钉齿纹杆组合式锥形滚筒脱粒装置的制作方法

本发明涉及农业机械领域，具体为一种钉齿纹杆组合式锥形滚筒脱粒装置。

背景技术：

目前，已知的作物脱粒装置主要靠冲击、揉搓、梳刷等原理，实现谷粒与谷穗的分离，主要结构型式包括轴流滚筒式、双滚筒式，弓齿滚筒式等脱粒装置，一般由转动滚筒和固定不动的栅格状凹板组成，通过调节滚筒转速和滚筒与凹板之间的入口和出口间隙的大小，满足不同作物脱粒和分离的需要。根据作物流向的不同，又分为切流式、轴流式等不同方式。

脱粒装置是谷子脱粒机的核心工作部件，在很大程度上影响脱粒质量、生产率和分离清选能力等。传统的脱粒装置，脱粒速度较高，可以达到14-17m/s，固定栅格式凹板栅格尺寸较大，难以适应粒径小于2.5mm的谷子、糜子等小籽粒作物的脱粒要求，主要表现在：(1) 破碎率高，甚至会造成谷子的“碾米”现象；(2) 损失率高，由于谷子籽粒粒径较小，传统脱粒装置的密封条件不适合谷子脱粒的要求，造成较大的脱粒损失；(3) 脱净率低，由于谷子的生物生理特性特殊，谷子与谷码的连接力强，而谷码与谷穗之间的连接力小，因此谷码极易与谷穗分离，但谷子与谷码的分离较困难，传统方法脱粒时，需要大量地进行二次脱粒，难以保证脱净率。

技术实现要素：

本发明为了解决现有脱粒装置存在破碎率高、损失率高且脱净率低需进行二次脱粒的问题，提供了一种钉齿纹杆组合式锥形滚筒脱粒装置。

本发明是采用如下技术方案实现的：钉齿纹杆组合式锥形滚筒脱粒装置，包括机架和传动机构；机架上设置有电动机、振动筛和位于振动筛上方的空心滚筒传动轴，空心滚筒传动轴内穿有风机传动轴，空心滚筒传动轴上设置有左右分布且相互连接的柱状脱粒滚筒和左侧直径大于右侧直径的锥状脱粒滚筒，柱状脱粒滚筒和锥状脱粒滚筒的外侧套有与两者间隙分布的网状筛板，柱状脱粒滚筒左侧设置有排料口，且柱状脱粒滚筒的柱面上设置有若干以其轴线为圆心均布设置的纹杆，纹杆的外表面设置有螺旋状脱粒凸起条，锥状脱粒滚筒的外表面设置有若干螺旋状分布的钉齿，锥状脱粒滚筒右侧设置有与网状筛板连通的喂料桶，喂料桶内的空心滚筒传动轴上设置有螺旋输送管，柱状脱粒滚筒左侧的风机传动轴上设置有位于振动筛上方的离心式风机，振动筛倾斜设置，且振动筛是由左右依次连接的杂物收集器、分离筛网及输送筛板组成的，分离筛网下侧设置有籽粒收集器，振动筛下端面与机架之间设置有两者铰接的两根支撑连杆；传动机构包括与电动机输出轴连接的驱动轮、位于空心滚筒传动轴右端的滚筒传动轮、位于风机传动轴右端的风机传动轮和减速器输入传动轮，驱动轮与滚筒传动轮和风机传动轮通过皮带连接，风机传动轮与减速器输入传动轮通过皮带连接，减速器的输出端与右侧支撑连杆上铰接点之间设置有曲柄摇杆机构。

工作时，启动电动机，带动空心滚筒传动轴和风机传动轴转动，进而带动减速器输入传动轮及曲柄摇杆机构运动，实现振动筛的震动；物料进入喂料桶，在螺旋输送管的作用下物料进入锥状脱粒滚筒和网状筛板之间的间隙处，在钉齿和脱粒凸起条的作用下，使谷子籽粒、谷穗和谷码分离，籽粒及杂物通过网状筛板落到振动筛上，在振动筛输送过程中，通过离心式风机的气吸作用，将筛面上的轻杂物和颖糠吸入并吹出机外，分离筛网上的干净籽粒进入籽粒收集器收集，较重的杂物落入杂物收集器，长茎秆和残穗等在脱粒过程中逐步向排料口输送并由此排出机外，克服了现有脱粒装置存在破碎率高、损失率高且脱净率低需进行二次脱粒的问题。

柱状脱粒滚筒和锥状脱粒滚筒均为封闭式结构，且纹杆与网状筛板之间的间隙为5-15mm，钉齿与网状筛板之间的间隙为10-35mm，排料口外侧设置有铰接式挡板。

封闭式结构设计为了避免长茎秆谷物在滚筒轴上缠绕，减小脱粒装置的功率消耗；纹杆和钉齿与网状筛板间隙的设计进一步提高了脱粒效果；铰接式挡板的设置，以阻滞物料的排出，延长物料在脱粒装置中停留时间，提高分离效果。

离心式风机包括蜗壳，蜗壳内设置有叶片，且蜗壳的底端设置有进风口，蜗壳的左侧设置有出风口。

本发明结构设计合理可靠，一次性完成谷子与谷码、谷码与谷穗的分离，拍击和搓擦速度低于传统的脱粒机构，杜绝了谷子“碾米”和“绕辫子”现象的发生，而且提高脱净率的同时，降低了损失率和破碎率，具有结构简单、操作方便且成本低的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中柱状脱粒滚筒处的结构示意图；

图3图1中离心式风机的结构示意图；

图4为图3的侧视示意图；

图5为图1中振动筛的结构示意图。

图中：1-机架，2-电动机，3-振动筛，4-空心滚筒传动轴，5-风机传动轴，6-柱状脱粒滚筒，7-锥状脱粒滚筒，8-网状筛板，9-排料口，10-纹杆，11-脱粒凸起条，12-钉齿，13-喂料桶，14-螺旋输送管，15-离心式风机，16-杂物收集器，17-分离筛网，18-输送筛板，19-籽粒收集器，20-支撑连杆，21-驱动轮，22-滚筒传动轮，23-风机传动轮，24-减速器输入传动轮，25-曲柄摇杆机构，26-蜗壳，27-叶片，28-进风口，29-出风口。

具体实施方式

钉齿纹杆组合式锥形滚筒脱粒装置，包括机架1和传动机构；机架1上设置有电动机2、振动筛3和位于振动筛3上方的空心滚筒传动轴4，空心滚筒传动轴4内穿有风机传动轴5，空心滚筒传动轴4上设置有左右分布且相互连接的柱状脱粒滚筒6和左侧直径大于右侧直径的锥状脱粒滚筒7，柱状脱粒滚筒6和锥状脱粒滚筒7的外侧套有与两者间隙分布的网状筛板8，柱状脱粒滚筒6左侧设置有排料口9，且柱状脱粒滚筒6的柱面上设置有若干以其轴线为圆心均布设置的纹杆10，纹杆10的外表面设置有螺旋状脱粒凸起条11，锥状脱粒滚筒7的外表面设置有若干螺旋状分布的钉齿12，锥状脱粒滚筒7右侧设置有与网状筛板8连通的喂料桶13，喂料桶13内的空心滚筒传动轴4上设置有螺旋输送管14，柱状脱粒滚筒6左侧的风机传动轴5上设置有位于振动筛3上方的离心式风机15，振动筛3倾斜设置，且振动筛3是由左右依次连接的杂物收集器16、分离筛网17及输送筛板18组成的，分离筛网17下侧设置有籽粒收集器19，振动筛3下端面与机架1之间设置有两者铰接的两根支撑连杆20；传动机构包括与电动机2输出轴连接的驱动轮21、位于空心滚筒传动轴4右端的滚筒传动轮22、位于风机传动轴5右端的风机传动轮23和减速器输入传动轮24，驱动轮21与滚筒传动轮22和风机传动轮23通过皮带连接，风机传动轮23与减速器输入传动轮24通过皮带连接，减速器的输出端与右侧支撑连杆20上铰接点之间设置有曲柄摇杆机构25。

柱状脱粒滚筒6和锥状脱粒滚筒7均为封闭式结构，且纹杆10与网状筛板8之间的间隙为5（9,12,15）mm，钉齿12与网状筛板8之间的间隙为10（17,29,35）mm，排料口9外侧设置有铰接式挡板；离心式风机15包括蜗壳26，蜗壳26内设置有叶片27，且蜗壳26的底端设置有进风口28，蜗壳26的左侧设置有出风口29。

具体实施过程中，排料口9的结构尺寸为200×200 mm，网状筛板8采用丝径1mm、3目的钢丝筛网，固接于网格式凹板架上，其相对于滚筒的位置可调，上下调节范围为0-15mm；空心滚筒传动轴4采用φ60mm的空心无缝钢管，通过外球面调心球轴承支撑在机架1上，锥状脱粒滚筒7的锥度为7˚，纹杆10与钉齿12内空间用δ1mm的薄板封闭。

脱粒机传动系统主要由7.5KW二级电机、B型V带、涡轮蜗杆减速器等组成。

电动机2转速：；

柱状脱粒滚筒6和锥状脱粒滚筒7转速：；

风机传动轴5转速：；

减速器输入传动轮24转速：。

曲柄摇杆机构25驱动轴转速：。

式中，—电动机带轮直径，=100mm；—脱粒滚筒带轮直径，=180mm；—风机轴带轮直径，=140mm；—减速器输入轴带轮直径，=60mm。

支撑连杆20的长度为220 mm，曲柄半径，连杆长度为464 mm。

筛面上脱出物向后滑动的条件：；

式中：-重力加速度（）；-曲柄半径（m）, =0.025m；-曲柄角速度（rad/s）, =25.3（rad/s）；-物料与钢材的摩擦角，取=30°；-振动方向角，=21.2°；-筛子倾角，=2°。

计算结果：

；可见，筛子驱动机构机构参数和运动学参数满足振动筛均匀向后输送物料的条件。

物料从筛面抛起的条件为：；

计算结果：，同时也满足物料抛起的条件，输送能力较强。