圓捆機(jī)攪龍結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)

劉彩霞

（中聯(lián)農(nóng)業(yè)機(jī)械股份有限公司，安徽 蕪湖 241080）

攪龍具有結(jié)構(gòu)簡單、輸送效率高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域[1]。圓捆機(jī)工作時(shí)，左旋葉片攪龍順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)，右旋葉片攪龍逆時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)，將物料快速推送至打捆室，進(jìn)行高效率的打捆作業(yè)[2-3]。本文針對圓捆機(jī)作業(yè)時(shí)出現(xiàn)的堵草現(xiàn)象，提出相應(yīng)的解決方案，包括提高攪龍轉(zhuǎn)速，增大攪龍葉片螺距，更改為空心攪龍結(jié)構(gòu)及攪龍裝配結(jié)構(gòu)改進(jìn)，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，攪龍結(jié)構(gòu)改進(jìn)有效解決了圓捆機(jī)堵草的問題并得到了用戶的好評。

1 圓捆機(jī)攪龍

攪龍作為圓捆機(jī)的關(guān)鍵部件主要作用是將撿拾裝置撿拾來的物料推運(yùn)到喂入室，其推送物料的效率直接影響物料的收獲效率[4]。在對圓捆機(jī)進(jìn)行打捆試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)攪龍?jiān)谳斔臀锪蠒r(shí)容易出現(xiàn)堵草現(xiàn)象。為提高攪龍的輸送質(zhì)量，對攪龍運(yùn)轉(zhuǎn)速度及結(jié)構(gòu)進(jìn)行理論分析，分析影響攪龍輸送質(zhì)量的因素，為攪龍結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供理論依據(jù)。

圓捆機(jī)攪龍部分傳動(dòng)原理：拖拉機(jī)輸出軸通過傳動(dòng)軸將動(dòng)力傳至齒輪箱，經(jīng)齒輪箱左側(cè)的鏈傳動(dòng)傳至喂入轉(zhuǎn)軸，喂入轉(zhuǎn)軸通過齒輪傳動(dòng)傳至喂入輸出軸，通過鏈傳動(dòng)依次傳至左攪龍轉(zhuǎn)軸及撿拾器轉(zhuǎn)軸，再通過鏈傳動(dòng)傳至右攪龍轉(zhuǎn)軸。

2 攪龍輸送質(zhì)量影響因素分析

攪龍生產(chǎn)率計(jì)算公式如下：

式中，D——攪龍葉片外直徑，d——攪龍葉片內(nèi)直徑，t——攪龍葉片螺距，λ——攪龍葉片與外殼間隙，n——攪龍轉(zhuǎn)速，ψ——輸送物料時(shí)的充滿系數(shù)，γ——物料單位容積的質(zhì)量，C——攪龍傾斜輸送系數(shù)。

由公式（1）并聯(lián)系攪龍的原理可知，攪龍的輸送質(zhì)量主要與攪龍的轉(zhuǎn)速、攪龍葉片內(nèi)直徑及螺距有關(guān)。圖1為改進(jìn)前的攪龍結(jié)構(gòu)，中間轉(zhuǎn)軸貫穿攪龍葉片的總長度，攪龍葉片內(nèi)直徑小，螺距長，轉(zhuǎn)速低導(dǎo)致輸送物料周期長，使物料容易纏繞在轉(zhuǎn)軸上，導(dǎo)致圓捆機(jī)作業(yè)存在易堵草的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了圓捆機(jī)的可靠性及工作效率。

圖1 改進(jìn)前的攪龍結(jié)構(gòu)Fig.1 The structure of auger before improvement

3 改進(jìn)設(shè)計(jì)

3.1 攪龍結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)

增加攪龍轉(zhuǎn)速是提高攪龍推送效率的關(guān)鍵，將齒輪傳動(dòng)中的2個(gè)齒輪齒數(shù)進(jìn)行更改，將會提高攪龍的轉(zhuǎn)速。經(jīng)分析計(jì)算，將其中一個(gè)齒輪齒數(shù)改為23，另一個(gè)齒輪齒數(shù)改為18，使得左、右攪龍的轉(zhuǎn)速提高到364 r/min，較改進(jìn)前（285 r/min）轉(zhuǎn)速提高了27%。增大攪龍葉片的螺距，減少物料從起始位置到終止位置的輸送周期，螺距由原來的255 mm更改為300 mm，攪龍的輸送周期為1.68圈（原2圈）。攪龍轉(zhuǎn)軸長度減小，攪龍葉片長度的2/3與轉(zhuǎn)軸沒有接觸，形成空心攪龍結(jié)構(gòu)，使物料輸送空間加大，轉(zhuǎn)軸直徑（攪龍葉片內(nèi)直徑）由原來的115 mm增加至140 mm，提高攪龍運(yùn)轉(zhuǎn)線速度。攪龍轉(zhuǎn)軸與攪龍安裝軸之間設(shè)置固定塊，使攪龍轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，減小了攪龍外徑的跳動(dòng)量。改進(jìn)后的攪龍結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 改進(jìn)后的攪龍結(jié)構(gòu)Fig.2 The improved auger structure

3.2 裝配結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)

攪龍輸送時(shí)運(yùn)動(dòng)的物料主要是受離心力的作用，使物料向前推送，將攪龍安裝軸與機(jī)架安裝孔設(shè)計(jì)成偏心結(jié)構(gòu)，入口區(qū)域間隙＞過渡區(qū)域間隙＞出口區(qū)域間隙，作業(yè)時(shí)，物料入口區(qū)域、過渡區(qū)域、出口區(qū)域的離心力不同心，避免物料纏繞在轉(zhuǎn)軸上，導(dǎo)致堵草現(xiàn)象。與機(jī)架裝配時(shí)，使左攪龍葉片的初始位置與右攪龍葉片的初始位置相差180°相位角，避免左右兩側(cè)的物料同時(shí)到達(dá)喂入口，產(chǎn)生物料堆積，造成堵塞。攪龍裝配結(jié)構(gòu)見圖3。

圖3 攪龍裝配結(jié)構(gòu)Fig.3 The assembly structure of auger

4 結(jié)果驗(yàn)證

經(jīng)對2臺圓捆機(jī)配置改進(jìn)后的攪龍?jiān)邶R齊哈爾市進(jìn)行作業(yè)試驗(yàn)，累計(jì)打捆數(shù)3 000捆，單日最高打捆數(shù)量為500捆，堵草零故障。驗(yàn)證結(jié)果表明：提高攪龍轉(zhuǎn)速，增大攪龍葉片螺距，更改為空心攪龍結(jié)構(gòu)，攪龍安裝軸與機(jī)架安裝孔設(shè)計(jì)成偏心結(jié)構(gòu)，裝配時(shí)使左攪龍葉片的初始位置與右攪龍葉片的初始位置相差180°相位角，能有效解決圓捆機(jī)堵草的問題，提升了攪龍的輸送質(zhì)量及效率，增加了圓捆機(jī)的可靠性。