螺旋挤搓式玉米脱粒机的设计

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1、万方数据20l0年8月农机化研究第8期螺旋挤搓式玉米脱粒机的设计柳建安，李伟杰(中南林业科技大学机电工程学院，长沙410004)摘要：为降低玉米种子脱粒过程中的损伤，设计了一种螺旋挤搓式玉米脱粒机。该机借助玉米果穗与螺旋滚筒之间以及玉米果穗与锥形外壳之间的摩擦作用，在推动玉米果穗向前移动的同时完成脱粒。在机器尾部设有浮动齿，使挤搓更加充分。实践表明，螺旋挤搓式玉米脱粒机设计合理，提高了玉米的脱净率，降低了破损率，且保证玉米芯完好。关键词：玉米脱粒机；螺旋；挤搓；浮动齿；脱净率中图分类号：$226．1文献标识码：A文章编号：1003—188X(2010)

2、08—00跎一040引言传统的普通玉米脱粒机大多采用打击原理设计，滚筒转速都在700r／rain以上，且滚筒外缘线速度均大于8r／min，靠钉齿或窄板齿高速打击玉米果穗实现脱粒，对玉米籽粒伤害较大。目前发达国家已用挤搓脱粒技术原理脱粒机取代以打击原理为主的玉米脱粒机，并已得到推广应用。这种技术符合脱净率高、破碎率低的要求，全面克服了老式脱粒机存在的缺点。近年来，我国的挤搓玉米脱粒技术的研究取得了快速进展，使其结构更加趋于合理，性能得到提高[1．2】。本文设计了一种脱净率高和破碎率低、具备可移动性且能行进中脱粒的螺旋挤搓式玉米脱粒机。1螺旋挤搓式玉米脱粒

3、机的结构和工艺流程机器外壳呈锥形，其结构如图1所示。前上方有入料口(1)，下方有收粒斗(11)，尾部有排心口(9)。圆柱形螺旋滚筒表面布满呈钝角锥形齿，在滚筒尾部表面装有由专用弹簧和弹簧固定圈构成的浮动齿[3-6]。玉米果穗由进料口(1)喂入。电机带动带轮(12)转动，进而使轴(13)和螺旋滚筒(3)转动。在脱粒区内，由于玉米果穗与滚筒之间以及玉米果穗与锥形壁(2，8前部组合构成锥形壁)之间的摩擦和玉米果穗之间充分挤搓，使玉米粒脱落。在螺旋滚筒的作用下，玉米果穗将围绕滚筒做滚动，同时沿轴线方向移动至收稿日期：2009—10—24基金项目：湖南省教育厅科

4、研项目资助(08C937)作者简介：柳建安(1967一)，女，长沙人，副教授，硕士，(E—mail)liujianan2315293@163．COS。·82·排芯区。考虑玉米芯上会残留玉米粒，为使脱粒更充分，滚筒尾部装有由专用弹簧(5)和弹簧固定圈(6)构成的浮动齿(4)帮助充分脱粒。在机盖后方设有排芯口，脱掉的玉米粒通过收粒斗(11)排出主机。13l23456ll101．入料口2．锥形上外壳3．螺旋滚齿滚筒4．浮动齿头5．专用弹簧6．弹簧固定圈7．齿笼8．锥形下外壳9．排芯斗10．支架11．收粒斗12．带轮13．轴图l结构图Fig．1Structur

5、echart2螺旋挤搓式玉米脱粒机的工作原理螺旋挤搓式玉米脱粒机是利用挤搓原理脱粒的，由锥齿、低转速螺旋滚筒、尾部浮动齿和锥形外壳等主要部分组成，可达到脱净率高和破碎率低的目的。该螺旋挤搓式玉米脱粒机仿效人工挤搓原理脱粒。螺旋滚筒上安装有板齿，滚筒的作用是带动板齿转动，板齿推动玉米果穗做螺旋运动。玉米果穗进入螺旋轨道后，在螺旋板齿的作用下前进。由于脱粒机外壳采用锥形结构，故空间越来越小，摩擦力越来越大。玉米果穗与螺旋滚齿滚筒上均布的锥形齿之间及玉米果穗与外壳之间进行挤搓，在锥齿的拨动下，玉米果穗旋转进行脱粒；同时，在螺旋板的作用下，玉万方数据2010年

6、8月农机化研究第8期米芯向排芯口移动并排出。螺旋滚筒上的锥齿可以处处进行拨削脱粒；同时螺旋滚筒尾端的锥齿为浮动齿。这些浮动齿在底部弹簧的作用下，随着玉米的大小和移动，空间大小会自动调整，使玉米尖部脱净，确保脱净率，降低了玉米粒的破损率。3主体结构设计及计算3．1螺旋滚筒螺旋滚齿滚筒的结构如图2所示。滚筒上安装有板齿。滚筒的作用是带动板齿转动，板齿推动玉米果穗做螺旋运动，同时螺旋板齿对玉米施加一个沿轴线方向的力，使玉米与锥形外壁充分接触增大摩擦力，提高脱净率。图2螺旋滚筒Fig．2Spiralroller滚筒是完成玉米脱粒的关键部分，在其表面均布有脱粒滚

7、齿。玉米果穗在齿力的作用下旋转，摩擦剥削进行脱粒，滚齿如图3所示。玉米脱粒机工作时主要是齿的顶端与根部受力，参照变节面的柱体受力，齿根部直径设计为lOmm，能满足受力要求。顶端采用圆弧过渡，以防顶部对玉米粒的划伤或破碎，并减少应力集中现象。齿的高度取13mm，沿径向相邻两齿之间的夹角取为12。，以保证玉米果穗不落人两齿之间的空隙。沿轴向齿距取15mm，若齿距大于15ram，较小玉米可能会出现打横等问题，则产生卡死或整根玉米破碎现象；若小于15mm，则玉米果穗很难沿齿间落下而顺利分离，可能出现玉米粒夹在相邻两齿之间的现象⋯。图3齿部结构Fig．3Gear

8、structure·83·螺旋滚齿滚筒长度选取也很重要。过短会影响脱净率；过长会使脱粒干净的玉