本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域中以玉米秸稈物料高值化利用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別提供了一種玉米秸稈皮瓤分離裝置。

背景技術(shù)：

玉米秸稈由葉、外皮和瓤構(gòu)成，其中：瓤和葉含有豐富的粗蛋白、粗脂肪、半纖維素和糖等，是育畜的優(yōu)良飼料；外皮的主要成份是纖維素和木質(zhì)素，它強(qiáng)度高、韌性好，是造紙、制板的好原料。但是，在秸稈的皮瓤未分離前作飼料，其作為傳統(tǒng)飼料使用則存在適口性差，采食率低，咀嚼困難等亟待改善的問題；若在秸稈的皮瓤未分離前將其用于造紙、制板，則由于糖和蛋白含量高，致使?jié){液粘度大，生產(chǎn)效率低，成本增加。

如果將秸稈外皮分離，必將明顯有利于資源的高效利用，甚至可能使其利用效率倍增。然而玉米外皮和瓤的結(jié)合力使得其高效分離有難度。目前玉米秸稈皮和瓤分離技術(shù)針對單株秸稈剝?nèi)~，接著切割刮瓤，由于秸稈個體的差異性，存在分離質(zhì)量不穩(wěn)定，分離效率低，進(jìn)而沒有得到推廣應(yīng)用。此外，因?yàn)橛衩捉斩挼拇媪看?，每年都有大量秸稈因得不到及時有效利用被焚燒，對環(huán)境造成了污染。

東北農(nóng)業(yè)大學(xué)的王德福研制的玉米秸稈皮瓤葉分離設(shè)備，對剝?nèi)繖C(jī)構(gòu)進(jìn)行了試驗(yàn)研究。其利用試驗(yàn)臺對其主要影響因素：剝?nèi)康杜c支持板間隙、剝?nèi)康稊?shù)量、剝?nèi)康栋惭b角和剝?nèi)枯佫D(zhuǎn)速進(jìn)行了試驗(yàn)。王德福設(shè)計的玉米秸稈皮瓤分離機(jī)由除葉機(jī)構(gòu)和剝?nèi)繖C(jī)構(gòu)組成。玉米秸稈皮瓤分離主要工藝為：秸稈喂入-兩級除葉-旋切剝?nèi)?外皮輸出，其關(guān)鍵工藝為除葉與剝?nèi)俊Ｆ淦と糠蛛x過程是，在喂入輥夾持輸送下秸稈根部向前進(jìn)入齒輥除葉機(jī)構(gòu)，經(jīng)其打擊、搓擦，大部分葉片脫離莖桿；然后秸稈進(jìn)入剝?nèi)繖C(jī)構(gòu)，經(jīng)縱向切割、展開、壓平、內(nèi)瓤切削，實(shí)現(xiàn)內(nèi)瓤與外皮的分離；最后外皮由輸出輥導(dǎo)出。(參見文獻(xiàn)：王德福，陳爭光，于克強(qiáng).玉米秸稈剝?nèi)繖C(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化[j].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報，2012，43(10)：90-94.文獻(xiàn)：王德福，陳爭光，于克強(qiáng).玉米秸稈剝?nèi)繖C(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化[j].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報，2012，43(10)：90-94.)

東北林業(yè)大學(xué)李平凡，設(shè)計了一種用于分離玉米秸稈皮、瓤、葉的一體機(jī)(參見文獻(xiàn)：李平凡，花軍，張向明.玉米秸稈皮.瓤.葉分離體機(jī)的設(shè)計研究[j].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013(33)：13038-13041)。該機(jī)主要由電機(jī)、機(jī)架、去葉裝置和除瓤裝置等組成，按照先去葉后除瓤的順序?qū)τ衩捉斩掃M(jìn)行加工，其中去葉基于搓擦原理，除瓤基于劈展刮削原理。以上2種皮、瓤分離機(jī)共同的特點(diǎn)是，對每個單株秸稈進(jìn)行打擊、搓擦，脫葉；然后切割秸稈、展開、壓平、內(nèi)瓤切削這樣的過程，實(shí)現(xiàn)外皮與瓤葉的分離。由于秸稈個體的差異性，皮瓤分離質(zhì)量不穩(wěn)定，工作效率低。

為了提高秸稈的應(yīng)用價值，做到精細(xì)化利用；進(jìn)行新的技術(shù)發(fā)明和應(yīng)用勢在必行。解決玉米秸稈的外皮和瓤葉高效分離技術(shù)對農(nóng)民盡快實(shí)現(xiàn)小康、改善生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和國家十三五的宏偉目標(biāo)具有重要的意義。人們迫切希望獲得一種技術(shù)效果優(yōu)良的玉米秸稈皮瓤分離裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種技術(shù)效果優(yōu)良的玉米秸稈皮瓤分離裝置。

本發(fā)明重點(diǎn)涉及一種玉米秸稈皮瓤分離裝置，其特征在于：其以秸稈及皮瓤硬度、密度、彈性模量等差異較大的物料特性進(jìn)行皮瓤分離研究為切入點(diǎn)，建立碾壓、剪切和錘擊分離機(jī)構(gòu)體系；其工作原理是：待加工的玉米秸稈從喂料口進(jìn)入玉米秸稈皮瓤分離裝置中實(shí)現(xiàn)碾壓、剪切和錘擊分離，在高速旋轉(zhuǎn)的錘刀和外齒圈之間受到?jīng)_擊、剪切和摩擦作用而實(shí)現(xiàn)皮瓤分離；其分離機(jī)理為下述幾點(diǎn)的組合：①高速旋轉(zhuǎn)錘擊粉碎單元對物料直接沖擊作用；②帶齒襯套對物料的反擊作用；③錘刀和外齒圈所形成的的狹窄間隙對物料的剪切、擠壓和摩擦作用；④物料間的相互碰撞、摩擦作用。

所述玉米秸稈皮瓤分離裝置，優(yōu)選要求保護(hù)下述內(nèi)容：

所述玉米秸稈皮瓤分離裝置采用先壓后碎再分離的方式對秸稈進(jìn)行處理；即：先使用1-2對壓輥對玉米秸稈進(jìn)行預(yù)壓處理，然后將壓成條狀的秸稈進(jìn)行切割分段，切割后在揉碎機(jī)中揉碎，最后通過旋風(fēng)分離將皮瓤分離并存儲。

對玉米秸稈進(jìn)行預(yù)壓處理所使用的是軸線相互垂直的2對壓輥，其中一組為軸線水平布置的水平輥?zhàn)?，另一組為軸線豎直布置的豎直輥?zhàn)?；其中：水平輥?zhàn)?整體為圓柱狀結(jié)構(gòu)，其外圓柱面上固定布置有用于擠壓配合的齒滾結(jié)構(gòu)；水平輥?zhàn)?有兩個組成一對且二者共同構(gòu)成喂入輥組，兩個水平輥?zhàn)?的軸線平行且在同一豎直平面中布置；兩個水平輥?zhàn)?之間留有相配合的能調(diào)節(jié)的喂料間隙；成對的水平輥?zhàn)?中主動件由外部動力驅(qū)動；

軸線豎直布置的豎直輥?zhàn)釉谟衩捉斩捈庸ち鞒讨胁贾迷谒捷佔(zhàn)?的下游，其也由兩個組成一對且二者共同構(gòu)成繼續(xù)對玉米秸稈進(jìn)行預(yù)壓的輥組；

在玉米秸稈加工流程中的構(gòu)成喂入輥組的成對水平輥?zhàn)?上游，布置有喂料前端模塊，其具體為物料輸送上料裝置；在成對水平輥?zhàn)?下游即遠(yuǎn)離物料輸送上料裝置的另一側(cè)設(shè)置有物料擠壓剪切復(fù)合裝置，物料切擠壓剪切復(fù)合裝置具體是輪盤式切割系統(tǒng)，其具體是由固定式切割刀和旋轉(zhuǎn)式擠壓結(jié)構(gòu)配合構(gòu)成；

物料擠壓剪切復(fù)合裝置的下方設(shè)置有物料輸送通道和存儲結(jié)構(gòu)。

所述玉米秸稈皮瓤分離裝置中還設(shè)置有用于在物料切割后對其進(jìn)行進(jìn)一步加工以促進(jìn)玉米秸稈皮瓤分離的剪切后皮瓤分離機(jī)構(gòu)；其具體是螺旋揉搓分離單元，具體構(gòu)成如下：一對陰陽螺旋轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子周圍設(shè)置有物料存儲和輸送用通道殼體，物料存儲和輸送用通道殼體和棍子之間間距可調(diào)，成對的兩個螺旋轉(zhuǎn)子之間間隙可調(diào)；

在使用所述玉米秸稈皮瓤分離裝置的實(shí)際工作流程中，對玉米秸稈進(jìn)行預(yù)壓的兩對互相成垂直布置的輥?zhàn)酉群髮τ衩捉斩掃M(jìn)行橫向和縱向碾壓作用，使得秸稈皮瓤進(jìn)一步分離；部分分離完成的秸稈皮瓤進(jìn)入刀盤進(jìn)行切斷，切成段能夠使部分皮瓤完全脫離；切斷后的所有秸稈段在重力作用下進(jìn)入到布置在下方的下游的剪切后皮瓤分離機(jī)構(gòu)中，在錘片旋轉(zhuǎn)的錘擊作用下進(jìn)行錘擊和揉碎操作，以便使得所有的皮瓤打成絲粉狀；之后皮瓤會在旋風(fēng)分離裝置的作用下將皮和瓤進(jìn)行分離。

所述玉米秸稈皮瓤分離裝置中還設(shè)置有用于在物料切割后對其進(jìn)行進(jìn)一步加工以促進(jìn)玉米秸稈皮瓤分離的剪切后皮瓤分離機(jī)構(gòu)；其具體是錘擊式粉碎單元，其具體構(gòu)成如下：錘片式粉碎箱7、主軸8、副軸9、錘片10、副軸支撐結(jié)構(gòu)11；其中：錘片式粉碎箱7布置在其余結(jié)構(gòu)的附近且與相鄰的物料輸送和存儲通道相連通并共同構(gòu)成連續(xù)的物料存儲空腔；主軸8的四周還固定布置有4根平行于主軸8的副軸9；錘片10的其中一端套裝在副軸9上，錘片10的另一端為自由端；當(dāng)主軸8以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動帶動副軸9一起旋轉(zhuǎn)時，在旋轉(zhuǎn)離心力的作用下，錘片10的自由端會遠(yuǎn)離主軸軸線，以實(shí)現(xiàn)對盛放在錘片式粉碎箱7中的被加工的成段玉米秸稈進(jìn)行錘擊粉碎操作，以實(shí)現(xiàn)玉米秸稈皮瓤的進(jìn)一步分離。參見圖1、圖3。

上段內(nèi)容的進(jìn)一步優(yōu)選補(bǔ)充限定：所述剪切后皮瓤分離機(jī)構(gòu)中還設(shè)置有副軸支撐結(jié)構(gòu)11；其具體是固定在主軸8上的法蘭狀結(jié)構(gòu)件，用于支撐固定副軸9并使副軸9與主軸8穩(wěn)固的結(jié)合成為一個整體，同時對錘片10起到良好的支撐作用。

兩個水平輥?zhàn)?之間留有相配合的喂料間隙能進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中，一個水平輥?zhàn)?豎直方向固定布置在機(jī)架上，另一個水平輥?zhàn)?能相對于前者在豎直方向進(jìn)行間隙調(diào)節(jié)；間隙調(diào)節(jié)具體使用雙彈簧式壓緊機(jī)構(gòu)，其具體有彈簧扣5和壓緊彈簧6；其中：兩個壓緊彈簧6布置在機(jī)架兩側(cè)，其中一個固定在機(jī)架上，另一個固定在用于固定喂入輥組的支座上。

垂直于構(gòu)成喂入輥組的成對水平輥?zhàn)?軸線的水平方向的一側(cè)布置的喂料前端模塊即物料輸送上料裝置具體滿足下述要求：其構(gòu)成如下：喂料輥、喂入帶裝置；其中：喂入帶為帶輪驅(qū)動的帶傳動裝置，喂料輥布置在喂入帶裝置上方用于將待加工物料即玉米秸稈向下游推送以使其進(jìn)入喂入輥組中的兩個水平輥?zhàn)?之間的間隙中。

物料擠壓剪切復(fù)合裝置中，固定式切割刀的刀刃基本沿豎直方向布置，旋轉(zhuǎn)式擠壓結(jié)構(gòu)具體為輪狀基體上沿圓周均布凸起結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)件，配合構(gòu)成；工作時旋轉(zhuǎn)式擠壓結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)其外邊緣的凸起結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)到靠近固定式切割刀時，其二者之間距離最短且能形成沖擊式間歇切割動作，物料擠壓剪切復(fù)合裝置借助物料從喂入輥組向下游輸出的慣性將物料剪切成預(yù)期長度的段狀半成品。

所述玉米秸稈皮瓤分離裝置中，在剪切后皮瓤分離機(jī)構(gòu)下游還布置有旋風(fēng)分離裝置，其具體構(gòu)成為：分離倉、風(fēng)機(jī)27、風(fēng)機(jī)箱體24、分離機(jī)殼29；其中：風(fēng)機(jī)27將上游處理過的物料通過風(fēng)機(jī)箱體24吹送輸入到旋風(fēng)分離裝置的分離機(jī)殼29中，分離后的物料根據(jù)質(zhì)量差異，最終輸出到加工后的成品料倉中，完成分選分離過程。

本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)在于：通過研究物料皮瓤粘合力、秸稈受擠壓破損形式設(shè)計出兩對輥?zhàn)酉葔汉笄械难b置，可以用最小的功耗達(dá)到皮瓤分離的目的。

本發(fā)明以玉米秸稈群為研究對象，利用秸稈皮和瓤硬度、密度、彈性模量等差異較大的物料特性進(jìn)行皮瓤分離，可以實(shí)現(xiàn)高效率、低能耗，項目的實(shí)施能夠?qū)⒂衩捉斩挼钠?、瓤和葉片實(shí)現(xiàn)高效分離，各盡其用，提高綜合利用的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

本發(fā)明以及相關(guān)技術(shù)內(nèi)容中，還有下述補(bǔ)充說明的內(nèi)容：

(1)本發(fā)明的相關(guān)研究還有助于揭示玉米秸稈在收獲后不同含水率、不同部位的秸稈皮瓤結(jié)合力學(xué)特性及其應(yīng)力分布規(guī)律。

玉米秸稈群皮瓤分離，以玉米秸稈外皮和瓤硬度、密度、彈性模量等差異較大的物料特性為切入點(diǎn)，進(jìn)行皮瓤分離研究。鑒于秸稈個體形狀的差異性，揭示收獲后不同含水率、不同部位的秸稈皮瓤結(jié)合力學(xué)特性及其應(yīng)力分布規(guī)律。對于研究多秸稈群的皮瓤分離機(jī)理至關(guān)重要。

(2)秸稈“擠壓、剪切、錘擊”皮瓤分離過程，皮瓤分離動態(tài)特征與機(jī)械力作用機(jī)理可以在之后的進(jìn)一步研究中深入展開并得以完善。

基于機(jī)械外力作用，本發(fā)明及其后續(xù)研究可能基于秸稈皮瓤基本力學(xué)特性及其應(yīng)力分布規(guī)律，建立玉米秸稈皮瓤分離力學(xué)模型；基于擠壓、剪切、錘擊分離原理，利用三維建模與仿真模擬，研究擠壓、切段、錘擊分離機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)仿真模型，并利用高速攝影和超景深顯微鏡技術(shù)，微觀捕捉擠壓、剪切、錘擊分離軌跡和皮瓤分離動態(tài)特征，揭示擠壓、剪切、錘擊機(jī)械力作用秸稈皮瓤分離機(jī)理。

本發(fā)明所述裝置的整個機(jī)械結(jié)構(gòu)緊湊靈活，適用于普遍玉米秸稈，對于不同含水率的秸稈都有很好的皮瓤分離效果，玉米秸稈不需要進(jìn)行預(yù)處理，整根秸稈可以直接輸送到進(jìn)料口，省去切斷等二次加工工序；

整個結(jié)構(gòu)操作簡單，單人操作即可，整個結(jié)構(gòu)安置在地面上，重心低，不會出現(xiàn)側(cè)翻，倒塌等安全隱患；

在本發(fā)明之前，未曾有前人做過類似玉米秸稈皮瓤分離粉碎機(jī)，所以本發(fā)明對玉米秸稈皮瓤分離粉碎領(lǐng)域是一個技術(shù)上的空白填充。

本發(fā)明及后續(xù)計劃展開的研究將在理論研究與應(yīng)用研究相結(jié)合的基礎(chǔ)上，針對性的解決秸稈就地焚燒帶來的環(huán)境污染問題，并且強(qiáng)調(diào)秸稈高值化利用，這必將是解決玉米秸稈就地焚燒問題的關(guān)鍵舉措。

玉米秸稈的高值化利用的瓶頸就是如何能夠?qū)⒂衩捉斩挼钠?、瓤和葉實(shí)現(xiàn)高效分離，各盡其用。利用秸稈的外皮制造高品質(zhì)的紙和板、瓤葉做優(yōu)質(zhì)飼料是秸稈高附加值利用的有效途徑。然而玉米外皮和瓤的結(jié)合力使得其高效分離有難度。目前玉米秸稈皮和瓤分離技術(shù)針對單株秸稈剝?nèi)~，接著切割刮瓤，由于秸稈個體的差異性，存在分離質(zhì)量不穩(wěn)定，分離效率低，進(jìn)而沒有得到推廣應(yīng)用。本發(fā)明及后續(xù)的研究是以玉米秸稈群為研究對象，利用秸稈皮和瓤硬度、密度、彈性模量等差異較大的物料特性進(jìn)行皮瓤分離，可以實(shí)現(xiàn)高效率、低能耗，項目的實(shí)施不僅可以解決農(nóng)村秸稈焚燒帶來的環(huán)境污染問題，而且預(yù)期可以很好的實(shí)現(xiàn)玉米秸稈高附加值利用，在增加農(nóng)民收入的同時促進(jìn)了玉米種植產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

本發(fā)明以秸稈及皮瓤硬度、密度彈性模量等差異較大的物料特性進(jìn)行皮瓤分離研究為切入點(diǎn)，運(yùn)用運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)理論與方法、離散元分析技術(shù)以及高速攝像和超景深顯微鏡技術(shù)構(gòu)建秸稈皮瓤分離過程中，秸稈群及個體的受力、速度、皮瓤破裂等隨機(jī)變量的數(shù)學(xué)模型，揭示秸稈群皮瓤分離動態(tài)特征與機(jī)構(gòu)運(yùn)動耦合機(jī)理。

綜合而言，本發(fā)明具有可預(yù)期的較為巨大的經(jīng)濟(jì)價值和社會價值。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：

圖1為玉米秸稈皮瓤分離裝置的結(jié)構(gòu)組成原理示意簡圖；

圖2是對應(yīng)圖1且拆除了遮擋內(nèi)部結(jié)構(gòu)的殼體等結(jié)構(gòu)后的以剪切部分為重點(diǎn)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理關(guān)系示意簡圖；

圖3是對應(yīng)圖1且拆除了遮擋內(nèi)部結(jié)構(gòu)的殼體等結(jié)構(gòu)后的以剪切后皮瓤分離機(jī)構(gòu)為重點(diǎn)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理關(guān)系示意簡圖；

圖4是切割部分圖2的主視圖；

圖5是切割部分圖2的左視圖；

圖6是切割部分圖2的俯視圖；

圖7是圖1的內(nèi)部構(gòu)造示意圖。

具體實(shí)施方式

附圖標(biāo)記含義說明：主殼體1、水平輥?zhàn)?、豎直輥?zhàn)?、齒輪軸4、彈簧扣5、壓緊彈簧6、錘片式粉碎箱7、主軸8、副軸9、錘片10、副軸支撐結(jié)構(gòu)11、電機(jī)一12、切割刀13、錐形齒輪一14、錐形齒輪二15、傳動軸16、錐形齒輪三17、錐形齒輪四18、皮帶輪一19、傳動軸二20、皮帶輪二21、正齒輪一22、正齒輪二23、風(fēng)機(jī)箱體24、電機(jī)二25、聯(lián)軸器26、風(fēng)機(jī)27、皮帶輪三28、分離機(jī)殼29。

實(shí)施例1

一種玉米秸稈皮瓤分離裝置，其以秸稈及皮瓤硬度、密度、彈性模量等差異較大的物料特性進(jìn)行皮瓤分離研究為切入點(diǎn)，建立碾壓、剪切和錘擊分離機(jī)構(gòu)體系；其工作原理是：待加工的玉米秸稈從喂料口進(jìn)入玉米秸稈皮瓤分離裝置中實(shí)現(xiàn)碾壓、剪切和錘擊分離，在高速旋轉(zhuǎn)的錘刀和外齒圈之間受到?jīng)_擊、剪切和摩擦作用而實(shí)現(xiàn)皮瓤分離；其分離機(jī)理為下述幾點(diǎn)的組合：①高速旋轉(zhuǎn)錘擊粉碎單元對物料直接沖擊作用；②帶齒襯套對物料的反擊作用；③錘刀和外齒圈所形成的狹窄間隙對物料顆粒的剪切、擠壓和摩擦作用；④物料顆粒間的相互碰撞、摩擦作用。

所述玉米秸稈皮瓤分離裝置采用先壓后碎再分離的方式對秸稈進(jìn)行處理；即：先使用1-2對壓輥對玉米秸稈進(jìn)行預(yù)壓處理，然后將壓成條狀的秸稈進(jìn)行切割分段，切割后在揉碎機(jī)中揉碎，最后通過旋風(fēng)分離將皮瓤分離并存儲。

對玉米秸稈進(jìn)行預(yù)壓處理所使用的是軸線相互垂直的2對壓輥，其中一組為軸線水平布置的水平輥?zhàn)?，另一組為軸線豎直布置的豎直輥?zhàn)樱黄渲校核捷佔(zhàn)?整體為圓柱狀結(jié)構(gòu)，其外圓柱面上固定布置有用于擠壓配合的齒滾結(jié)構(gòu)；水平輥?zhàn)?有兩個組成一對且二者共同構(gòu)成喂入輥組，兩個水平輥?zhàn)?的軸線平行且在同一豎直平面中布置；兩個水平輥?zhàn)?之間留有相配合的能調(diào)節(jié)的喂料間隙；成對的水平輥?zhàn)?中主動件由外部動力驅(qū)動；

軸線豎直布置的豎直輥?zhàn)釉谟衩捉斩捈庸ち鞒讨胁贾迷谒捷佔(zhàn)?的下游，其也由兩個組成一對且二者共同構(gòu)成繼續(xù)對玉米秸稈進(jìn)行預(yù)壓的輥組；

在玉米秸稈加工流程中的構(gòu)成喂入輥組的成對水平輥?zhàn)?上游，布置有喂料前端模塊，其具體為物料輸送上料裝置；在成對水平輥?zhàn)?下游即遠(yuǎn)離物料輸送上料裝置的另一側(cè)設(shè)置有物料擠壓剪切復(fù)合裝置，物料擠壓剪切復(fù)合裝置具體是輪盤式切割系統(tǒng)，其具體是由固定式切割刀和旋轉(zhuǎn)式擠壓結(jié)構(gòu)配合構(gòu)成；

物料擠壓剪切復(fù)合裝置的下方設(shè)置有物料輸送通道和存儲結(jié)構(gòu)。

所述玉米秸稈皮瓤分離裝置中還設(shè)置有用于在物料切割后對其進(jìn)行進(jìn)一步加工以促進(jìn)玉米秸稈皮瓤分離的剪切后皮瓤分離機(jī)構(gòu)；其具體是螺旋揉搓分離單元，具體構(gòu)成如下：一對輥?zhàn)又車O(shè)置有物料存儲和輸送用通道殼體，物料存儲和輸送用通道殼體和輥?zhàn)又g間距可調(diào)，成對的兩個螺旋轉(zhuǎn)子之間間隙可調(diào)；

在使用所述玉米秸稈皮瓤分離裝置的實(shí)際工作流程中，對玉米秸稈進(jìn)行預(yù)壓的兩對互相成垂直布置的輥?zhàn)酉群髮τ衩捉斩掃M(jìn)行橫向和縱向碾壓作用，使得秸稈皮瓤進(jìn)一步分離；部分分離完成的秸稈皮瓤進(jìn)入刀盤進(jìn)行切斷，切成段能夠使部分皮瓤完全脫離；切斷后的所有秸稈段在重力作用下進(jìn)入到布置在下方的下游的剪切后皮瓤分離機(jī)構(gòu)中，在錘片旋轉(zhuǎn)的錘擊作用下進(jìn)行錘擊和揉碎操作，以便使得所有的皮瓤打成絲粉狀；之后皮瓤會在旋風(fēng)分離裝置的作用下將皮和瓤進(jìn)行分離。

所述玉米秸稈皮瓤分離裝置中還設(shè)置有用于在物料切割后對其進(jìn)行進(jìn)一步加工以促進(jìn)玉米秸稈皮瓤分離的剪切后皮瓤分離機(jī)構(gòu)；其具體是錘擊式粉碎單元，其具體構(gòu)成如下：錘片式粉碎箱7、主軸8、副軸9、錘片10、副軸支撐結(jié)構(gòu)11；其中：錘片式粉碎箱7布置在其余結(jié)構(gòu)的附近且與相鄰的物料輸送和存儲通道相連通并共同構(gòu)成連續(xù)的物料存儲空腔；主軸8的四周還固定布置有4根平行于主軸8的副軸9；錘片10的其中一端套裝在副軸9上，錘片10的另一端為自由端；當(dāng)主軸8以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動帶動副軸9一起旋轉(zhuǎn)時，在旋轉(zhuǎn)離心力的作用下，錘片10的自由端會遠(yuǎn)離主軸軸線，以實(shí)現(xiàn)對盛放在錘片式粉碎箱7中的被加工的成段玉米秸稈進(jìn)行錘擊粉碎操作，以實(shí)現(xiàn)玉米秸稈皮瓤的進(jìn)一步分離。參見圖1、圖3。

上段內(nèi)容的進(jìn)一步補(bǔ)充限定：所述剪切后皮瓤分離機(jī)構(gòu)中還設(shè)置有副軸支撐結(jié)構(gòu)11；其具體是固定在主軸8上的法蘭狀結(jié)構(gòu)件，用于支撐固定副軸9并使副軸9與主軸8穩(wěn)固的結(jié)合成為一個整體，同時對錘片10起到良好的支撐作用。

兩個水平輥?zhàn)?之間留有相配合的喂料間隙能進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中，一個水平輥?zhàn)?豎直方向固定布置在機(jī)架上，另一個水平輥?zhàn)?能相對于前者在豎直方向進(jìn)行間隙調(diào)節(jié)；間隙調(diào)節(jié)具體使用雙彈簧式壓緊機(jī)構(gòu)，其具體有彈簧扣5和壓緊彈簧6；其中：兩個壓緊彈簧6布置在機(jī)架兩側(cè)，其中一個固定在機(jī)架上，另一個固定在用于固定喂入輥組的支座上。

垂直于構(gòu)成喂入輥組的成對水平輥?zhàn)?軸線的水平方向的一側(cè)布置的喂料前端模塊即物料輸送上料裝置具體滿足下述要求：其構(gòu)成如下：喂料輥、喂入帶裝置；其中：喂入帶為帶輪驅(qū)動的帶傳動裝置，喂料輥布置在喂入帶裝置上方用于將待加工物料即玉米秸稈向下游推送以使其進(jìn)入喂入輥組中的兩個水平輥?zhàn)?之間的間隙中。

物料擠壓剪切復(fù)合裝置中，固定式切割刀的刀刃基本沿豎直方向布置，旋轉(zhuǎn)式擠壓結(jié)構(gòu)具體為輪狀基體上沿圓周均布凸起結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)件，配合構(gòu)成；工作時旋轉(zhuǎn)式擠壓結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)其外邊緣的凸起結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)到靠近固定式切割刀時，其二者之間距離最短且能形成沖擊式間歇切割動作，物料擠壓剪切復(fù)合裝置借助物料從喂入輥組向下游輸出的慣性將物料剪切成預(yù)期長度的段狀半成品。

所述玉米秸稈皮瓤分離裝置中，在剪切后皮瓤分離機(jī)構(gòu)下游還布置有旋風(fēng)分離裝置，其具體構(gòu)成為：分離倉、風(fēng)機(jī)27、風(fēng)機(jī)箱體24、分離機(jī)殼29、篩網(wǎng)30；其中：風(fēng)機(jī)27將上游處理過的物料通過風(fēng)機(jī)箱體24吹送輸入到旋風(fēng)分離裝置的分離機(jī)殼29中，分離后的物料根據(jù)質(zhì)量差異，最終輸出到加工后的成品料倉中，完成分選分離過程。

本實(shí)施的關(guān)鍵技術(shù)在于：通過研究物料皮瓤粘合力、秸稈受擠壓破損形式設(shè)計出兩對輥?zhàn)酉葔汉笄械难b置，可以用最小的功耗達(dá)到皮瓤分離的目的。

本實(shí)施以玉米秸稈群為研究對象，利用秸稈皮和瓤硬度、密度、彈性模量等差異較大的物料特性進(jìn)行皮瓤分離，可以實(shí)現(xiàn)高效率、低能耗，項目的實(shí)施能夠?qū)⒂衩捉斩挼钠?、瓤和葉片實(shí)現(xiàn)高效分離，各盡其用，提高綜合利用的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

本實(shí)施以及相關(guān)技術(shù)內(nèi)容中，還有下述補(bǔ)充說明的內(nèi)容：

(1)本實(shí)施的相關(guān)研究還有助于揭示玉米秸稈在收獲后不同含水率、不同部位的秸稈皮瓤結(jié)合力學(xué)特性及其應(yīng)力分布規(guī)律。

玉米秸稈群皮瓤分離，以玉米秸稈外皮和瓤硬度、密度、彈性模量等差異較大的物料特性為切入點(diǎn)，進(jìn)行皮瓤分離研究。鑒于秸稈個體形狀的差異性，揭示收獲后不同含水率、不同部位的秸稈皮瓤結(jié)合力學(xué)特性及其應(yīng)力分布規(guī)律。對于研究多秸稈群的皮瓤分離機(jī)理至關(guān)重要。

(2)秸稈“擠壓、剪切、錘擊”皮瓤分離過程，皮瓤分離動態(tài)特征與機(jī)械力作用機(jī)理可以在之后的進(jìn)一步研究中深入展開并得以完善。

基于機(jī)械外力作用，本實(shí)施及其后續(xù)研究可能基于秸稈皮瓤基本力學(xué)特性及其應(yīng)力分布規(guī)律，建立玉米秸稈皮瓤分離力學(xué)模型；基于擠壓、剪切、錘擊分離原理，利用三維建模與仿真模擬，研究擠壓、切段、錘擊分離機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)仿真模型，并利用高速攝影和超景深顯微鏡技術(shù)，微觀捕捉擠壓、剪切、錘擊分離軌跡和皮瓤分離動態(tài)特征，揭示擠壓、剪切、錘擊機(jī)械力作用秸稈皮瓤分離機(jī)理。

本實(shí)施所述裝置的整個機(jī)械結(jié)構(gòu)緊湊靈活，適用于普遍玉米秸稈，對于不同含水率的秸稈都有很好的皮瓤分離效果，玉米秸稈不需要進(jìn)行預(yù)處理，整根秸稈可以直接輸送到進(jìn)料口，省去切斷等二次加工工序；

整個結(jié)構(gòu)操作簡單，單人操作即可，整個結(jié)構(gòu)安置在地面上，重心低，不會出現(xiàn)側(cè)翻，倒塌等安全隱患；

在本實(shí)施之前，未曾有前人做過類似玉米秸稈皮瓤分離粉碎機(jī)，所以本發(fā)明對玉米秸稈皮瓤分離粉碎領(lǐng)域是一個技術(shù)上的空白填充。

本實(shí)施及后續(xù)計劃展開的研究將在理論研究與應(yīng)用研究相結(jié)合的基礎(chǔ)上，針對性的解決秸稈就地焚燒帶來的環(huán)境污染問題，并且強(qiáng)調(diào)秸稈高值化利用，這必將是解決玉米秸稈就地焚燒問題的關(guān)鍵舉措。

玉米秸稈的高值化利用的瓶頸就是如何能夠?qū)⒂衩捉斩挼钠?、瓤和葉實(shí)現(xiàn)高效分離，各盡其用。利用秸稈的外皮制造高品質(zhì)的紙和板、瓤葉做優(yōu)質(zhì)飼料是秸稈高附加值利用的有效途徑。然而玉米外皮和瓤的結(jié)合力使得其高效分離有難度。目前玉米秸稈皮和瓤分離技術(shù)針對單株秸稈剝?nèi)~，接著切割刮瓤，由于秸稈個體的差異性，存在分離質(zhì)量不穩(wěn)定，分離效率低，進(jìn)而沒有得到推廣應(yīng)用。本發(fā)明及后續(xù)的研究是以玉米秸稈群為研究對象，利用秸稈皮和瓤硬度、密度、彈性模量等差異較大的物料特性進(jìn)行皮瓤分離，可以實(shí)現(xiàn)高效率、低能耗，項目的實(shí)施不僅可以解決農(nóng)村秸稈焚燒帶來的環(huán)境污染問題，而且預(yù)期可以很好的實(shí)現(xiàn)玉米秸稈高附加值利用，在增加農(nóng)民收入的同時促進(jìn)了玉米種植產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

本實(shí)施例以秸稈及皮瓤硬度、密度彈性模量等差異較大的物料特性進(jìn)行皮瓤分離研究為切入點(diǎn)，運(yùn)用運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)理論與方法、離散元分析技術(shù)以及高速攝像和超景深顯微鏡技術(shù)構(gòu)建秸稈皮瓤分離過程中，秸稈群及個體的受力、速度、皮瓤破裂等隨機(jī)變量的數(shù)學(xué)模型，揭示秸稈群皮瓤分離動態(tài)特征與機(jī)構(gòu)運(yùn)動耦合機(jī)理。

綜合而言，本實(shí)施具有可預(yù)期的較為巨大的經(jīng)濟(jì)價值和社會價值。