秸稈撿拾打捆機活塞連桿斷裂故障分析及改進方法

張亞萍

摘 要：敘述了某種型號秸稈方捆打捆機的工作原理，介紹了打捆機在使用中出現的故障，根據故障現象，分析出了故障產生的原因。針對故障產生的原因，進行了深入的分析與研究，提出了最終解決故障的措施和方法，改進后故障消除，機器工作穩定，運行狀態良好。

關鍵詞：打捆機;連桿;故障;分析;改進

中圖分類號：S225 ? ? ? ?文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.08.065

0 引言

近年來農作物秸稈已經變廢為寶，既可作為牲畜飼料，又可以粉碎壓塊作為民用燃料，或做為生物質發電燃料被廣泛利用。農作物秸稈的廣泛綜合利用，給秸稈撿拾打捆機提供了廣闊的發展空間。但是，秸稈撿拾打捆機市場發展也出現了魚龍混雜的現象，某型號方捆撿拾打捆機，在作業過程中頻繁發生因往復壓捆活塞連桿斷裂而不能正常工作，給用戶造成很大的經濟損失。經過分解機器進行檢測發現：該型號撿拾打捆機由于某些部位結構設計不合理，從而導致機器多次出現故障而致使機器不能正常工作。

1 工作原理

整機由主車牽引，動力由主機傳動軸經傳動箱傳遞給偏心輪，偏心輪帶動曲柄旋轉，曲柄帶動連桿及往復活塞做直線運動，往復直線運動的活塞不斷將撿拾器輸送來的牧草或秸稈壓實，從而完成秸稈的壓實打捆作業。

2 故障現象

某草業公司采購了一批秸稈方捆撿拾打捆機，商品到貨后正值水稻收獲季節，當地政府要求加大秸稈撿拾打包回收力度，防止農民焚燒秸稈后帶來環境污染。公司立即安排人手準備歇人不歇機，開展秸稈撿拾打包作業。令人意想不到的事情發生了，機器下地后進行作業，不到一天的時間，曲柄連桿機構中的連桿就斷了，不但連桿斷了，還把曲柄連桿活塞腔內的結構件全部打壞，腔室壁3 mm厚的鋼板打出了大窟窿，且本次購買的10臺機器，幾乎是在同一時間內出現了同樣的問題，甚至個別機器還發生了傳動軸斷裂，傳動箱齒輪全部打齒報廢的惡劣現象。

3 故障產生的原因

根據產生的故障對打捆機進行分解檢測，其故障部位主要為壓捆活塞、連桿、偏心輪后壁。

檢測后修復連桿重新裝機，手動轉動偏心輪曲柄及連桿活塞，發現當偏心曲柄即將轉至前止點時，往復活塞的前端被偏心輪后壁上附著的一層硬物卡死，僅憑手動的力量已無法轉動過去。進一步檢測該機曲柄活塞腔室發現，在偏心輪后壁上附著一層大約5 mm厚的稻草纖維及泥土混合物，這些附著物異常堅硬。清除附著物后轉動偏心曲柄機構，使活塞運動到前止點，檢測活塞前端到偏心輪后壁的間隙為4 mm。撿拾打包機進行作業時水稻剛剛收獲完畢，隨后氣溫逐漸降低，秸稈的水分來不及蒸發導致含水量較大，具有較高的濕度和韌性，當機器長時間連續作業時，由于秸稈撿拾輸送過程中產生的短纖維以及夾雜的泥土，充滿了偏心曲柄機構內腔室，這些細微纖維狀的夾雜物很容易聚積附著在內腔壁上，隨著機器的作業時間增加，聚集附著物越來越多，當附著物達到一定厚度時便被活塞前端擠壓，形成附著—擠壓—再附著—再擠壓，最終達到不可壓縮時，在主機的帶動下曲柄連桿的受力超出了其抗拉強度被拉斷。由于連桿被拉斷的瞬間主機很難立即停止工作，短時間內偏心曲柄連桿機構在主機的帶動下仍在高速旋轉，曲柄連桿如粉碎機的飛棰一樣擊打腔室內的結構件，造成偏心曲柄連桿機構腔室內的結構件及腔壁被擊打變形甚至報廢。所以，經過綜合分析后認為，偏心曲柄連桿機構中活塞前端至偏心輪后壁之間的間隙過小，是機器作業過程中產生一系列故障的根本原因。

4 解決措施

針對該機存在的故障，經過上述分析可以看出，該機設計偏心曲柄連桿活塞腔室時預留的活塞前端至偏心輪后壁的間隙過小，沒有充分考慮到打捆機作業時產生的纖維、粉塵、泥土及秸稈含水量等諸多因素的影響，致使壓捆活塞的前端與偏心輪后壁之間的預留間隙很快被泥土纖維粉塵形成的混合物附著、聚集、填滿，并被往復直線運動的活塞壓實，直至不可壓縮后造成連桿斷裂、傳動軸折斷、齒輪箱報廢等一系列故障。經過綜合分析最終決定，將偏心曲柄連桿機構中活塞前端至偏心輪后壁的間隙加大到14 mm，使偏心曲柄連桿機構中活塞前端至偏心輪后壁的間隙大于聚集物所能附著的最大厚度，這樣往復活塞前端觸碰到附著物之前聚集的附著物就已經脫落，有效避免了因附著物被反復擠壓造成的連桿斷裂惡性事故。改進后的打捆機經長時間運行，狀態穩定可靠，使上述問題得到了很好的解決。

5 結論

該型號的秸稈方捆撿拾打捆機連桿斷裂，是偏心連桿腔室設計不合理造成的，經過綜合分析最終確定，將偏心曲柄連桿活塞前端至偏心輪后壁的間隙加大到14 mm后，很好的解決了該機連桿斷裂的故障。