四通电液比例阀、液压缸、变量泵和定量马达；所述定量泵与所述第一齿轮的第一齿轮轴连接并同步转动，定量泵输出的液压油经所述三位四通电液比例阀进入所述液压缸，用以驱动所述液压缸的活动端做往复移动，所述液压缸的活动端连接所述变量泵的变量调节拉杆，用以调整变量泵的出口流量；所述变量泵与所述第二齿轮的第二齿轮轴连接并同步转动，变量泵向所述定量马达供油，定量马达用于驱动切碎装置旋转。

其中，所述第一齿轮的齿数高于所述第二齿轮的齿数，从而使得变量泵的转速高于定量泵的转速。

具体的，该秸秆还田机切碎装置变速系统还包括过渡齿轮，所述过渡齿轮在所述第一齿轮和所述第二齿轮之间传动，使两者同向异速旋转。

该秸秆还田机切碎装置变速系统还包括用于连接所述动力输入轴和所述第一齿轮轴的花键毂。

所述第一齿轮轴上设置有与所述花键毂匹配的花键，所述花键毂安装在所述第一齿轮轴上，并可沿着轴向往复移动用以实现与所述动力输入轴的啮合和分离。

该秸秆还田机切碎装置变速系统还包括与所述定量泵匹配连接的定量泵溢流阀，以及与所述变量泵匹配连接的变量泵溢流阀。

工作原理：当秸秆还田机切碎装置不工作时，将动力输入轴与第一齿轮轴分离，此时无动力输入秸秆还田机变速控制系统，从而有效降低发动机作业能耗。当进行秸秆还田作业时，通过花键毂连接动力输入轴与第一齿轮轴，当动力输入轴输出动力时，第一齿轮与第二齿轮同向异速旋转，分别通过第一齿轮轴、第二齿轮轴带动定量泵、变量泵工作。当切碎装置不需要变速时，三位四通电液比例阀电磁线圈断电，阀芯位于中位，定量泵输出的液压油经溢流阀流回油箱，液压缸的活动端不移动，此时变量泵排量处于中间位置，第二齿轮轴带动变量泵输入轴转动，变量泵排出的高压油带动定量马达旋转，定量马达提供动力给切碎装置使其中速旋转；当切碎装置转速需要增加时，三位四通电液比例阀右端线圈通电产生电磁吸力带动阀芯右移，定量泵输出的液压油经三位四通电液比例阀左阀位进入液压缸左腔，液压缸活动端右移，进而带动变量泵排量调节拉杆逆时针转动，变量泵排量变大，变量泵出口流量增大使定量马达转速提高，使得切碎装置高速旋转；当切碎刀轴转速需要降低时，三位四通电液比例阀左端线圈通电产生电磁吸力带动阀芯左移，定量泵输出的液压油经三位四通电液比例阀右阀位进入液压缸右腔，液压缸活动端左移，进而带动变量泵排量调节拉杆顺时针转动，变量泵排量变小，变量泵出口流量减小使定量马达转速下降，使得切碎装置低速旋转。通过控制三位四通电液比例阀左、右端线圈通电时刻及电流大小不同，使得切碎刀轴转速随之发生相应变化，进而能够针对不同秸秆的切碎还田需要实时调节切碎刀轴转速。

有益效果：与现有技术相比，该秸秆还田机切碎装置变速系统，能够根据复杂多变的秸秆还田现场作业需要实时调节切碎刀轴转速，针对不同韧性秸秆选择合适的切碎刀轴转速，不仅有利于提高秸秆切碎合格率，改善秸秆抛撒还田均匀度，还有利于农机操作人员提高作业效率，降低劳动强度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本实施例公开的一种秸秆还田机切碎装置变速系统，包括齿轮传动组件和液压变速组件。

其中，齿轮传动组件包括动力输入轴7、花键毂8、拨叉槽9、第一齿轮10、第一齿轮轴11、过渡齿轮16、第二齿轮18及第二齿轮轴17。

具体的，第一齿轮10固定在第一齿轮轴11上，第一齿轮轴11左端加工有花键，安装花键毂8，花键毂8外端焊接拨叉槽9，动力输入轴7右端加工有花键，花键毂8可沿花键轴左右移动，用以实现与动力输入轴7的啮合和分离。第一齿轮轴11右端与定量泵12输入轴相连，第一齿轮10与第二齿轮18之间安装过渡齿轮16，第一齿轮10齿数高于第二齿轮18齿数，使变量泵19转速高于定量泵12转速，第二齿轮轴17与变量泵18输入轴相连。

液压变速组件包括定量泵12、三位四通电液比例阀14、双杆液压缸15、变量泵19、定量马达5以及变量泵溢流阀6、定量泵溢流阀13。三位四通电液比例阀14电磁线圈通电时，定量泵12输出的液压油经三位四通电液比例阀14进入双杆液压缸15，采用双杆液压缸15更容易保证活塞杆的左右往复移动速度一致。双杆液压缸15的左侧活塞杆与变量泵19变量调节拉杆相连，变量泵19输出的液压油经管路供给定量马达5，定量马达5输出轴与第一带轮4的轴相连。

秸秆的切碎装置包括第一带轮4、第二带轮、皮带3、切碎刀轴2以及组合动刀1，组合动刀1焊接在切碎刀轴2上。

当秸秆还田机不工作时，动力输入轴7与第一齿轮轴11分离，此时无动力输入秸秆还田机变速控制系统，从而有效降低发动机作业能耗。当进行秸秆还田作业时，拨动拨叉槽9带动花键毂8向左移动，使动力输入轴7与第一齿轮轴11均与花键毂8相啮合，当动力输入轴7输出动力时，第一齿轮10与第二齿轮18同向异速旋转，分别通过第一齿轮轴11、第二齿轮轴17带动定量泵12、变量泵19工作。当切碎刀轴2不需要变速时，三位四通电液比例阀14电磁线圈断电，阀芯位于中位，定量泵12输出的液压油经溢流阀13流回油箱，双杆液压缸15活塞、变量泵19排量均处于中间位置，第二齿轮轴17带动变量泵19输入轴转动，变量泵19排出的高压油带动定量马达5旋转，定量马达5动力经马达输出轴、带轮轴、第一带轮4、皮带3、第二带轮带动切碎刀轴2及焊接在切碎刀轴2上的组合动刀1中速旋转；当需要增加切碎刀轴2转速时，三位四通电液比例阀14右端线圈通电产生电磁吸力带动阀芯右移，定量泵12输出的液压油经三位四通电液比例阀14左阀位进入双杆液压缸15左腔，液压缸活塞带动活塞杆右移，进而使活塞杆带动变量泵19排量调节拉杆逆时针转动，变量泵19排量变大，变量泵19出口流量增大使定量马达5转速提高，经马达输出轴、带轮轴、第一带轮4、皮带3、第二带轮带动切碎刀轴2及焊接在切碎刀轴2上的组合动刀1高速旋转；当需要降低切碎刀轴2转速时，三位四通电液比例阀14左端线圈通电产生电磁吸力带动阀芯左移，定量泵12输出的液压油经三位四通电液比例阀14右阀位进入双杆液压缸15右腔，液压缸活塞带动活塞杆左移，进而使活塞杆带动变量泵19排量调节拉杆顺时针转动，变量泵排量变小，变量泵19出口流量减小使定量马达5转速下降，经马达输出轴、带轮轴、第一带轮4、皮带3、第二带轮带动切碎刀轴2及焊接在切碎刀轴2上的组合动刀1低速旋转。

通过控制三位四通电液比例阀14左、右端线圈通电时刻及电流大小不同，使得切碎刀轴2转速随之发生相应变化，进而能够针对不同秸秆的切碎还田需要实时调节切碎刀轴2转速。

例如，当秸秆还田机切碎韧性较大的水稻秸秆时，此时可使三位四通电液比例阀14右端线圈通电，增大变量泵19排量，进而提高定量马达5、切碎刀轴2转速，使水稻秸秆切碎抛撒更加高效；当秸秆还田机切碎韧性较小的小麦秸秆时，此时可使三位四通电液比例阀14左端线圈通电，减小变量泵19排量，进而降低定量马达5、切碎刀轴2转速，在保证小麦秸秆高效切碎的同时降低还田机作业能耗。

显而易见，采用上述切换方式，能够显著提升对不同秸秆的切碎效果与还田作业效率，并降低作业功耗。