青（黄）贮饲料收获机皮带传动离合器装置的设计

刘建玺，任一迪，孙利峰，姚河江，谢新亚，王灿博，马清明

（新疆牧神机械有限责任公司，新疆乌鲁木齐830026）

0 引言

近年来，农牧机械越来越普及，也越来越向智能化方向进步，这对农牧机械实现电液控制提出了更高的要求。青（黄）贮饲料收获机皮带传动离合器装置是重要的工作部件之一[1，2]，皮带离合器可以控制皮带张紧轮转动，使传动皮带张紧或松脱，实现动力传递或分离。原青贮机主离合器主要通过几字形传动回路控制皮带张紧轮转动，传动距离较长，调节环节较多，不利于调试维修。针对以上设计不合理之处以及对农牧机械智能化的需求，公司对现有4QZ-2200A自走式青（黄）贮饲料收获机进行了技术升级，设计了一种皮带传动离合器装置[3，4]，该装置可以实现电液控制[5]，调节简单，便于维修，极大提高了青贮机的适应性和实用性。

1 结构及工作原理

1.1 结构

新青贮机皮带传动离合器装置主要由机架、小皮带轮、皮带张紧轮、皮带张紧轮拉杆、皮带、大皮带轮、移动连板、压缩弹簧、长螺杆、液压油缸等组成（图1）。

原青贮机传动离合器装置主要有手柄操作杆、螺纹拉杆、压簧、导向座机构、长拉杆、转动板1、短拉杆、转动板2、皮带张紧轮拉杆、皮带、皮带张紧轮、小皮带轮、转动板3、机架等组成（图2）。

图1 新青贮机皮带传动离合器皮带张紧结构示意图1.机架2.固定销轴3.小皮带轮4.皮带张紧轮5.皮带张紧轮拉杆6.皮带7.大皮带轮8.移动连板9.固定销轴座板焊合10.带螺孔销轴11.压缩弹簧12.长螺杆13.液压油缸14.皮带护罩1 15.皮带护罩2

原青贮机传动离合器装置通过机手人工推动手柄操作杆带动导向座机构，随之螺纹拉杆带动转动板3、长拉杆、转动板1、短拉杆和转动板2依次逐级运动，最后动力作用在皮带张紧轮拉杆上，带动张紧轮围绕固定销轴转动，实现皮带的张紧和松开。原机构存在一定的不足，原青贮机传动离合器装置整体结构较复杂，传动距离较长，调节环节较多，不利于调试维修。人工推动手柄操作杆离合器结合的响应时间较久。若传动过程中某个零部件损坏，离合器就无法完成结合，也无法迅速分离，带来安全隐患。

针对上述问题，新青贮机皮带传动离合器装置简化了传动结构，缩短了传动距离，便与维修。取消了人工推动手柄操作杆实现主离合结合的方式，改为电液控制液压油缸实现主离合结合与分离，缩短了响应时间，结合与分离过程更加精确可靠。新青贮机皮带传动离合器装置的传动零件数量较少，布局紧凑，更易排查出故障点，便于及时维修处理。

图2 原青贮机皮带传动离合器结构示意图1.手柄操作杆2.螺纹拉杆3.压簧4.导向座机构5.长拉杆6.转动板1 7.短拉杆8.固定销轴座板焊合9.转动板2 10.皮带张紧轮拉杆11.皮带12.皮带护罩2 13.皮带张紧轮14.机架15.固定销轴16.小皮带轮17.皮带护罩1 18.转动板3

1.2 安装过程及工作原理

安装过程：在机架的指定位置安装固定销轴座板焊合，同时在该位置处安装移动连板。移动连板的一端与皮带张紧轮拉杆连接，另一端与带螺孔销轴连接。皮带张紧轮拉杆另一端与皮带张紧轮连接，皮带张紧轮安装在固定销轴处。带螺孔销轴另一端与长螺杆连接，且与长螺杆之间有压缩弹簧。长螺杆的另一端与液压油缸的运动推杆连接，在长螺杆的螺纹处安装调节螺母。

工作原理：发动机后输出动力至小皮带轮，高速运转的小皮带轮通过皮带将动力传送至大皮带轮，大皮带轮进一步将动力传至各功能部件。当离合器皮带张紧时，液压油缸的运动推杆变长，继而推动长螺杆与带螺孔销轴向下运动，移动连板围绕固定销轴座板焊合的销轴轴线方向顺时针旋转，拉动皮带张紧轮拉杆向右联动，带动张紧轮围绕固定销轴向右转动，皮带张紧，实现动力结合；当离合器皮带松脱时，液压油缸的运动推杆变短，推动长螺杆与带螺孔销轴向上运动，移动连板围绕固定销轴座板焊合的销轴轴线方向逆时针旋转，拉动皮带张紧轮拉杆向左联动，带动张紧轮围绕固定销轴向左转动，皮带松脱，实现动力分离。当动力结合时，随着负载的增大和减小，压缩弹簧可吸收或释放负载能量，降低负载对皮带的冲击，保护皮带，延长使用寿命；当动力分离时，由于皮带护罩1和皮带护罩2的作用，护罩与皮带之间有一定的间隙，皮带不会跟随小皮带轮一起转动，降低皮带不必要的损耗，延长使用寿命。

液压泵将液压油箱的中的油充满油路1，当离合器结合时，电控信号作用在电磁换向阀上，电磁换向阀左侧油路接通，油路1与油路4接通，油路2与油路3接通。液压油进入液压油缸的无杆腔内将液压油缸的推杆推向右侧，即液压油缸推杆伸长，同时液压油缸有杆腔内的液压油通过油路2与油路3进入液压油箱；当离合器分离时，电控信号作用在电磁换向阀上，电磁换向阀有侧油路接通，油路1与油路3接通，油路2与油路4接通。液压油进入液压油缸的有杆腔内，将液压油缸的推杆推向左侧，即液压油缸推杆收缩，同时液压油缸无杆腔内的液压油，通过油路2与油路4进入液压油箱。液压锁可以防止油路3和油路4泄压，起到保压作用，液压锁开启压力略小，不会影响整个油路的压力。通过上述过程可以对离合器结合与分离过程实现电液控制。

图3 新青贮机皮带传动离合器液压原理图

2 主要技术特点

（1）该装置传动距离较短，调节环节少，可以迅速实现主离合的结合与分离，提高了收获机工作的可靠性与使用寿命。

（2）该装置可以实现电液控制结合与分离过程，通过电控信号实现液压油缸运动推杆的伸缩量，降低人工操作强度，符合农牧机械智能化的要求，提高了收获机工作的适应性。

（3）该装置结构简单，布局紧凑，便于维修更换，节省了人工更换维修的时间成本，提高了收获机的实用性。

3 结论

在不同机型上的应用与实践表明该皮带传动离合器可以降低人工操作强度，大大提高收获机工作的可靠性和使用寿命。目前，该皮带传动离合器装置已大批量运用到新疆新研牧神科技有限公司生产的4QZ-2200A和4QZ-2600A青（黄）贮饲料收获机系列产品，并且在玛纳斯地区、三坪农场和鄯善地区进行了大面积作业试验，达到了技术要求。

表1 新/原青贮机传动离合器装置故障率、响应时间和维修时间对比

对比表1中的数据，新青贮机传动离合器装置采用电液控制故障率较低，同时响应时间更短，更便于维修，符合广大用户的需要。