花生收獲機中輸送鏈及鏈輪部分的設計研究

摘要：花生收獲機與11KW以上小四輪拖拉機配套使用，能一次完成2-3行花生的挖掘、除土、鋪放等項作業，具有生產效率高、作業損失少、轉移速度快、方便靈活、使用安全可靠、投資成本低等特點，是目前花生實現機械化收獲的理想機具。輸送鏈及鏈輪是花生收獲機的重要組成部分，它的設計是否科學、合理關系到花生收獲機的生產的安全、效率、質量。本文主要對輸送鏈及鏈輪部分設計的改進進行研究，以此來提高花生收獲機的工作效率和質量。

關鍵詞：花生收獲機 輸送鏈 鏈輪

我國是世界花生生產大國，常年花生種植面積6000萬畝，常年總產量1100萬噸以上，是世界上花生產量最多的國家。在我國長期以來，花生的種植、收獲和加工大都是靠人工完成的。據初步估算，整個花生生產過程中，花生的收獲所用工時為整個過程的三分之一以上。而這一階段的作業成本占整個花生生產成本的50％以上。很顯然的，大力發展花生收獲機械化，對推進農業產業結構調整，促進農業增效、農民增收和提高農產品的競爭力，支持農村勞動力轉移，實現農業現代化，全面建設小康社會都具有重要的意義。

我國從研制花生收獲機以來，已有多種類型的樣機和產品問世。總的來看不外乎有兩種形式：一種是把花生從土里給挖掘出來，對花生上的土壤不進行處理，花生的去土和收集鋪放摘果完全是靠人工來進行的。這種花生挖掘機結構簡單，制造容易。但該機型算不上機械收獲，大量的收獲工作仍由人工完成，并沒有減輕農民的勞動強度。另一種是集挖掘、抖土、鋪放三個功能于一身的花生收獲機，這種形式的收獲機只是在推廣應用階段。從目前的情況來看，推廣的不是太理想，主要原因是去土效果差，落果嚴重，人工揀拾和摘果工作量仍然比較大。本文主要對輸送鏈及鏈輪部分設計的改進進行研究，以此來提高花生收獲機的工作效率和質量。

1 設計研究說明

1.1 整機主要結構及工作原理

1.1.1 主要結構：該機由機架、傳動系統、挖掘部分、抖動鏈等部件構成。

1.1.2 工作原理：該機通過機架上的懸掛裝置與拖拉機后部連接，機組進入田間工作時，降下拖拉機液壓升降機構，拖拉機的動力通過后動力輸出軸、離合器、萬向聯結軸等部件傳遞給該機的變速箱，再經變速后傳給輸出軸上的小帶輪，由小帶輪上的帶傳到機器尾部的大帶輪，然后傳到與大帶輪同軸的抖動鏈。當機組向前行駛時，挖掘鏟將土層和花生一起鏟起，在慣性力的作用下，土層和花生一起向后推移，經鏟后的提升桿使部分泥土分離，其它部分被輸送到分離鏈上的橫桿齒掛住，在升運過程中，絕大部分的泥土被抖掉。花生被拋到機后，經鋪放滑條導向，將花生棵放于機具前進方向的左側地面。

1.2 輸送鏈及鏈輪部分的設計說明

選用雙節距精密磙子鏈（GB5269——85）；該鏈既可用于傳動，又可用于輸送，雙節距鏈的特點是在相同載荷條件下，它比短節距鏈條可減輕較多的重量，但傳動中伴隨著較多的多邊形效應，故適用于轉速不高、對平穩性要求不高、傳動中心距較大、載荷不重的場合。

雙節距精密磙子鏈的結構與主要尺寸如下圖：

2 輸送鏈的設計

輸送鏈主要用以輸送工件、物品和材料，可以直接用于各種機械上，也可以組成鏈式輸送機作為一個單元出現，為了實現特定的輸送任務，在鏈條上需要特定的“附件”－輸送器。輸送器上安裝橫桿，它裝在左右兩輸送鏈條的特別鏈片上，橫桿是長方體結構，橫桿上裝有許多垂直的短桿，稱作為挑齒，用來增大輸送鏈的升運能力，挑齒呈圓柱體狀。

輸送器的設計參數如下：相鄰附件間隔的鏈節數即兩橫桿間的距離為4個鏈節，D＝4×31.75＝127mm；共計28個橫桿，尺寸：長×寬×高＝596×50×20；挑齒直徑：d=10mm；挑齒長度：L=50mm。

3 鏈輪的設計

鏈輪的端面齒型選用3RGB1244——85；為方便輸送，我們在鏈條上增設了附件：為輸送物料在鏈條上裝設的專用元件。

一級附件：與鏈條構成不可拆的附件，可以是新增的元件或鏈條上某個元件的變形。

二級附件：為便于適應各種物料的輸送，在一級附件以上以可拆卸連接方法增設的附件。

注：雙節距輸送用磙子鏈的鏈號，是用相應的雙節距傳動磙子鏈鏈號（例如210A），在前面加一字母“c”表示輸送用。當采用大磙子時，鏈號尾部加一字母“L”(例如c210AL)。

4 鏈輪軸的設計

4.1 初步確定軸的最小直徑 取安裝大帶輪處的直徑為最小直徑，為33mm。

4.2 軸的結構設計

4.2.1 根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。

根據裝配圖中，軸徑為40mm，初選6308滾動軸承，其尺寸為d×D×B=40×90×23；

4.2.2 軸上零件的周向定位

鏈輪、帶輪與軸的周向定位均采用平鍵聯接，由手冊查得鏈輪固定平鍵剖面b×h=12×8，帶輪固定平鍵剖面b×h=10×7；選鏈輪輪轂與軸的配合為H7/r6，滾動軸承與軸的周向定位是借配合來保證的，此處選H7/m7。

4.2.3 定圓角半徑r值按前面所述的原則，定出軸肩處的圓角半徑r的值為2.5，軸端倒角，在軸的兩端均為2×45°（詳見GB6403.4-86）。

4.3 經校核，軸的強度滿足工作需要

經過以上對輸送鏈及鏈輪部分設計的技術改進，花生收獲機的工作效率和質量得到了大大的提高。

參考文獻：

[1]《新編機械設計手冊》.蔡春源主編.遼寧科學技術出版社，1993年7月.

[2]《機械設計標準應用手冊》第三卷.汪愷主編.北京機械工業出版社，1996.10.

[3]《機械設計基礎》.孫先菊，鄭玉才主編.河南科學技術出版社，1994.12.

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文