專利名稱：一種具有仿生幾何結(jié)構(gòu)表面的玉米根茬脫土碾輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于玉米根茬收獲機(jī)的脫土碾輥表面結(jié)構(gòu)，屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械中的玉米根茬收獲機(jī)械設(shè)計技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前，在技術(shù)上具有相似性的壓面機(jī)壓輥具有光滑的表面結(jié)構(gòu)，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(jìn)行擠壓、拉扯和延伸，使面片里面的空氣排出。本發(fā)明為一種具有仿生幾何結(jié)構(gòu)表面的玉米根茬脫土碾輥，它在壓面機(jī)壓輥的基礎(chǔ)上進(jìn)行了關(guān)鍵性的技術(shù)革新創(chuàng)造，使已挖掘出的玉米根茬受到擠壓、揉搓、拉拽、沖擊多種作用，破壞根茬包裹的土體結(jié)構(gòu)，提高根土分離效果，從而可以提高后期直燃發(fā)電的效率。本發(fā)明參照人和動物挖掘、撿拾、清理過程的行為特征，設(shè)計制造具有指型結(jié)構(gòu)表面仿生的脫土碾輥；并從實際出發(fā)，考慮了玉米根茬脫土碾輥工作連續(xù)性方面的工程問題， 構(gòu)建了新穎獨特的玉米根茬浮動脫土碾輥。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有仿生幾何結(jié)構(gòu)表面的玉米根茬脫土碾輥，其在壓面機(jī)壓輥的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計，使已挖掘出的玉米根茬受到擠壓、揉搓、拉拽、篩分、沖擊多種作用，破壞根茬包裹的土體結(jié)構(gòu)，提高根土分離效果，從而可以提高后期直燃發(fā)電的效率。本發(fā)明參照人和動物挖掘、撿拾、清理過程的行為特征，設(shè)計制造具有指型結(jié)構(gòu)表面仿生的脫土碾輥；并從實際出發(fā)，考慮了玉米根茬脫土碾輥工作連續(xù)性方面的工程問題， 構(gòu)建了新穎獨特的玉米根茬浮動脫土碾輥。本發(fā)明的上述目的是這樣實現(xiàn)的，結(jié)合


如下一種具有仿生幾何結(jié)構(gòu)表面的玉米根茬脫土碾輥，主要由碾輥、可調(diào)軸承2、機(jī)架 3、浮動碾輥裝置4、碾輥圓盤5和帶狀碾輥板6組成，其特征在于，所述的碾輥為一對，分別通過可調(diào)軸承2固定在浮動碾輥裝置4和機(jī)架3上，浮動碾輥裝置4活動按裝在機(jī)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(jié)構(gòu)表面1， 該表面采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?fù)拱g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(zhuǎn)動，且有轉(zhuǎn)速差，兩個碾輥的轉(zhuǎn)速之比為0. 5 0. 9。本發(fā)明依靠仿生幾何結(jié)構(gòu)表面的結(jié)構(gòu)、帶狀碾輥板以及脫土碾輥的相對轉(zhuǎn)速差， 增大了脫土碾輥對玉米根茬的作用強(qiáng)度及作用時間，從而有效地破壞了根茬與土壤包裹的復(fù)合體結(jié)構(gòu)，提高了根土分離效果。本發(fā)明從實際出發(fā)，考慮了玉米根茬脫土碾輥工作連續(xù)性方面的工程問題。采用一浮動脫土碾輥起到防止堵塞的作用，設(shè)計的新型仿生幾何結(jié)構(gòu)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、沖擊多種作用的同時也便于向后輸送。

本發(fā)明的附圖有四幅圖1是碾輥機(jī)構(gòu)示意圖；圖2是凸包碾輥表面結(jié)構(gòu)；圖3是凹坑碾輥表面結(jié)構(gòu)。圖中1.仿生幾何結(jié)構(gòu)表面；2.可調(diào)軸承；3.機(jī)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(jié)合附圖所示實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體內(nèi)容，本發(fā)明的非限定實施例如下實施例一本例的具有仿生幾何結(jié)構(gòu)表面的玉米根茬脫土碾輥的具體結(jié)構(gòu)由圖1和圖2聯(lián)合示出。本例的這種玉米根茬仿生脫土碾輥其結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)1和碾輥板6之間留有間隙。具體結(jié)構(gòu)為單個碾輥的圓柱面分布的凸包型結(jié)構(gòu)沿輥軸軸線呈螺旋升角為60°的螺旋形排布，并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?fù)拱g的間距為80mm，凸包的高度與凸包底圓直徑之比為1。應(yīng)用在玉米根茬收獲機(jī)上時，采用可調(diào)軸承2將碾輥成對安裝在機(jī)架3的相應(yīng)位置，兩個碾輥之間的相對位置可由調(diào)節(jié)軸承的位置來實現(xiàn)，兩碾輥均為右旋(或左旋)；每個碾輥的動力輸入端分別與機(jī)架上的傳動裝置連接，連接后可由傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動該對碾輥相對轉(zhuǎn)動，且兩碾輥要有一定的轉(zhuǎn)速差。實施例二 本例的具有仿生幾何結(jié)構(gòu)表面的玉米根茬脫土碾輥的具體結(jié)構(gòu)由圖1和圖3聯(lián)合示出。本例所述的具有仿生幾何結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)為沿輥軸軸線呈螺旋形排布的凹坑型結(jié)構(gòu)1。單個碾輥的圓柱面分布的凹坑型結(jié)構(gòu)沿輥軸軸線呈螺旋升角為45°的螺旋形排布，每兩個相鄰?fù)拱g的間距為 30mm,凸包的高度與凸包底圓直徑之比為0. 5。其余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(jié)構(gòu)表面的玉米根茬脫土碾輥的具體結(jié)構(gòu)由圖1、圖2和圖 3聯(lián)合示出。本例所述的具有仿生幾何結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)為沿輥軸軸線呈螺旋形排布的型結(jié)構(gòu)，即安裝的兩個碾輥表面沿輥軸軸線呈螺旋形排布的結(jié)構(gòu)類型不同。浮動碾輥的圓柱面分布的凸包型結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)沿輥軸軸線呈螺旋升角為75°的螺旋形排布，每兩個相鄰?fù)拱?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。其余未述之處的與實施例一中所述的相同，不再重述。
權(quán)利要求
1.一種具有仿生幾何結(jié)構(gòu)表面的玉米根茬脫土碾輥，主要由碾輥、可調(diào)軸承O)、機(jī)架 (3)、浮動碾輥裝置(4)、碾輥圓盤( 和帶狀碾輥板(6)組成，其特征在于，所述的碾輥為一對，分別通過可調(diào)軸承O)固定在浮動碾輥裝置(4)和機(jī)架( 上，浮動碾輥裝置(4)活動按裝在機(jī)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(jié)構(gòu)表面(1)，該表面采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(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有仿生幾何結(jié)構(gòu)表面的玉米根茬脫土碾輥，其特征在于，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?fù)拱g的距離為30mm 120mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有仿生幾何結(jié)構(gòu)表面的玉米根茬脫土碾輥，其特征在于，所述的球缺形凹坑結(jié)構(gòu)，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(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有仿生幾何結(jié)構(gòu)表面的玉米根茬脫土碾輥，其特征在于，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(jù)專利要求1所述的一種具有仿生幾何結(jié)構(gòu)表面的玉米根茬脫土碾輥，其特征在于，所述的碾輥相對轉(zhuǎn)動，且有轉(zhuǎn)速差，兩個碾輥的轉(zhuǎn)速之比為0. 5 0. 9。
全文摘要
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械中玉米根茬收獲機(jī)上的脫土部件，特別是涉及一種用于玉米根茬收獲機(jī)的仿生脫土碾輥表面結(jié)構(gòu)，即一種具有仿生幾何結(jié)構(gòu)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、沖擊多種作用，破壞包裹的土體結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)根茬與土壤的分離。其特征包括具有仿生幾何結(jié)構(gòu)表面設(shè)有指狀凸起(1)，并呈螺旋形分布，帶狀碾輥板(6)、浮動碾輥裝置(4)、可調(diào)軸承(2)依靠碾輥轉(zhuǎn)速差相互作用；碾輥表面采用的仿生幾何結(jié)構(gòu)表面設(shè)計是參照人和動物挖掘、撿拾、清理過程的行為特征，設(shè)計玉米根茬脫土碾輥表面仿生幾何結(jié)構(gòu)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(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者佟金, 周江, 孫霽宇, 常志勇, 曾百功, 陳東輝, 馬云海 申請人:吉林大學(xué)