本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)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(shù)：

目前，已知的作物脫粒裝置主要靠沖擊、揉搓、梳刷等原理，實(shí)現(xiàn)谷粒與谷穗的分離，主要結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)動(dòng)滾筒和固定不動(dòng)的柵格狀凹板組成，通過調(diào)節(jié)滾筒轉(zhuǎn)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(jī)的核心工作部件，在很大程度上影響脫粒質(zhì)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(dá)到14-17m/s，固定柵格式凹板柵格尺寸較大，難以適應(yīng)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?xí)斐晒茸拥摹澳朊住爆F(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(qiáng)，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(shí)，需要大量地進(jìn)行二次脫粒，難以保證脫凈率。

技術(shù)實(shí)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(jìn)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(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：釘齒紋桿組合式錐形滾筒脫粒裝置，包括機(jī)架和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；機(jī)架上設(shè)置有電動(dòng)機(jī)、振動(dòng)篩和位于振動(dòng)篩上方的空心滾筒傳動(dòng)軸，空心滾筒傳動(dòng)軸內(nèi)穿有風(fēng)機(jī)傳動(dòng)軸，空心滾筒傳動(dòng)軸上設(shè)置有左右分布且相互連接的柱狀脫粒滾筒和左側(cè)直徑大于右側(cè)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(cè)套有與兩者間隙分布的網(wǎng)狀篩板，柱狀脫粒滾筒左側(cè)設(shè)置有排料口，且柱狀脫粒滾筒的柱面上設(shè)置有若干以其軸線為圓心均布設(shè)置的紋桿，紋桿的外表面設(shè)置有螺旋狀脫粒凸起條，錐狀脫粒滾筒的外表面設(shè)置有若干螺旋狀分布的釘齒，錐狀脫粒滾筒右側(cè)設(shè)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(dòng)軸上設(shè)置有螺旋輸送管，柱狀脫粒滾筒左側(cè)的風(fēng)機(jī)傳動(dòng)軸上設(shè)置有位于振動(dòng)篩上方的離心式風(fēng)機(jī)，振動(dòng)篩傾斜設(shè)置，且振動(dòng)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(cè)設(shè)置有籽粒收集器，振動(dòng)篩下端面與機(jī)架之間設(shè)置有兩者鉸接的兩根支撐連桿；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與電動(dòng)機(jī)輸出軸連接的驅(qū)動(dòng)輪、位于空心滾筒傳動(dòng)軸右端的滾筒傳動(dòng)輪、位于風(fēng)機(jī)傳動(dòng)軸右端的風(fēng)機(jī)傳動(dòng)輪和減速器輸入傳動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)輪與滾筒傳動(dòng)輪和風(fēng)機(jī)傳動(dòng)輪通過皮帶連接，風(fēng)機(jī)傳動(dòng)輪與減速器輸入傳動(dòng)輪通過皮帶連接，減速器的輸出端與右側(cè)支撐連桿上鉸接點(diǎn)之間設(shè)置有曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。

工作時(shí)，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)空心滾筒傳動(dòng)軸和風(fēng)機(jī)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)減速器輸入傳動(dòng)輪及曲柄搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)篩的震動(dòng)；物料進(jìn)入喂料桶，在螺旋輸送管的作用下物料進(jìn)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(dòng)篩上，在振動(dòng)篩輸送過程中，通過離心式風(fēng)機(jī)的氣吸作用，將篩面上的輕雜物和穎糠吸入并吹出機(jī)外，分離篩網(wǎng)上的干凈籽粒進(jìn)入籽粒收集器收集，較重的雜物落入雜物收集器，長(zhǎng)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(jī)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(jìn)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(jié)構(gòu)，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(cè)設(shè)置有鉸接式擋板。

封閉式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為了避免長(zhǎng)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(shè)計(jì)進(jìn)一步提高了脫粒效果；鉸接式擋板的設(shè)置，以阻滯物料的排出，延長(zhǎng)物料在脫粒裝置中停留時(shí)間，提高分離效果。

離心式風(fēng)機(jī)包括蝸殼，蝸殼內(nèi)設(shè)置有葉片，且蝸殼的底端設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口，蝸殼的左側(cè)設(shè)置有出風(fēng)口。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)，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(shí)，降低了損失率和破碎率，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便且成本低的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中柱狀脫粒滾筒處的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3圖1中離心式風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3的側(cè)視示意圖；

圖5為圖1中振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-機(jī)架，2-電動(dòng)機(jī)，3-振動(dòng)篩，4-空心滾筒傳動(dòng)軸，5-風(fēng)機(jī)傳動(dòng)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(fēng)機(jī)，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(qū)動(dòng)輪，22-滾筒傳動(dòng)輪，23-風(fēng)機(jī)傳動(dòng)輪，24-減速器輸入傳動(dòng)輪，25-曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，26-蝸殼，27-葉片，28-進(jìn)風(fēng)口，29-出風(fēng)口。

具體實(shí)施方式

釘齒紋桿組合式錐形滾筒脫粒裝置，包括機(jī)架1和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；機(jī)架1上設(shè)置有電動(dòng)機(jī)2、振動(dòng)篩3和位于振動(dòng)篩3上方的空心滾筒傳動(dòng)軸4，空心滾筒傳動(dòng)軸4內(nèi)穿有風(fēng)機(jī)傳動(dòng)軸5，空心滾筒傳動(dòng)軸4上設(shè)置有左右分布且相互連接的柱狀脫粒滾筒6和左側(cè)直徑大于右側(cè)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(cè)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(cè)設(shè)置有排料口9，且柱狀脫粒滾筒6的柱面上設(shè)置有若干以其軸線為圓心均布設(shè)置的紋桿10，紋桿10的外表面設(shè)置有螺旋狀脫粒凸起條11，錐狀脫粒滾筒7的外表面設(shè)置有若干螺旋狀分布的釘齒12，錐狀脫粒滾筒7右側(cè)設(shè)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(dòng)軸4上設(shè)置有螺旋輸送管14，柱狀脫粒滾筒6左側(cè)的風(fēng)機(jī)傳動(dòng)軸5上設(shè)置有位于振動(dòng)篩3上方的離心式風(fēng)機(jī)15，振動(dòng)篩3傾斜設(shè)置，且振動(dòng)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(cè)設(shè)置有籽粒收集器19，振動(dòng)篩3下端面與機(jī)架1之間設(shè)置有兩者鉸接的兩根支撐連桿20；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與電動(dòng)機(jī)2輸出軸連接的驅(qū)動(dòng)輪21、位于空心滾筒傳動(dòng)軸4右端的滾筒傳動(dòng)輪22、位于風(fēng)機(jī)傳動(dòng)軸5右端的風(fēng)機(jī)傳動(dòng)輪23和減速器輸入傳動(dòng)輪24，驅(qū)動(dòng)輪21與滾筒傳動(dòng)輪22和風(fēng)機(jī)傳動(dòng)輪23通過皮帶連接，風(fēng)機(jī)傳動(dòng)輪23與減速器輸入傳動(dòng)輪24通過皮帶連接，減速器的輸出端與右側(cè)支撐連桿20上鉸接點(diǎn)之間設(shè)置有曲柄搖桿機(jī)構(gòu)25。

柱狀脫粒滾筒6和錐狀脫粒滾筒7均為封閉式結(jié)構(gòu)，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(cè)設(shè)置有鉸接式擋板；離心式風(fēng)機(jī)15包括蝸殼26，蝸殼26內(nèi)設(shè)置有葉片27，且蝸殼26的底端設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口28，蝸殼26的左側(cè)設(shè)置有出風(fēng)口29。

具體實(shí)施過程中，排料口9的結(jié)構(gòu)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(duì)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(dòng)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(jī)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(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)主要由7.5KW二級(jí)電機(jī)、B型V帶、渦輪蝸桿減速器等組成。

電動(dòng)機(jī)2轉(zhuǎn)速：；

柱狀脫粒滾筒6和錐狀脫粒滾筒7轉(zhuǎn)速：；

風(fēng)機(jī)傳動(dòng)軸5轉(zhuǎn)速：；

減速器輸入傳動(dòng)輪24轉(zhuǎn)速：。

曲柄搖桿機(jī)構(gòu)25驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速：。

式中，—電動(dòng)機(jī)帶輪直徑，=100mm；—脫粒滾筒帶輪直徑，=180mm；—風(fēng)機(jī)軸帶輪直徑，=140mm；—減速器輸入軸帶輪直徑，=60mm。

支撐連桿20的長(zhǎng)度為220 mm，曲柄半徑，連桿長(zhǎng)度為464 mm。

篩面上脫出物向后滑動(dòng)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(dòng)方向角，=21.2°；-篩子傾角，=2°。

計(jì)算結(jié)果：

；可見，篩子驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)滿足振動(dòng)篩均勻向后輸送物料的條件。

物料從篩面拋起的條件為：；

計(jì)算結(jié)果：，同時(shí)也滿足物料拋起的條件，輸送能力較強(qiáng)。