青（黃）貯飼料收獲機(jī)皮帶傳動(dòng)離合器裝置的設(shè)計(jì)

劉建璽，任一迪，孫利峰，姚河江，謝新亞，王燦博，馬清明

（新疆牧神機(jī)械有限責(zé)任公司，新疆烏魯木齊830026）

0 引言

近年來，農(nóng)牧機(jī)械越來越普及，也越來越向智能化方向進(jìn)步，這對(duì)農(nóng)牧機(jī)械實(shí)現(xiàn)電液控制提出了更高的要求。青（黃）貯飼料收獲機(jī)皮帶傳動(dòng)離合器裝置是重要的工作部件之一[1，2]，皮帶離合器可以控制皮帶張緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使傳動(dòng)皮帶張緊或松脫，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞或分離。原青貯機(jī)主離合器主要通過幾字形傳動(dòng)回路控制皮帶張緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)距離較長，調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)較多，不利于調(diào)試維修。針對(duì)以上設(shè)計(jì)不合理之處以及對(duì)農(nóng)牧機(jī)械智能化的需求，公司對(duì)現(xiàn)有4QZ-2200A自走式青（黃）貯飼料收獲機(jī)進(jìn)行了技術(shù)升級(jí)，設(shè)計(jì)了一種皮帶傳動(dòng)離合器裝置[3，4]，該裝置可以實(shí)現(xiàn)電液控制[5]，調(diào)節(jié)簡單，便于維修，極大提高了青貯機(jī)的適應(yīng)性和實(shí)用性。

1 結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)

新青貯機(jī)皮帶傳動(dòng)離合器裝置主要由機(jī)架、小皮帶輪、皮帶張緊輪、皮帶張緊輪拉桿、皮帶、大皮帶輪、移動(dòng)連板、壓縮彈簧、長螺桿、液壓油缸等組成（圖1）。

原青貯機(jī)傳動(dòng)離合器裝置主要有手柄操作桿、螺紋拉桿、壓簧、導(dǎo)向座機(jī)構(gòu)、長拉桿、轉(zhuǎn)動(dòng)板1、短拉桿、轉(zhuǎn)動(dòng)板2、皮帶張緊輪拉桿、皮帶、皮帶張緊輪、小皮帶輪、轉(zhuǎn)動(dòng)板3、機(jī)架等組成（圖2）。

圖1 新青貯機(jī)皮帶傳動(dòng)離合器皮帶張緊結(jié)構(gòu)示意圖1.機(jī)架2.固定銷軸3.小皮帶輪4.皮帶張緊輪5.皮帶張緊輪拉桿6.皮帶7.大皮帶輪8.移動(dòng)連板9.固定銷軸座板焊合10.帶螺孔銷軸11.壓縮彈簧12.長螺桿13.液壓油缸14.皮帶護(hù)罩1 15.皮帶護(hù)罩2

原青貯機(jī)傳動(dòng)離合器裝置通過機(jī)手人工推動(dòng)手柄操作桿帶動(dòng)導(dǎo)向座機(jī)構(gòu)，隨之螺紋拉桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)板3、長拉桿、轉(zhuǎn)動(dòng)板1、短拉桿和轉(zhuǎn)動(dòng)板2依次逐級(jí)運(yùn)動(dòng)，最后動(dòng)力作用在皮帶張緊輪拉桿上，帶動(dòng)張緊輪圍繞固定銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)皮帶的張緊和松開。原機(jī)構(gòu)存在一定的不足，原青貯機(jī)傳動(dòng)離合器裝置整體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，傳動(dòng)距離較長，調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)較多，不利于調(diào)試維修。人工推動(dòng)手柄操作桿離合器結(jié)合的響應(yīng)時(shí)間較久。若傳動(dòng)過程中某個(gè)零部件損壞，離合器就無法完成結(jié)合，也無法迅速分離，帶來安全隱患。

針對(duì)上述問題，新青貯機(jī)皮帶傳動(dòng)離合器裝置簡化了傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，縮短了傳動(dòng)距離，便與維修。取消了人工推動(dòng)手柄操作桿實(shí)現(xiàn)主離合結(jié)合的方式，改為電液控制液壓油缸實(shí)現(xiàn)主離合結(jié)合與分離，縮短了響應(yīng)時(shí)間，結(jié)合與分離過程更加精確可靠。新青貯機(jī)皮帶傳動(dòng)離合器裝置的傳動(dòng)零件數(shù)量較少，布局緊湊，更易排查出故障點(diǎn)，便于及時(shí)維修處理。

圖2 原青貯機(jī)皮帶傳動(dòng)離合器結(jié)構(gòu)示意圖1.手柄操作桿2.螺紋拉桿3.壓簧4.導(dǎo)向座機(jī)構(gòu)5.長拉桿6.轉(zhuǎn)動(dòng)板1 7.短拉桿8.固定銷軸座板焊合9.轉(zhuǎn)動(dòng)板2 10.皮帶張緊輪拉桿11.皮帶12.皮帶護(hù)罩2 13.皮帶張緊輪14.機(jī)架15.固定銷軸16.小皮帶輪17.皮帶護(hù)罩1 18.轉(zhuǎn)動(dòng)板3

1.2 安裝過程及工作原理

安裝過程：在機(jī)架的指定位置安裝固定銷軸座板焊合，同時(shí)在該位置處安裝移動(dòng)連板。移動(dòng)連板的一端與皮帶張緊輪拉桿連接，另一端與帶螺孔銷軸連接。皮帶張緊輪拉桿另一端與皮帶張緊輪連接，皮帶張緊輪安裝在固定銷軸處。帶螺孔銷軸另一端與長螺桿連接，且與長螺桿之間有壓縮彈簧。長螺桿的另一端與液壓油缸的運(yùn)動(dòng)推桿連接，在長螺桿的螺紋處安裝調(diào)節(jié)螺母。

工作原理：發(fā)動(dòng)機(jī)后輸出動(dòng)力至小皮帶輪，高速運(yùn)轉(zhuǎn)的小皮帶輪通過皮帶將動(dòng)力傳送至大皮帶輪，大皮帶輪進(jìn)一步將動(dòng)力傳至各功能部件。當(dāng)離合器皮帶張緊時(shí)，液壓油缸的運(yùn)動(dòng)推桿變長，繼而推動(dòng)長螺桿與帶螺孔銷軸向下運(yùn)動(dòng)，移動(dòng)連板圍繞固定銷軸座板焊合的銷軸軸線方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，拉動(dòng)皮帶張緊輪拉桿向右聯(lián)動(dòng)，帶動(dòng)張緊輪圍繞固定銷軸向右轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶張緊，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力結(jié)合；當(dāng)離合器皮帶松脫時(shí)，液壓油缸的運(yùn)動(dòng)推桿變短，推動(dòng)長螺桿與帶螺孔銷軸向上運(yùn)動(dòng)，移動(dòng)連板圍繞固定銷軸座板焊合的銷軸軸線方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，拉動(dòng)皮帶張緊輪拉桿向左聯(lián)動(dòng)，帶動(dòng)張緊輪圍繞固定銷軸向左轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶松脫，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力分離。當(dāng)動(dòng)力結(jié)合時(shí)，隨著負(fù)載的增大和減小，壓縮彈簧可吸收或釋放負(fù)載能量，降低負(fù)載對(duì)皮帶的沖擊，保護(hù)皮帶，延長使用壽命；當(dāng)動(dòng)力分離時(shí)，由于皮帶護(hù)罩1和皮帶護(hù)罩2的作用，護(hù)罩與皮帶之間有一定的間隙，皮帶不會(huì)跟隨小皮帶輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，降低皮帶不必要的損耗，延長使用壽命。

液壓泵將液壓油箱的中的油充滿油路1，當(dāng)離合器結(jié)合時(shí)，電控信號(hào)作用在電磁換向閥上，電磁換向閥左側(cè)油路接通，油路1與油路4接通，油路2與油路3接通。液壓油進(jìn)入液壓油缸的無桿腔內(nèi)將液壓油缸的推桿推向右側(cè)，即液壓油缸推桿伸長，同時(shí)液壓油缸有桿腔內(nèi)的液壓油通過油路2與油路3進(jìn)入液壓油箱；當(dāng)離合器分離時(shí)，電控信號(hào)作用在電磁換向閥上，電磁換向閥有側(cè)油路接通，油路1與油路3接通，油路2與油路4接通。液壓油進(jìn)入液壓油缸的有桿腔內(nèi)，將液壓油缸的推桿推向左側(cè)，即液壓油缸推桿收縮，同時(shí)液壓油缸無桿腔內(nèi)的液壓油，通過油路2與油路4進(jìn)入液壓油箱。液壓鎖可以防止油路3和油路4泄壓，起到保壓作用，液壓鎖開啟壓力略小，不會(huì)影響整個(gè)油路的壓力。通過上述過程可以對(duì)離合器結(jié)合與分離過程實(shí)現(xiàn)電液控制。

圖3 新青貯機(jī)皮帶傳動(dòng)離合器液壓原理圖

2 主要技術(shù)特點(diǎn)

（1）該裝置傳動(dòng)距離較短，調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)少，可以迅速實(shí)現(xiàn)主離合的結(jié)合與分離，提高了收獲機(jī)工作的可靠性與使用壽命。

（2）該裝置可以實(shí)現(xiàn)電液控制結(jié)合與分離過程，通過電控信號(hào)實(shí)現(xiàn)液壓油缸運(yùn)動(dòng)推桿的伸縮量，降低人工操作強(qiáng)度，符合農(nóng)牧機(jī)械智能化的要求，提高了收獲機(jī)工作的適應(yīng)性。

（3）該裝置結(jié)構(gòu)簡單，布局緊湊，便于維修更換，節(jié)省了人工更換維修的時(shí)間成本，提高了收獲機(jī)的實(shí)用性。

3 結(jié)論

在不同機(jī)型上的應(yīng)用與實(shí)踐表明該皮帶傳動(dòng)離合器可以降低人工操作強(qiáng)度，大大提高收獲機(jī)工作的可靠性和使用壽命。目前，該皮帶傳動(dòng)離合器裝置已大批量運(yùn)用到新疆新研牧神科技有限公司生產(chǎn)的4QZ-2200A和4QZ-2600A青（黃）貯飼料收獲機(jī)系列產(chǎn)品，并且在瑪納斯地區(qū)、三坪農(nóng)場和鄯善地區(qū)進(jìn)行了大面積作業(yè)試驗(yàn)，達(dá)到了技術(shù)要求。

表1 新/原青貯機(jī)傳動(dòng)離合器裝置故障率、響應(yīng)時(shí)間和維修時(shí)間對(duì)比

對(duì)比表1中的數(shù)據(jù)，新青貯機(jī)傳動(dòng)離合器裝置采用電液控制故障率較低，同時(shí)響應(yīng)時(shí)間更短，更便于維修，符合廣大用戶的需要。