本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機械領域,具體為一種釘齒紋桿組合式錐形滾筒脫粒裝置。
背景技術:
目前,已知的作物脫粒裝置主要靠沖擊、揉搓、梳刷等原理,實現(xiàn)谷粒與谷穗的分離,主要結構型式包括軸流滾筒式、雙滾筒式,弓齒滾筒式等脫粒裝置,一般由轉動滾筒和固定不動的柵格狀凹板組成,通過調(diào)節(jié)滾筒轉速和滾筒與凹板之間的入口和出口間隙的大小,滿足不同作物脫粒和分離的需要。根據(jù)作物流向的不同,又分為切流式、軸流式等不同方式。
脫粒裝置是谷子脫粒機的核心工作部件,在很大程度上影響脫粒質量、生產(chǎn)率和分離清選能力等。傳統(tǒng)的脫粒裝置,脫粒速度較高,可以達到14-17m/s,固定柵格式凹板柵格尺寸較大,難以適應粒徑小于2.5mm的谷子、糜子等小籽粒作物的脫粒要求,主要表現(xiàn)在:(1) 破碎率高,甚至會造成谷子的“碾米”現(xiàn)象;(2) 損失率高,由于谷子籽粒粒徑較小,傳統(tǒng)脫粒裝置的密封條件不適合谷子脫粒的要求,造成較大的脫粒損失;(3) 脫凈率低,由于谷子的生物生理特性特殊,谷子與谷碼的連接力強,而谷碼與谷穗之間的連接力小,因此谷碼極易與谷穗分離,但谷子與谷碼的分離較困難,傳統(tǒng)方法脫粒時,需要大量地進行二次脫粒,難以保證脫凈率。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有脫粒裝置存在破碎率高、損失率高且脫凈率低需進行二次脫粒的問題,提供了一種釘齒紋桿組合式錐形滾筒脫粒裝置。
本發(fā)明是采用如下技術方案實現(xiàn)的:釘齒紋桿組合式錐形滾筒脫粒裝置,包括機架和傳動機構;機架上設置有電動機、振動篩和位于振動篩上方的空心滾筒傳動軸,空心滾筒傳動軸內(nèi)穿有風機傳動軸,空心滾筒傳動軸上設置有左右分布且相互連接的柱狀脫粒滾筒和左側直徑大于右側直徑的錐狀脫粒滾筒,柱狀脫粒滾筒和錐狀脫粒滾筒的外側套有與兩者間隙分布的網(wǎng)狀篩板,柱狀脫粒滾筒左側設置有排料口,且柱狀脫粒滾筒的柱面上設置有若干以其軸線為圓心均布設置的紋桿,紋桿的外表面設置有螺旋狀脫粒凸起條,錐狀脫粒滾筒的外表面設置有若干螺旋狀分布的釘齒,錐狀脫粒滾筒右側設置有與網(wǎng)狀篩板連通的喂料桶,喂料桶內(nèi)的空心滾筒傳動軸上設置有螺旋輸送管,柱狀脫粒滾筒左側的風機傳動軸上設置有位于振動篩上方的離心式風機,振動篩傾斜設置,且振動篩是由左右依次連接的雜物收集器、分離篩網(wǎng)及輸送篩板組成的,分離篩網(wǎng)下側設置有籽粒收集器,振動篩下端面與機架之間設置有兩者鉸接的兩根支撐連桿;傳動機構包括與電動機輸出軸連接的驅動輪、位于空心滾筒傳動軸右端的滾筒傳動輪、位于風機傳動軸右端的風機傳動輪和減速器輸入傳動輪,驅動輪與滾筒傳動輪和風機傳動輪通過皮帶連接,風機傳動輪與減速器輸入傳動輪通過皮帶連接,減速器的輸出端與右側支撐連桿上鉸接點之間設置有曲柄搖桿機構。
工作時,啟動電動機,帶動空心滾筒傳動軸和風機傳動軸轉動,進而帶動減速器輸入傳動輪及曲柄搖桿機構運動,實現(xiàn)振動篩的震動;物料進入喂料桶,在螺旋輸送管的作用下物料進入錐狀脫粒滾筒和網(wǎng)狀篩板之間的間隙處,在釘齒和脫粒凸起條的作用下,使谷子籽粒、谷穗和谷碼分離,籽粒及雜物通過網(wǎng)狀篩板落到振動篩上,在振動篩輸送過程中,通過離心式風機的氣吸作用,將篩面上的輕雜物和穎糠吸入并吹出機外,分離篩網(wǎng)上的干凈籽粒進入籽粒收集器收集,較重的雜物落入雜物收集器,長莖稈和殘穗等在脫粒過程中逐步向排料口輸送并由此排出機外,克服了現(xiàn)有脫粒裝置存在破碎率高、損失率高且脫凈率低需進行二次脫粒的問題。
柱狀脫粒滾筒和錐狀脫粒滾筒均為封閉式結構,且紋桿與網(wǎng)狀篩板之間的間隙為5-15mm,釘齒與網(wǎng)狀篩板之間的間隙為10-35mm,排料口外側設置有鉸接式擋板。
封閉式結構設計為了避免長莖稈谷物在滾筒軸上纏繞,減小脫粒裝置的功率消耗;紋桿和釘齒與網(wǎng)狀篩板間隙的設計進一步提高了脫粒效果;鉸接式擋板的設置,以阻滯物料的排出,延長物料在脫粒裝置中停留時間,提高分離效果。
離心式風機包括蝸殼,蝸殼內(nèi)設置有葉片,且蝸殼的底端設置有進風口,蝸殼的左側設置有出風口。
本發(fā)明結構設計合理可靠,一次性完成谷子與谷碼、谷碼與谷穗的分離,拍擊和搓擦速度低于傳統(tǒng)的脫粒機構,杜絕了谷子“碾米”和“繞辮子”現(xiàn)象的發(fā)生,而且提高脫凈率的同時,降低了損失率和破碎率,具有結構簡單、操作方便且成本低的優(yōu)點。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的結構示意圖;
圖2為圖1中柱狀脫粒滾筒處的結構示意圖;
圖3圖1中離心式風機的結構示意圖;
圖4為圖3的側視示意圖;
圖5為圖1中振動篩的結構示意圖。
圖中:1-機架,2-電動機,3-振動篩,4-空心滾筒傳動軸,5-風機傳動軸,6-柱狀脫粒滾筒,7-錐狀脫粒滾筒,8-網(wǎng)狀篩板,9-排料口,10-紋桿,11-脫粒凸起條,12-釘齒,13-喂料桶,14-螺旋輸送管,15-離心式風機,16-雜物收集器,17-分離篩網(wǎng),18-輸送篩板,19-籽粒收集器,20-支撐連桿,21-驅動輪,22-滾筒傳動輪,23-風機傳動輪,24-減速器輸入傳動輪,25-曲柄搖桿機構,26-蝸殼,27-葉片,28-進風口,29-出風口。
具體實施方式
釘齒紋桿組合式錐形滾筒脫粒裝置,包括機架1和傳動機構;機架1上設置有電動機2、振動篩3和位于振動篩3上方的空心滾筒傳動軸4,空心滾筒傳動軸4內(nèi)穿有風機傳動軸5,空心滾筒傳動軸4上設置有左右分布且相互連接的柱狀脫粒滾筒6和左側直徑大于右側直徑的錐狀脫粒滾筒7,柱狀脫粒滾筒6和錐狀脫粒滾筒7的外側套有與兩者間隙分布的網(wǎng)狀篩板8,柱狀脫粒滾筒6左側設置有排料口9,且柱狀脫粒滾筒6的柱面上設置有若干以其軸線為圓心均布設置的紋桿10,紋桿10的外表面設置有螺旋狀脫粒凸起條11,錐狀脫粒滾筒7的外表面設置有若干螺旋狀分布的釘齒12,錐狀脫粒滾筒7右側設置有與網(wǎng)狀篩板8連通的喂料桶13,喂料桶13內(nèi)的空心滾筒傳動軸4上設置有螺旋輸送管14,柱狀脫粒滾筒6左側的風機傳動軸5上設置有位于振動篩3上方的離心式風機15,振動篩3傾斜設置,且振動篩3是由左右依次連接的雜物收集器16、分離篩網(wǎng)17及輸送篩板18組成的,分離篩網(wǎng)17下側設置有籽粒收集器19,振動篩3下端面與機架1之間設置有兩者鉸接的兩根支撐連桿20;傳動機構包括與電動機2輸出軸連接的驅動輪21、位于空心滾筒傳動軸4右端的滾筒傳動輪22、位于風機傳動軸5右端的風機傳動輪23和減速器輸入傳動輪24,驅動輪21與滾筒傳動輪22和風機傳動輪23通過皮帶連接,風機傳動輪23與減速器輸入傳動輪24通過皮帶連接,減速器的輸出端與右側支撐連桿20上鉸接點之間設置有曲柄搖桿機構25。
柱狀脫粒滾筒6和錐狀脫粒滾筒7均為封閉式結構,且紋桿10與網(wǎng)狀篩板8之間的間隙為5(9,12,15)mm,釘齒12與網(wǎng)狀篩板8之間的間隙為10(17,29,35)mm,排料口9外側設置有鉸接式擋板;離心式風機15包括蝸殼26,蝸殼26內(nèi)設置有葉片27,且蝸殼26的底端設置有進風口28,蝸殼26的左側設置有出風口29。
具體實施過程中,排料口9的結構尺寸為200×200 mm,網(wǎng)狀篩板8采用絲徑1mm、3目的鋼絲篩網(wǎng),固接于網(wǎng)格式凹板架上,其相對于滾筒的位置可調(diào),上下調(diào)節(jié)范圍為0-15mm;空心滾筒傳動軸4采用φ60mm的空心無縫鋼管,通過外球面調(diào)心球軸承支撐在機架1上,錐狀脫粒滾筒7的錐度為7?,紋桿10與釘齒12內(nèi)空間用δ1mm的薄板封閉。
脫粒機傳動系統(tǒng)主要由7.5KW二級電機、B型V帶、渦輪蝸桿減速器等組成。
電動機2轉速:;
柱狀脫粒滾筒6和錐狀脫粒滾筒7轉速:;
風機傳動軸5轉速:;
減速器輸入傳動輪24轉速:。
曲柄搖桿機構25驅動軸轉速:。
式中,—電動機帶輪直徑,=100mm;—脫粒滾筒帶輪直徑,=180mm;—風機軸帶輪直徑,=140mm;—減速器輸入軸帶輪直徑,=60mm。
支撐連桿20的長度為220 mm,曲柄半徑,連桿長度為464 mm。
篩面上脫出物向后滑動的條件:;
式中:-重力加速度();-曲柄半徑(m), =0.025m;-曲柄角速度(rad/s), =25.3(rad/s);-物料與鋼材的摩擦角,取=30°;-振動方向角,=21.2°;-篩子傾角,=2°。
計算結果:
;可見,篩子驅動機構機構參數(shù)和運動學參數(shù)滿足振動篩均勻向后輸送物料的條件。
物料從篩面拋起的條件為:;
計算結果:,同時也滿足物料拋起的條件,輸送能力較強。