CN103392454A

CN103392454A - 连翘脱粒碎枝机

Info

Publication number: CN103392454A
Application number: CN2013102736960A
Authority: CN
Inventors: 张付祥
Original assignee: Hebei University of Science and Technology
Current assignee: Hebei University of Science and Technology
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2033-07-02
Also published as: CN103392454B

Abstract

一种连翘脱粒碎枝机，包括机架（1）、输送装置（2）、喂入装置（3）、脱粒装置（4）、逐稿装置（5）、分离装置（6）、清选装置（7）、粉碎装置（8）、风扇（9）、脱粒用电机（10）和碎枝用电机（11）。本发明的连翘脱粒碎枝机能代替人工，高效率的完成连翘的脱粒和碎枝作业，得到纯净的连翘果实及连翘碎枝，减少农民的劳动强度，大大提高劳动生产率。

Description

连翘脱粒碎枝机

技术领域

本发明涉及机械装置，尤其是连翘脱粒碎枝机。

背景技术

脱粒作业是农业生产中较为繁重的劳动。脱粒机能代替人工，高效率、高质量的完成农作物的脱粒作业。提高生产率，改善劳动条件，节省劳动力。然而其中作为我国重要药材原料的连翘的脱粒作业仍处于原始阶段。连翘是我国临床医学应用广泛的一种中药材料。其果实，枝叶均可入药，可以用来清热解毒，消肿散结。用于痈疽，瘰疬，乳痈，丹毒，风热感冒，温病初起，温热入营，高热烦渴，神昏发斑，热淋尿闭。中药将连翘分为青翘、黄翘、连翘心、枝叶4种商品。其中黄翘为10月份收获成熟的黄色果实晒干而成。

现阶段，国内外尚没有一种适合连翘脱粒的脱粒机，黄翘收割后唯一的脱粒方法为人工摔打，分离后的枝叶通过刀闸切碎入药。劳动强度大，生产效率低。

发明内容

本发明连翘脱粒碎枝机专门针对连翘作业，组合了脱粒功能和碎枝功能可以代替人工，减轻农民的劳动负担，提高劳动生产率。

本发明包括机架1、输送装置2、喂入装置3、脱粒装置4、逐稿装置5、分离装置6、清选装置7、碎枝装置8、风扇9、脱粒用电机10和碎枝用电机11。

机架1位于整机的最下方，支撑所有功能装置。输送装置2配置在机架1的最左端，在输送装置2主动传动滚筒2-4的上方配置喂入装置3，脱粒装置4配置在喂入装置3的右方，逐稿装置5配置在脱粒装置4的右上方，分离装置6配置在逐稿装置5的下方，清选装置7配置在脱粒装置4、逐稿装置5和分离装置6的下方，碎枝装置8配置在整机的最后方的中部偏下，风扇9位于清选装置7的左下方，脱粒用电机10配置在脱粒装置4下方，碎枝用电机11配置在碎枝装置8的右下方。

输送装置2由被动传动滚筒2-1、输送带2-2、第一齿轮2-3、主动传动滚筒2-4、第一带轮2-5组成。

被动传动滚筒2-1位于整个输送装置2的后方，主动传动滚筒2-4位于输送装置2的前方，在主动传动滚筒2-4的后面安装第一齿轮2-3，其前面安装第一带轮2-5，输送带2-2整体呈环形与主动传动滚筒2-4和被动传动滚筒2-1的外表面配合并张紧。两根轴支撑在两对两端固定的深沟球轴承上，轴承支撑在机架1上，各轴承对应的轴承端盖用螺栓紧固在机架1上。

喂入装置3由第二带轮3-1、喂入装置轴3-2、喂入轮3-3、第二齿轮3-4组成。

在喂入装置3中，第二带轮3-1安装在喂入装置轴3-2的前侧，第二齿轮3-4安装在喂入装置轴3-2的后侧。喂入轮3-3安装在喂入装置轴3-2的正中间。整个轴支撑在一堆两端固定的深沟球轴承上，轴承支撑在机架1上，各轴承对应的轴承端盖用螺栓紧固在机架1上。

脱粒装置4由栅格凹版4-1、中间幅盘4-2、侧幅盘4-3、第三带轮4-4、第四带轮4-5、钉齿齿杆4-6、钉齿4-7、脱粒滚筒轴4-8、第五带轮4-9和第六带轮4-10组成。

脱粒装置4中，2个侧幅盘4-3分别安装在脱粒滚筒轴4-8的中央轴肩处，侧幅盘4-3上有缺口用于安装钉齿齿杆4-6，钉齿4-7通过螺纹连接在钉齿齿杆4-6上，在两侧幅盘4-3的中间安装连个浮动的中间幅盘4-2，防止齿杆在离心力的作用下产生变形和折断，在脱离滚筒轴4-8的前侧分别安装第三带轮4-4和第四带轮4-5，在其后侧安装第五带轮4-9。滚筒轴4-8支撑在一对两端固定的角接触球轴承上，轴承支撑在机架1上，各对应轴承端盖用螺栓紧固在机架1上，脱粒用电机10安装在脱粒装置4的正下方，通过V带连接第五带轮4-9和第六带轮4-10先将动力传送给脱粒装置4,第六带轮4-10安装在脱粒用电机10的电机轴上。

逐稿装置5由第七带轮5-1、逐稿装置轴5-2、逐稿轮与幅盘焊接体5-3、第八带轮5-4组成。

在逐稿装置轴5-2的后侧安装第七带轮5-1，逐稿装置轴5-2的中间安装逐稿轮与幅盘焊接体5-3，逐稿装置轴5-2的前侧安装第八带轮5-4。轴5-2支撑在一对两端固定的深沟球轴承上，轴承支撑在机架1上，对应的轴承端盖用螺栓紧固在机架1上。

分离装置6由主动曲轴6-1、被动曲轴6-2、键体6-3、第九带轮6-4、第十带轮6-5组成。

分离装置6中，主动曲轴6-1位于整个装置的左侧，被动曲轴6-2位于整个装置的右侧，键体6-3由4个相同的键箱组成，分别通过轴瓦用螺栓固定在主动曲轴6-1和被动曲轴6-2上，在主动曲轴6-1的前侧安装第九带轮6-4，在主动曲轴6-1的后侧安装第十带轮6-5。主动曲轴6-1和被动曲轴6-2都支撑在一对两端固定的深沟球轴承上，轴承支撑在机架1上，轴承端盖用螺栓固定在机架1上。

清选装置7由清选筛板7-1、从动轴7-2、阶梯板前轴7-3、偏心轴7-4、阶梯板后轴7-5、第十一带轮7-6组成。

清选装置7中，清选筛板7-1位于最上方，阶梯板在左侧，筛板在右侧。其通过轴瓦用螺栓固定在前阶梯板轴7-2和后阶梯板轴7-5上，从动轴7-2通过连杆与阶梯板前轴7-3连接，偏心轴7-4也通过连杆与阶梯板后轴7-5连接，连杆上有轮毂用平键连接在各个轴上。因此4根连杆、从动轴7-2、偏心轴7-4和清选筛板7-1构成平行四边形机构，实现清选装置7的往返运动。在偏心轴7-4的后侧安装第十一带轮7-6。从动轴7-2和偏心轴7-4支撑在两对两端固定的深沟球轴承上，轴承支撑在机架1上，轴承端盖用螺栓紧固在机架1上。

碎枝装置8由第十三带轮8-1、碎枝装置轴8-2、法兰盘8-3、销轴8-4、中间隔套8-5、锤片8-6、刀片8-7组成。

碎枝装置8中，法兰盘8-3用两个平键安装在碎枝装置轴8-2上，4根销轴8-4通过阵列均匀安装在法兰盘8-3上，刀片8-7和锤片8-6通过中间隔套8-5交替安装在销轴8-4上，每组刀片8-7和锤片8-6各12个，共4组。碎枝轴8-2支撑在一对两端固定的深沟球轴承上，轴承支撑在机架1上，轴承端盖用螺栓固定在机架1上。第十三带轮8-1安装在碎枝轴8-2的后侧，碎枝用电机11安装在碎枝装置8的右下方，通过V带连接第十三带轮8-1和第十四带轮8-8单独为碎枝装置8提供动力，第十四带轮8-8安装在碎枝用电机11的电机轴上。

风扇9由第十二带轮9-1、风扇轴9-2、辐条9-3、风扇叶片9-4、风扇外壳9-5组成。

风扇9中，4个相同的辐条9-3通过轴瓦用螺栓紧固在风扇轴9-2上，4个风扇叶片9-4用螺栓紧固在辐条9-3上，风扇轴9-2支撑在一对两端固定的深沟球轴承上，轴承支撑在机架1上，轴承端盖用螺栓紧固在机架1上，风扇轴9-2的后侧安装第十二带轮9-1，风扇外壳9-5布置在风扇9的外侧。

本发明的主要创新点：

（1）根据连翘的物理特性及脱粒性能需求，对脱粒装置、分离装置、清选装置和碎枝装置进行选型，计算与确定各个装置的相关参数；

（2）针对连翘的物理特性，确定了本发明的传动方案及各装置的传动速比。

本发明总结现有脱粒机的脱粒特点，分析其优缺点，比较对本发明脱粒对象连翘的适应性，经过优选和必要的改善，各装置都适用于连翘的脱粒和碎枝作业。代替人工，高效率的完成连翘的脱粒和碎枝作业，得到纯净的连翘果实及连翘碎枝。减少了农民的劳动强度，大大提高了劳动生产率。

附图说明

图1是本发明的连翘脱粒碎枝机的总体结构图；

图2是本发明的连翘脱粒碎枝机的输送装置结构示意图；

图3是本发明的连翘脱粒碎枝机的喂入轮结构示意图；

图4是本发明的连翘脱粒碎枝机的脱粒装置总体结构图；

图5是本发明的连翘脱粒碎枝机的逐稿轮结构示意图；

图6是本发明的连翘脱粒碎枝机的分离装置主视图；

图7是本发明的连翘脱粒碎枝机的分离装置的左视图；

图8是本发明的连翘脱粒碎枝机的清选装置轴测图；

图9是本发明的连翘脱粒碎枝机的清选装置左视图；

图10是本发明的连翘脱粒碎枝机的碎枝装置结构图；

图11是本发明的连翘脱粒碎枝机的风扇主视图；

图12是本发明的连翘脱粒碎枝机的风扇左视图；

图13是本发明的连翘脱粒碎枝机的传动方案图。

具体实施例

结合附图说明本发明结构和操作。

输送装置2由被动传动滚筒2-1、输送带2-2、第一齿轮2-3、主动传动滚筒2-4、第一带轮2-5组成。其结构如图2所示

喂入装置3由第二带轮3-1、喂入装置轴3-2、喂入轮3-3、第二齿轮3-4组成。其结构如图3所示。

脱粒装置4由栅格凹版4-1、中间幅盘4-2、侧幅盘4-3、第三带轮4-4、第四带轮4-5、钉齿齿杆4-6、钉齿4-7、脱粒滚筒轴4-8、第五带轮4-9和第六带轮4-10组成。其结构如图4所示。

逐稿装置5由第七带轮5-1、逐稿装置轴5-2、逐稿轮与幅盘焊接体5-3、第八带轮5-4组成。其结构如图5所示。

分离装置6由主动曲轴6-1、被动曲轴6-2、键体6-3、第九带轮6-4、第十带轮6-5组成。其结构如图6和图7所示

清选装置7由清选筛板7-1、从动轴7-2、阶梯板前轴7-3、偏心轴7-4、阶梯板后轴7-5、第十一带轮7-6组成。其结构如图8和图9所示。

碎枝装置8由第十三带轮8-1、碎枝装置轴8-2、法兰盘8-3、销轴8-4、中间隔套8-5、锤片8-6、刀片8-7组成。其结构如图10所示。

风扇9由第十二带轮9-1、风扇轴9-2、辐条9-3、风扇叶片9-4、风扇外壳9-5组成。其结构如图11和图12所示。

整机的总体传动方案为（见图13）：脱粒用电机11通过V带连接第五带轮4-9和第六带轮4-10将动力最先传动给脱粒装置4；脱粒装置4通过V带连接第三带轮4-4和第二带轮3-1将动力传送给喂入装置3，通过V带连接第四带轮4-5和第八带轮5-4将动力传送给逐稿装置5；逐稿装置5通过V带连接第七带轮5-1和第十二带轮9-1将动力传送给风扇9；喂入装置3通过第二齿轮3-4与第一齿轮2-3啮合将动力传送给输送装置2；输送装置2通过V带连接第一带轮2-5和第十带轮6-5将动力传送给分离装置6；分离装置6通过V带连接第九带轮6-4和第十一带轮7-6将动力传送给清选装置7。

本发明连翘脱粒碎枝机适用于连翘的脱粒和碎枝作业主要参数有输送装置2的喂入速度、喂入装置3喂入轮3-3外圆的圆周速度、脱粒装置4钉齿4-7齿端的圆周速度和逐稿装置5逐稿轮5-7外圆的圆周速度。在现有的联合收割机上，输送装置速度为1.29-5.0m/s。喂入装置的直径为150-300mm，喂入轮圆周速度等于4-9m/s。所以喂入轮的速度比输送器的高。逐稿轮的圆周速度一般为滚筒速度的1/3-1/4。本设计非联合收割机，上料方式为人工上料，所以其喂入输送带线速度要相对于上述的速度值要低。取其1/3。本设计喂入输送装置2线速度为0.43-1.67m/s，喂入装置3喂入轮3-3圆周速度为1.33-3.0m/s。根据经验数值的记载确定本设计脱粒装置4钉齿4-7齿端圆周速度为12-15m/s，从而得逐稿装置5逐稿轮5-7圆周速度为3.75-5m/s。初步确定喂入输送带2-2线速度为0.5m/s；用二项插值法求得对应喂入轮圆周速度为1.42m/s，直径为300毫米，转速为570r/min；滚筒速度确定为12.0m/s，直径为699.029

700mm，滚筒转速为2060r/min，逐稿轮速度为3.0m/s，直径为350毫米，转速为1028.57

1030r/min。

从而保证传动轮系的传动速比，本发明确定传动轮系的传动转速比为:

输送装置/喂入轮叶片/钉齿滚筒/逐稿轮叶片/逐稿器曲轴/风扇/清选装置=120：600：2060：1030：240：240。总结本发明中主要参数见表1所示。

表1 本发明主要参数

部件	线速度m/s	转速r/min	直径mm
				输送装置	0.5-0.67	120-160	500
喂入轮叶片	1.42-1.5	570-700	300
				钉齿滚筒齿端	12.0-15.0	2057-2572	700
逐稿轮叶片	3.0-3.75	1028-1286	350
				逐稿器曲轴		150-250	120
风扇		1030
				清选装置		200-250	20-30

本发明的工作过程为：人工将成捆的收割晒干后的连翘枝根端朝向喂入口放置在输送带2-2上，输送装置2将物料输送到喂入口，在喂入装置3的协助下，均匀的喂入钉齿脱粒滚筒中，物料在滚筒中受到钉齿的拍打冲击脱粒；脱粒后的少部分籽粒和短小枝叶通过凹版筛孔落入到清选阶梯板，大部分长枝叶和果实经逐稿轮均匀抛送到逐稿器分离装置6上，枝叶在逐稿器的抛扔作用下，将已经脱离的籽粒抖落到键面上，通过键面上的筛孔落入清选阶梯板，枝叶被抛扔到粉碎室；落下的籽粒在阶梯板的往复运动中被输送到清选筛面部分，通过筛孔进行再次清选分离并落入集料箱，残枝被输送到粉碎室；枝叶在粉碎室先接触刀片进行支撑式切割，再接触粉碎锤进行再次粉碎，满足尺寸要求的碎枝通过筛孔落到物料箱，不满足的再粉碎室中继续粉碎知道通过筛孔。工人注意及时更换集料箱。保证脱粒和碎枝作业连续进行。

特定实施例：

本发明喂入量及生产率的确定。调研得知4LQ_2.5型牵引式谷物联合收割机喂入量为2.5-3公斤/秒，生产率为Q=10-15亩/小时（亩产400-600小麦）即2000-4500公斤/小时，即0.56-1.25公斤/秒。从而得知一株小麦果实的比重为

-

。由于现阶段没有任何关于连翘脱粒的相关数据的记载，例如单株连翘枝果实的比重，脱离单个连翘果实所需要的力等。因此只能采用类比相似法来大概的估算。依据查得连翘果实及其枝叶的图3-1，估算连翘果实比重为

-

。

由上确定本发明选用与其相同的喂入量2.5-3公斤/秒，对应生产率Q=0.37-0.83公斤/秒即1332-2988公斤/小时。

Claims

1.一种连翘脱粒碎枝机，包括机架（1）、输送装置（2）、喂入装置（3）、脱粒装置（4）、逐稿装置（5）、分离装置（6）、清选装置（7）和碎枝装置（8）、风扇（9）、脱粒用电机（10）和碎枝用电机（11），其特征在于，机架（1）位于整机的最下方，支撑所有功能装置，输送装置（2）配置在机架（1）的最左端，在输送装置（2）主动传动滚筒（2-4）的上方配置喂入装置（3），脱粒装置（4）配置在喂入装置（3）的右方，逐稿装置（5）配置在脱粒装置（4）的右上方，分离装置（6）配置在逐稿装置（5）的下方，清选装置（7）配置在脱粒装置（4）、逐稿装置（5）和分离装置（6）的下方，碎枝装置（8）配置在整机的最后方的中部偏下，风扇（9）位于清选装置（7）的左下方，脱粒用电机（10）配置在脱粒装置（4）下方，碎枝用电机（11）配置在碎枝装置（8）的右下方。

2.根据权利要求1所述的连翘脱粒碎枝机，其特征在于，输送装置（2）由被动传动滚筒（2-1）、输送带（2-2）、第一齿轮（2-3）、主动传动滚筒（2-4）、第一带轮（2-5）组成，被动传动滚筒（2-1）位于整个输送装置（2）的后方，主动传动滚筒（2-4）位于输送装置（2）的前方，在主动传动滚筒（2-4）的后面安装第一齿轮（2-3），其前面安装第一带轮（2-5），输送带（2-2）整体呈环形与主动传动滚筒（2-4）和被动传动滚筒（2-1）的外表面配合并张紧，两根轴支撑在两对两端固定的深沟球轴承上，轴承支撑在机架（1）上，各轴承对应的轴承端盖用螺栓紧固在机架（1）上。

3.根据权利要求1所述的连翘脱粒碎枝机，其特征在于，喂入装置（3）由第二带轮（3-1）、喂入装置轴（3-2）、喂入轮（3-3）、第二齿轮（3-4）组成，在喂入装置（3）中，第二带轮（3-1）安装在喂入装置轴（3-2）的前侧，第二齿轮（3-4）安装在喂入装置轴（3-2）的后侧，喂入轮（3-3）安装在喂入装置轴（3-2）的正中间，整个轴支撑在一堆两端固定的深沟球轴承上，轴承支撑在机架（1）上，各轴承对应的轴承端盖用螺栓紧固在机架（1）上。

4.根据权利要求1所述的连翘脱粒碎枝机，其特征在于，脱粒装置（4）由栅格凹版（4-1）、中间幅盘（4-2）、侧幅盘（4-3）、第三带轮（4-4）、第四带轮（4-5）、钉齿齿杆（4-6）、钉齿（4-7）、脱粒滚筒轴（4-8）、第五带轮（4-9）组成，脱粒装置（4）中，2个侧幅盘（4-3）分别安装在脱粒滚筒轴（4-8）的中央轴肩处，侧幅盘（4-3）上有缺口用于安装钉齿齿杆（4-6），钉齿（4-7）通过螺纹连接在钉齿齿杆（4-6）上，在两侧幅盘（4-3）的中间安装连个浮动的中间幅盘（4-2），防止齿杆在离心力的作用下产生变形和折断，在脱离滚筒轴（4-8）的前侧分别安装第三带轮（4-4）和第四带轮（4-5），在其后侧安装第五带轮（4-9），滚筒轴（4-8）支撑在一对两端固定的角接触球轴承上，轴承支撑在机架（1）上，各对应轴承端盖用螺栓紧固在机架（1）上，脱粒用电机（10）安装在脱粒装置（4）的正下方，通过V带连接第五带轮（4-9）和第六带轮（4-10）先将动力传送给脱粒装置（4）,第六带轮（4-10）安装在脱粒用电机（10）的电机轴上。

5.根据权利要求1所述的连翘脱粒碎枝机，其特征在于，逐稿装置（5）由第七带轮（5-1）、逐稿装置轴（5-2）、逐稿轮与幅盘焊接体（5-3）、第八带轮（5-4）组成，在逐稿装置轴（5-2）的后侧安装第七带轮（5-1），逐稿装置轴（5-2）的中间安装逐稿轮与幅盘焊接体（5-3），逐稿装置轴5-2的前侧安装第八带轮（5-4），轴（5-2）支撑在一对两端固定的深沟球轴承上，轴承支撑在机架（1）上，对应的轴承端盖用螺栓紧固在机架（1）上。

6.根据权利要求1所述的连翘脱粒碎枝机，其特征在于，分离装置（6）由主动曲轴（6-1）、被动曲轴（6-2）、键体（6-3）、第九带轮（6-4）、第十带轮（6-5）组成，分离装置（6）中，主动曲轴（6-1）位于整个装置的左侧，被动曲轴（6-2）位于整个装置的右侧，键体（6-3）由4个相同的键箱组成，分别通过轴瓦用螺栓固定在主动曲轴（6-1）和被动曲轴（6-2）上，在主动曲轴（6-1）的前侧安装第九带轮（6-4），在主动曲轴（6-1）的后侧安装第十带轮（6-5），主动曲轴（6-1）和被动曲轴（6-2）都支撑在一对两端固定的深沟球轴承上，轴承支撑在机架（1）上，轴承端盖用螺栓固定在机架（1）上。

7.根据权利要求1所述的连翘脱粒碎枝机，其特征在于，清选装置（7）由清选筛板（7-1）、从动轴（7-2）、阶梯板前轴（7-3）、偏心轴（7-4）、阶梯板后轴（7-5）、第十一带轮（7-6）组成，清选装置（7）中，清选筛板（7-1）位于最上方，阶梯板在左侧，筛板在右侧，其通过轴瓦用螺栓固定在前阶梯板轴（7-2）和后阶梯板轴（7-5）上，从动轴（7-2）通过连杆与阶梯板前轴（7-3）连接，偏心轴（7-4）也通过连杆与阶梯板后轴（7-5）连接，连杆上有轮毂用平键连接在各个轴上，因此4根连杆、从动轴（7-2）、偏心轴（7-4）和清选筛板（7-1）构成平行四边形机构，实现清选装置（7）的往返运动，在偏心轴（7-4）的后侧安装第十一带轮（7-6），从动轴（7-2）和偏心轴（7-4）支撑在两对两端固定的深沟球轴承上，轴承支撑在机架（1）上，轴承端盖用螺栓紧固在机架（1）上。

8.根据权利要求1所述的连翘脱粒碎枝机，其特征在于，碎枝装置（8）由第十三带轮（8-1）、碎枝装置轴（8-2）、法兰盘（8-3）、销轴（8-4）、中间隔套（8-5）、锤片（8-6）、刀片（8-7）组成，碎枝装置（8）中，法兰盘（8-3）用两个平键安装在碎枝装置轴（8-2）上，4根销轴（8-4）通过阵列均匀安装在法兰盘（8-3）上，刀片（8-7）和锤片（8-6）通过中间隔套（8-5）交替安装在销轴（8-4）上，每组刀片（8-7）和锤片（8-6）各12个，共4组，碎枝轴（8-2）支撑在一对两端固定的深沟球轴承上，轴承支撑在机架（1）上，轴承端盖用螺栓固定在机架（1）上，第十三带轮（8-1）安装在碎枝轴（8-2）的后侧，碎枝用电机（11）安装在碎枝装置（8）的右下方，通过V带连接第十三带轮（8-1）和第十四带轮（8-8）单独为碎枝装置（8）提供动力，第十四带轮（8-8）安装在碎枝用电机（11）的电机轴上。

9.根据权利要求1所述的连翘脱粒碎枝机，其特征在于，风扇（9）由第十二带轮（9-1）、风扇轴（9-2）、辐条（9-3）、风扇叶片（9-4）、风扇外壳（9-5）组成，风扇（9）中，4个相同的辐条（9-3）通过轴瓦用螺栓紧固在风扇轴（9-2）上，4个风扇叶片（9-4）用螺栓紧固在辐条（9-3）上，风扇轴（9-2）支撑在一对两端固定的深沟球轴承上，轴承支撑在机架（1）上，轴承端盖用螺栓紧固在机架（1）上，风扇轴（9-2）的后侧安装第十二带轮（9-1）。