圆捆机搅龙结构改进设计

刘彩霞

（中联农业机械股份有限公司，安徽 芜湖 241080）

搅龙具有结构简单、输送效率高等优点，广泛应用于农业机械领域[1]。圆捆机工作时，左旋叶片搅龙顺时针运转，右旋叶片搅龙逆时针运转，将物料快速推送至打捆室，进行高效率的打捆作业[2-3]。本文针对圆捆机作业时出现的堵草现象，提出相应的解决方案，包括提高搅龙转速，增大搅龙叶片螺距，更改为空心搅龙结构及搅龙装配结构改进，经试验验证，搅龙结构改进有效解决了圆捆机堵草的问题并得到了用户的好评。

1 圆捆机搅龙

搅龙作为圆捆机的关键部件主要作用是将捡拾装置捡拾来的物料推运到喂入室，其推送物料的效率直接影响物料的收获效率[4]。在对圆捆机进行打捆试验时，发现搅龙在输送物料时容易出现堵草现象。为提高搅龙的输送质量，对搅龙运转速度及结构进行理论分析，分析影响搅龙输送质量的因素，为搅龙结构优化提供理论依据。

圆捆机搅龙部分传动原理：拖拉机输出轴通过传动轴将动力传至齿轮箱，经齿轮箱左侧的链传动传至喂入转轴，喂入转轴通过齿轮传动传至喂入输出轴，通过链传动依次传至左搅龙转轴及捡拾器转轴，再通过链传动传至右搅龙转轴。

2 搅龙输送质量影响因素分析

搅龙生产率计算公式如下：

式中，D——搅龙叶片外直径，d——搅龙叶片内直径，t——搅龙叶片螺距，λ——搅龙叶片与外壳间隙，n——搅龙转速，ψ——输送物料时的充满系数，γ——物料单位容积的质量，C——搅龙倾斜输送系数。

由公式（1）并联系搅龙的原理可知，搅龙的输送质量主要与搅龙的转速、搅龙叶片内直径及螺距有关。图1为改进前的搅龙结构，中间转轴贯穿搅龙叶片的总长度，搅龙叶片内直径小，螺距长，转速低导致输送物料周期长，使物料容易缠绕在转轴上，导致圆捆机作业存在易堵草的现象，严重影响了圆捆机的可靠性及工作效率。

图1 改进前的搅龙结构Fig.1 The structure of auger before improvement

3 改进设计

3.1 搅龙结构改进设计

增加搅龙转速是提高搅龙推送效率的关键，将齿轮传动中的2个齿轮齿数进行更改，将会提高搅龙的转速。经分析计算，将其中一个齿轮齿数改为23，另一个齿轮齿数改为18，使得左、右搅龙的转速提高到364 r/min，较改进前（285 r/min）转速提高了27%。增大搅龙叶片的螺距，减少物料从起始位置到终止位置的输送周期，螺距由原来的255 mm更改为300 mm，搅龙的输送周期为1.68圈（原2圈）。搅龙转轴长度减小，搅龙叶片长度的2/3与转轴没有接触，形成空心搅龙结构，使物料输送空间加大，转轴直径（搅龙叶片内直径）由原来的115 mm增加至140 mm，提高搅龙运转线速度。搅龙转轴与搅龙安装轴之间设置固定块，使搅龙转轴转动平稳，减小了搅龙外径的跳动量。改进后的搅龙结构见图2。

图2 改进后的搅龙结构Fig.2 The improved auger structure

3.2 装配结构改进设计

搅龙输送时运动的物料主要是受离心力的作用，使物料向前推送，将搅龙安装轴与机架安装孔设计成偏心结构，入口区域间隙＞过渡区域间隙＞出口区域间隙，作业时，物料入口区域、过渡区域、出口区域的离心力不同心，避免物料缠绕在转轴上，导致堵草现象。与机架装配时，使左搅龙叶片的初始位置与右搅龙叶片的初始位置相差180°相位角，避免左右两侧的物料同时到达喂入口，产生物料堆积，造成堵塞。搅龙装配结构见图3。

图3 搅龙装配结构Fig.3 The assembly structure of auger

4 结果验证

经对2台圆捆机配置改进后的搅龙在齐齐哈尔市进行作业试验，累计打捆数3 000捆，单日最高打捆数量为500捆，堵草零故障。验证结果表明：提高搅龙转速，增大搅龙叶片螺距，更改为空心搅龙结构，搅龙安装轴与机架安装孔设计成偏心结构，装配时使左搅龙叶片的初始位置与右搅龙叶片的初始位置相差180°相位角，能有效解决圆捆机堵草的问题，提升了搅龙的输送质量及效率，增加了圆捆机的可靠性。