一種具有仿生幾何結構表面的玉米根茬脫土碾輥的製作方法

2023-10-27 05:29:07 1

專利名稱：一種具有仿生幾何結構表面的玉米根茬脫土碾輥的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於玉米根茬收穫機的脫土碾輥表面結構，屬於農業機械中的玉米根茬收穫機械設計技術。
背景技術：
目前，在技術上具有相似性的壓面機壓輥具有光滑的表面結構，通過主動壓輥和從動壓輥之間的壓力和摩擦力的綜合作用，對面片進行擠壓、拉扯和延伸，使面片裡面的空氣排出。本發明為一種具有仿生幾何結構表面的玉米根茬脫土碾輥，它在壓面機壓輥的基礎上進行了關鍵性的技術革新創造，使已挖掘出的玉米根茬受到擠壓、揉搓、拉拽、衝擊多種作用，破壞根茬包裹的土體結構，提高根土分離效果，從而可以提高後期直燃發電的效率。本發明參照人和動物挖掘、撿拾、清理過程的行為特徵，設計製造具有指型結構表面仿生的脫土碾輥；並從實際出發，考慮了玉米根茬脫土碾輥工作連續性方面的工程問題， 構建了新穎獨特的玉米根茬浮動脫土碾輥。

發明內容
本發明的目的是提供一種具有仿生幾何結構表面的玉米根茬脫土碾輥，其在壓面機壓輥的基礎上進行了改進設計，使已挖掘出的玉米根茬受到擠壓、揉搓、拉拽、篩分、衝擊多種作用，破壞根茬包裹的土體結構，提高根土分離效果，從而可以提高後期直燃發電的效率。本發明參照人和動物挖掘、撿拾、清理過程的行為特徵，設計製造具有指型結構表面仿生的脫土碾輥；並從實際出發，考慮了玉米根茬脫土碾輥工作連續性方面的工程問題， 構建了新穎獨特的玉米根茬浮動脫土碾輥。本發明的上述目的是這樣實現的，結合


如下一種具有仿生幾何結構表面的玉米根茬脫土碾輥，主要由碾輥、可調軸承2、機架 3、浮動碾輥裝置4、碾輥圓盤5和帶狀碾輥板6組成，其特徵在於，所述的碾輥為一對，分別通過可調軸承2固定在浮動碾輥裝置4和機架3上，浮動碾輥裝置4活動按裝在機架3上， 帶狀碾輥板6沿軸向固定在碾輥圓盤5上，帶狀碾輥板6外表面具有仿生幾何結構表面1， 該表面採用沿輥軸軸線呈螺旋形分布指狀凸起或球缺形凹坑，螺旋升角為45° 75°。所述的指狀凸起為凸包，其橫截面為拋物面形，凸包的高度與凸包底圓直徑之比為0. 5 1. 5，每兩個相鄰凸包之間的距離為30mm 120mm，所述的球缺形凹坑，其橫截面為拋物面形，凹坑的深度與凹坑頂圓直徑之比為 0. 2 0. 5，每兩個相鄰凹坑之間的距離為30mm 120mm。所述的帶狀碾輥板6的厚度為4mm 6mm，寬度與長度之比為0. 02 0. 1，每兩個相鄰碾輥板之間的距離為8mm 18mm。
所述的碾輥相對轉動，且有轉速差，兩個碾輥的轉速之比為0. 5 0. 9。本發明依靠仿生幾何結構表面的結構、帶狀碾輥板以及脫土碾輥的相對轉速差， 增大了脫土碾輥對玉米根茬的作用強度及作用時間，從而有效地破壞了根茬與土壤包裹的複合體結構，提高了根土分離效果。本發明從實際出發，考慮了玉米根茬脫土碾輥工作連續性方面的工程問題。採用一浮動脫土碾輥起到防止堵塞的作用，設計的新型仿生幾何結構表面沿輥軸軸線呈螺旋形分布排布，在玉米根茬受到擠壓、揉搓、拉拽、篩分、衝擊多種作用的同時也便於向後輸送。

本發明的附圖有四幅圖1是碾輥機構示意圖；圖2是凸包碾輥表面結構；圖3是凹坑碾輥表面結構。圖中1.仿生幾何結構表面；2.可調軸承；3.機架；4.浮動碾輥裝置；5.碾輥圓盤；6.帶狀碾輥板。
具體實施例方式下面結合附圖所示實施例進一步說明本發明的具體內容，本發明的非限定實施例如下實施例一本例的具有仿生幾何結構表面的玉米根茬脫土碾輥的具體結構由圖1和圖2聯合示出。本例的這種玉米根茬仿生脫土碾輥其結構特點是該碾輥表面分布沿輥軸軸線呈螺旋形排布的凸包型結構1和碾輥板6之間留有間隙。具體結構為單個碾輥的圓柱面分布的凸包型結構沿輥軸軸線呈螺旋升角為60°的螺旋形排布，並且在該圓柱面的展開表面上呈近似正三角形分布，每兩個相鄰凸包之間的間距為80mm，凸包的高度與凸包底圓直徑之比為1。應用在玉米根茬收穫機上時，採用可調軸承2將碾輥成對安裝在機架3的相應位置，兩個碾輥之間的相對位置可由調節軸承的位置來實現，兩碾輥均為右旋(或左旋)；每個碾輥的動力輸入端分別與機架上的傳動裝置連接，連接後可由傳動機構驅動該對碾輥相對轉動，且兩碾輥要有一定的轉速差。實施例二 本例的具有仿生幾何結構表面的玉米根茬脫土碾輥的具體結構由圖1和圖3聯合示出。本例所述的具有仿生幾何結構表面的玉米根茬脫土碾輥與例一不同的是本例的仿生幾何表面結構為沿輥軸軸線呈螺旋形排布的凹坑型結構1。單個碾輥的圓柱面分布的凹坑型結構沿輥軸軸線呈螺旋升角為45°的螺旋形排布，每兩個相鄰凸包之間的間距為 30mm,凸包的高度與凸包底圓直徑之比為0. 5。其餘未述之處的與實施例一中所述的相同， 不再重述。實施例三本例的具有仿生幾何結構表面的玉米根茬脫土碾輥的具體結構由圖1、圖2和圖 3聯合示出。本例所述的具有仿生幾何結構表面的玉米根茬脫土碾輥與例一和例二不同的是本例的非光滑表面結構為沿輥軸軸線呈螺旋形排布的型結構，即安裝的兩個碾輥表面沿輥軸軸線呈螺旋形排布的結構類型不同。浮動碾輥的圓柱面分布的凸包型結構沿輥軸軸線呈螺旋升角為75°的螺旋形排布，固定碾輥的圓柱面分布的凹坑型結構沿輥軸軸線呈螺旋升角為75°的螺旋形排布，每兩個相鄰凸包/凹坑之間的間距為120mm，凸包的高度與凸包底圓直徑之比為1.5。其餘未述之處的與實施例一中所述的相同，不再重述。
權利要求
1.一種具有仿生幾何結構表面的玉米根茬脫土碾輥，主要由碾輥、可調軸承O)、機架 (3)、浮動碾輥裝置(4)、碾輥圓盤( 和帶狀碾輥板(6)組成，其特徵在於，所述的碾輥為一對，分別通過可調軸承O)固定在浮動碾輥裝置(4)和機架( 上，浮動碾輥裝置(4)活動按裝在機架C3)上，帶狀碾輥板(6)沿軸向固定在碾輥圓盤( 上，帶狀碾輥板(6)外表面具有仿生幾何結構表面(1)，該表面採用沿輥軸軸線呈螺旋形分布指狀凸起或球缺形凹坑， 螺旋升角為45° 75°。
2.根據權利要求1所述的一種具有仿生幾何結構表面的玉米根茬脫土碾輥，其特徵在於，所述的指狀凸起為凸包，其橫截面為拋物面形，凸包的高度與凸包底圓直徑之比為 0. 5 1. 5，每兩個相鄰凸包之間的距離為30mm 120mm。
3.根據權利要求1所述的一種具有仿生幾何結構表面的玉米根茬脫土碾輥，其特徵在於，所述的球缺形凹坑結構，其橫截面為拋物面形，凹坑的深度與凹坑頂圓直徑之比為 0. 25 0. 5，每兩個相鄰凹坑之間的距離為30mm 120mm。
4.根據權利要求1所述的一種具有仿生幾何結構表面的玉米根茬脫土碾輥，其特徵在於，所述的帶狀碾輥板(6)的厚度為4mm 6mm，寬度與長度之比為0.02 0.1，每兩個相鄰碾輥板之間的距離為8mm 18mm。
5.根據專利要求1所述的一種具有仿生幾何結構表面的玉米根茬脫土碾輥，其特徵在於，所述的碾輥相對轉動，且有轉速差，兩個碾輥的轉速之比為0. 5 0. 9。
全文摘要
本發明涉及農業機械中玉米根茬收穫機上的脫土部件，特別是涉及一種用於玉米根茬收穫機的仿生脫土碾輥表面結構，即一種具有仿生幾何結構表面的玉米根茬脫土碾輥。其目的是解決根茬與土壤分離難的問題，使根茬受到擠壓、揉搓、拉拽、篩分、衝擊多種作用，破壞包裹的土體結構，實現根茬與土壤的分離。其特徵包括具有仿生幾何結構表面設有指狀凸起(1)，並呈螺旋形分布，帶狀碾輥板(6)、浮動碾輥裝置(4)、可調軸承(2)依靠碾輥轉速差相互作用；碾輥表面採用的仿生幾何結構表面設計是參照人和動物挖掘、撿拾、清理過程的行為特徵，設計玉米根茬脫土碾輥表面仿生幾何結構及對被加工單元的作用方式。
文檔編號A01B43/00GK102210203SQ20111013074
公開日2011年10月12日 申請日期2011年5月20日 優先權日2011年5月20日
發明者佟金, 周江, 孫霽宇, 常志勇, 曾百功, 陳東輝, 馬雲海 申請人:吉林大學