陳中武，陳衛(wèi)靈，周漢林

（廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究所，廣州 510630）

高速插秧機(jī)移箱機(jī)構(gòu)

陳中武，陳衛(wèi)靈，周漢林

（廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究所，廣州 510630）

對(duì)高速插秧機(jī)移箱機(jī)構(gòu)作了較為詳細(xì)的介紹，對(duì)比分析了幾種移箱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，著重介紹了GL-CPS4型移箱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理、性能特點(diǎn)和主要工作部件。

插秧機(jī) 高速 移箱機(jī)構(gòu) 原理 特點(diǎn)

0 概述

移箱機(jī)構(gòu)是水稻高速插秧機(jī)的重要組成部分，它的主要功能是在插秧機(jī)工作過(guò)程中負(fù)責(zé)向旋轉(zhuǎn)式栽植臂連續(xù)、定量地進(jìn)行橫向和縱向送秧，同時(shí)為栽植臂提供驅(qū)動(dòng)力。各種插秧機(jī)的移箱機(jī)構(gòu)雖然各不相同，但均由箱體機(jī)架、橫向送秧組件、縱向送秧組件和動(dòng)力傳動(dòng)組件這四個(gè)部分組成。箱體機(jī)架是移箱機(jī)構(gòu)各轉(zhuǎn)動(dòng)部件軸的支承，并為轉(zhuǎn)動(dòng)部件提供密封和潤(rùn)滑。橫向送秧組件主要為移箱軸、秧箱、移箱傳動(dòng)件等，秧箱與移箱軸固接，移箱軸帶動(dòng)秧箱做橫向往返移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)橫向送秧動(dòng)作；橫向送秧過(guò)程要保證栽植臂每栽植一次，橫向送秧的移動(dòng)距離相同；移箱軸的橫向移動(dòng)，多采用螺旋軸轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng)固接在移箱軸上的移箱傳動(dòng)件沿螺旋軸軸向移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)?？v向送秧組件主要由送秧軸、送秧凸輪、棘輪機(jī)構(gòu)、送秧拉桿等執(zhí)行秧苗的縱向等距輸送，縱向送秧只在橫向送秧到達(dá)最左（或右）端位置時(shí)，對(duì)秧苗作整體縱向移動(dòng)，縱向送秧是間歇運(yùn)動(dòng)，一般通過(guò)送秧凸輪使送秧軸旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。動(dòng)力傳動(dòng)組件則是向旋轉(zhuǎn)分插機(jī)構(gòu)栽植臂提供驅(qū)動(dòng)力，有時(shí)也負(fù)責(zé)移箱機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸入。在一些插秧機(jī)的移箱機(jī)構(gòu)中，為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減小整機(jī)的體積、質(zhì)量，降低生產(chǎn)制造成本，會(huì)將螺旋軸、動(dòng)力傳動(dòng)軸、移箱軸、送秧軸等進(jìn)行優(yōu)化組合，但需實(shí)現(xiàn)的功能不變。

下面對(duì)比分析了幾種移箱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，并著重介紹GL-CPS4型移箱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理、性能特點(diǎn)和主要工作部件。

1 幾種常見(jiàn)移箱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及比較

1.1 常見(jiàn)結(jié)構(gòu)

目前高速插秧機(jī)的移箱機(jī)構(gòu)多應(yīng)用螺旋軸的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)箱體內(nèi)軸的配置方式分類，移箱機(jī)構(gòu)主要有以下幾種結(jié)構(gòu)方式。

1.1.1 二軸移箱機(jī)構(gòu)

如圖1所示，移箱機(jī)構(gòu)的箱體機(jī)架上，分別安裝了螺旋軸和移箱軸，螺旋軸一側(cè)裝有動(dòng)力輸入鏈輪，并且安裝有移箱傳動(dòng)件。螺旋軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)部安裝了導(dǎo)向滑塊的移箱傳動(dòng)件被推動(dòng)，沿螺旋軸軸向往復(fù)移動(dòng)，帶動(dòng)移箱軸作往返移動(dòng)實(shí)現(xiàn)橫向送秧；螺旋軸端裝有凸輪，可撥動(dòng)秧箱上的棘爪座實(shí)現(xiàn)縱向送秧。另外，螺旋軸也充當(dāng)動(dòng)力傳動(dòng)軸，為旋轉(zhuǎn)栽植臂提供驅(qū)動(dòng)力。

1.1.2 三軸移箱機(jī)構(gòu)

圖2所示為2ZTYX-430型插秧機(jī)移箱機(jī)構(gòu)。箱體內(nèi)配置了3根軸，即：驅(qū)動(dòng)軸、螺旋軸和移箱軸。驅(qū)動(dòng)軸為螺旋軸、栽植臂傳遞動(dòng)力。螺旋軸轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng)移箱傳動(dòng)件軸向平移，帶動(dòng)移箱軸作往返橫向移動(dòng)，螺旋軸又可撥動(dòng)移箱軸轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)縱向送秧。此機(jī)構(gòu)的移箱軸具有橫向移箱和縱向送秧雙重作用，即該軸既軸向移動(dòng)又繞自己的軸心轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖1 兩軸移箱機(jī)構(gòu)

圖2 三軸移箱機(jī)構(gòu)

1.1.3 四軸移箱機(jī)構(gòu)

圖3所示為2ZTY-430型插秧機(jī)移箱機(jī)構(gòu)。箱體內(nèi)配置4根軸（驅(qū)動(dòng)軸、螺旋軸、移箱軸和送秧軸），驅(qū)動(dòng)軸為螺旋軸和栽植臂提供動(dòng)力，螺旋軸帶動(dòng)移箱傳動(dòng)件推動(dòng)移箱軸實(shí)現(xiàn)橫向移箱送秧，其上的主動(dòng)凸輪撥動(dòng)送秧軸上的被動(dòng)凸輪，使送秧軸旋轉(zhuǎn)作縱向送秧。這一機(jī)構(gòu)中移箱軸負(fù)責(zé)秧箱的橫向移動(dòng)，而送秧軸負(fù)責(zé)縱向送秧。

1.1.4 五軸移箱機(jī)構(gòu)

圖4所示為五軸移箱機(jī)構(gòu)。與四軸移箱機(jī)構(gòu)相比，主要增加了動(dòng)力傳動(dòng)軸，負(fù)責(zé)向栽植臂傳遞動(dòng)力，而中間軸（驅(qū)動(dòng)軸）只向螺旋軸傳遞動(dòng)力，其余各軸功能均與四軸移箱機(jī)構(gòu)相同。

1.2 幾種結(jié)構(gòu)的比較

綜合以上4種移箱結(jié)構(gòu)，可以看出：

圖3 四軸移箱機(jī)構(gòu)

圖4 五軸移箱機(jī)構(gòu)

1）二軸移箱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，整機(jī)的體積小，質(zhì)量輕，但由于傳遞動(dòng)力有限，一般只適用于栽植臂較少的機(jī)動(dòng)插秧機(jī)。

2）三軸移箱機(jī)構(gòu)將移箱軸與送秧軸合并為一，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，但是對(duì)安裝和加工時(shí)的要求較高，螺旋軸兩端的送秧凸輪和送秧軸上的回位凸輪安裝時(shí)要保證相互平行，使秧箱在兩個(gè)端點(diǎn)的送秧量保持一致。移箱軸肩負(fù)兩種功能（橫向移箱和縱向送秧）容易產(chǎn)生變形，特別是移箱軸與秧箱不平行時(shí)，移箱軸容易彎曲，使得縱向送秧后推桿和棘爪難以復(fù)位，影響下次送秧。

3）相比二軸和三軸移箱機(jī)構(gòu)，四軸機(jī)構(gòu)和五軸機(jī)構(gòu)，因?yàn)楦鬏S分工明確，功能單一，可做到動(dòng)作準(zhǔn)確，傳動(dòng)可靠，工作穩(wěn)定，各軸工作時(shí)具有較高的強(qiáng)度和可靠性。

4）四軸機(jī)構(gòu)相比五軸機(jī)構(gòu)，因省去了傳動(dòng)軸，其結(jié)構(gòu)得到有效簡(jiǎn)化，箱體結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單，加工相對(duì)容易，成本降低，并且在考慮降低加工制造和安裝要求時(shí)，四軸結(jié)構(gòu)優(yōu)于三軸機(jī)構(gòu)，因此在實(shí)際中被廣泛采用。

2 GL-CPS4型四軸移箱機(jī)構(gòu)介紹

圖5為GL-CPS4型插秧機(jī)四軸移箱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，GL-CPS4型四軸移箱機(jī)構(gòu)不僅具有上述四軸移箱機(jī)構(gòu)的一些特點(diǎn)，而且將螺旋軸的轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)為3擋可調(diào)，通過(guò)改變橫向送秧速度，實(shí)現(xiàn)了橫向送秧量可調(diào)，使移箱機(jī)構(gòu)具有更好的適應(yīng)性，縱向送秧則采用結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的拉桿方式。如上所述，其結(jié)構(gòu)主要包括箱體機(jī)架、橫向送秧組件、縱向送秧組件和動(dòng)力傳動(dòng)組件等。動(dòng)力傳動(dòng)組件包括：傳動(dòng)軸、離合凸輪、輸入鏈輪組合、撥叉焊合、軸孔座、主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪、鏈輪等。動(dòng)力由輸入鏈輪組合傳入，通過(guò)主、從動(dòng)齒輪組驅(qū)動(dòng)螺旋軸轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)齒輪組由2個(gè)齒數(shù)12，模數(shù)2和2.5的齒輪組成，從動(dòng)齒輪組由齒數(shù)分別為26，24，20的3個(gè)齒輪組成，通過(guò)撥叉焊合，可選擇12/26，12/24，12/20三種速比，實(shí)現(xiàn)橫向移動(dòng)速度可調(diào)。兩端的鏈輪則將動(dòng)力傳到栽植臂，栽植臂端的鏈輪與傳動(dòng)軸鏈輪為等比傳動(dòng)。橫向送秧組件主要有導(dǎo)向凸輪軸（螺旋軸）、苗箱移動(dòng)傳動(dòng)件、苗橫移軸（移箱軸）、緩沖彈簧等組成。苗箱移動(dòng)傳動(dòng)件活套在螺旋軸和苗縱移送軸上，并與苗橫移軸（移箱軸）用螺栓固定，苗箱移動(dòng)傳動(dòng)件內(nèi)裝有可轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)向滑塊，結(jié)構(gòu)如圖6所示。螺旋軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，推動(dòng)導(dǎo)向滑塊沿螺旋槽內(nèi)滑動(dòng)，苗箱移動(dòng)傳動(dòng)件沿螺旋軸軸向滑動(dòng)，帶動(dòng)苗橫移軸做往復(fù)橫向移動(dòng)送秧。緩沖彈簧裝置在苗縱移送軸左端，在苗箱移動(dòng)傳動(dòng)件移動(dòng)到螺旋軸端部時(shí)起緩沖作用。縱向送秧組件主要由主、從動(dòng)凸輪、苗縱移送軸焊合、苗縱移送拉桿、緩沖彈簧等組成。主、從動(dòng)凸輪其結(jié)構(gòu)如圖7所示，可使苗縱移送軸作間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。主動(dòng)凸輪和從動(dòng)凸輪分別安裝在螺旋軸和苗縱移送軸上，當(dāng)苗箱移動(dòng)傳動(dòng)件移動(dòng)到螺旋軸右端時(shí)，推動(dòng)主動(dòng)凸輪與從動(dòng)凸輪嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，使苗縱移送軸轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，帶動(dòng)苗縱移送拉桿實(shí)現(xiàn)縱向送秧。

圖5 GL-CPS4型四軸移箱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖

陳中武（1972-），男，工程師。研究方向：農(nóng)業(yè)機(jī)械。