割台折叠搅龙的双轴离合器设计

2019-01-11蒋春平

新疆农机化 2018年5期

蒋春平

（新疆新研牧神科技有限公司，新疆乌鲁木齐 830026）

0 前言

4YZT-8型自走式玉米籽粒收获机的折叠玉米割台展开宽度达到4.43 m，超过道路通行宽度（3.5 m），为此将割台设计为可折叠结构，分为左、右折叠单元、固定单元3部分。在道路行驶和转场时机手操作按钮，左、右折叠单元可折叠在固定单元上，使总宽度小于3.5 m，满足道路通行条件。收割时机手操作可使割台展开，满足收割要求。

搅龙又叫螺旋推运器，是玉米割台的输送机构，将物料轴向推运到出口处。

由于搅龙需要在整个割台宽度范围内输送物料，故割台折叠搅龙也分成与折叠割台匹配的3段：左、右折叠单元、固定单元，分别固定在折叠割台相应部位。展开后的3段搅龙成一个整体，要求3段搅龙上的螺旋叶片衔接处协调，旋向相位一致，三段轴可靠结合传递动力，和普通不折叠的搅龙功能一样，能够可靠完成物料推运。

离合器是用于机械运转中将传动系统实现结合与分离的一种装置，在机械系统中广泛运用。常用的机械式离合器有牙嵌式、转键式、轮齿式、圆盘摩擦式和圆锥摩擦式等多种。

研究开发一种割台折叠搅龙的双轴牙嵌式离合器，搅龙展开过程折叠单元的运动轨迹是圆周运动，所以离合器动盘定盘结合时，靠近旋转中心处先接触，然后整个端面逐渐接触，接触过程如果牙嵌没有正好啮合，需要动盘有一定的缩回位移量，待转动时转到合适位置动盘在弹簧力作用下再次伸出，动盘定盘的牙嵌啮合，需要动盘与轴是间隙配合，动盘在轴上能轻松移动。

常见的牙嵌离合器又分为矩形牙嵌、三角形牙嵌和梯形牙嵌三种，考虑到结合的平顺性，自锁可靠，安装结构和制造方便，选用矩形牙嵌式离合器。

1 折叠搅龙结构及双轴离合器工作原理（图1、2）

图1 折叠搅龙示意

本割台折叠搅龙适用于折叠割台，也可根据需要适当改动后用于其它超长超大幅宽需要折叠的机构上，搅龙分成三段：左、右折叠单元、固定单元，分别固定在折叠割台相应部位，跟随割台折叠或者展开。右折叠单元装有链轮，与割台体通过链条传递动力。每个单元都由骨架、托架、牙盘等组成。托架、牙盘、轴承、弹簧等全都安装在直径∅165搅龙中心管里面，结构非常紧凑，双轴离合器的可靠性决定了折叠搅龙的性能。

图2 双轴搅龙离合器示意

折叠搅龙参数：

宽度（mm）展开4 190（折叠后3 120）

直径（mm）365×165（叶片直径×中心管直径）

螺距（mm）370

转速（r/min）184

喂入量（kg/s）10

展开时，折叠单元与固定单元的主从动牙盘同轴对正，不一定凸起正对凹陷形成正确牙嵌啮合关系，这需要转到唯一合适的位置才能啮合。相应的凹陷比凸起宽，便于实现啮合。由图2主从动压盘正视图可知，压盘凸起凹陷不是圆周均布，而是从动盘凸起1对应主动盘凹陷1，其余的凸起与凹陷也是一一对应，这样保证了相邻两段搅龙螺旋叶片螺旋起止衔接协调，相位一致，可靠完成物料推运。

展开时如果主从动牙盘凸起对凸起，这时需要主动盘有一个轴向缩回移动，避免整个折叠单元顶死不能展开到位，影响工作。同时展开完成后，搅龙转动时缩回的牙盘在凸起对准合适的凹陷时能够伸出，完成啮合。这就需要主动牙盘后面有弹簧，在弹簧力作用下伸出，牙盘和轴的联接用“六方”间隙配合结构，轴头六方，牙盘内孔六方，这样牙盘就可以在轴上方便滑动，而且传动可靠。这种连接结构加工方便廉价，比花键加工成本低，传递扭矩和运动的可靠性也有保证。折叠是展开的逆向动作，离合器随着折叠单元动作，彻底脱开。

由于折叠或展开都是停机时操作，不考虑离合器结合力和脱开摩擦力，而且牙盘为矩形牙嵌，本身就具备自锁性能，所以仅需计算校核离合器的转矩是否满足即可。