CN105875078B - 轴向剪切式玉米脱粒机及玉米脱粒方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轴向剪切式玉米脱粒机，它包括料仓、滚动板、缓冲仓、底座、叶轮喂料器、自适应对辊输送装置、自适应环形轴向脱粒装置，料仓的输出端通过滚动板连接缓冲仓的输入端，缓冲仓的输出端连接叶轮喂料器的输入端，脱粒装置壳体的顶面固定连通叶轮喂料器的出料口，所述出料口上设有左右两个辊运行通孔，自适应对辊输送装置的左传送辊和右传送辊分别位于左右两个辊运行通孔中，且左传送辊和右传送辊能在对应的辊运行通孔内同步相对转动。本发明能有效保证玉米果穗脱粒过程中玉米芯的完整。
Description
技术领域
本发明涉及农用机械技术领域，具体地指一种轴向剪切式玉米脱粒机及玉米脱粒方法。
背景技术
玉米脱粒机是一种采用打击或挤搓的方式将玉米果穗将籽粒与玉米芯分离的机械。主要工作零件为安装在机器上的转子，通过转子高速旋转与滚筒撞击从而实现玉米脱粒。玉米果穗进入玉米脱粒机后，果穗在脱离滚筒进行螺旋状滚动和滑动，果穗和钉尺间、果穗间产生冲击和挤搓，从而使玉米粒从果穗上脱落下来，脱落的玉米粒从出料口排出。
传统的玉米脱粒机靠钉齿或窄版齿高速打击玉米果穗实现脱粒，对玉米籽粒伤害较大，同时造成玉米芯的破碎。玉米芯作为一种新兴的农业原料有相当的经济价值，但目前的玉米脱粒机无法在脱粒过程中保持玉米芯的完整。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种轴向剪切式玉米脱粒机及玉米脱粒方法，该玉米脱粒机及玉米脱粒方法能有效保证玉米果穗脱粒过程中玉米芯的完整。
为实现此目的，本发明所设计的轴向剪切式玉米脱粒机，它包括料仓、滚动板、缓冲仓、底座、安装在底座上的叶轮喂料器、安装在底座上的自适应对辊输送装置、安装在底座上的自适应环形轴向脱粒装置，其中，所述自适应环形轴向脱粒装置包括脱粒装置壳体、四个切刀头安装轴、四个限位弹簧、四个切刀头和四个定位销，所述脱粒装置壳体上均匀设有四个轴孔，每个轴孔上均套入一个可在轴孔内滑动的切刀头安装轴，每个切刀头安装轴的一端固定有对应的切刀头，四个切刀头能以相邻两个切刀头之间啮合的方式形成一个360°的环形切面，每个切刀头安装轴的另一端固定对应的定位销，每个切刀头安装轴上均套有限位弹簧，每个限位弹簧的一端固定连接脱粒装置壳体内侧壁，每个限位弹簧的另一端固定连接对应的切刀头安装座，脱粒装置壳体安装在底座上；
所述料仓的输出端通过滚动板连接缓冲仓的输入端，缓冲仓的输出端连接叶轮喂料器的输入端，脱粒装置壳体的顶面固定连通叶轮喂料器的出料口，所述出料口上设有左右两个辊运行通孔，自适应对辊输送装置的左传送辊和右传送辊分别位于左右两个辊运行通孔中，且左传送辊和右传送辊能在对应的辊运行通孔内同步相对转动。
一种利用上述轴向剪切式玉米脱粒机进行玉米脱粒的方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：玉米果穗从料仓中落至滚动板上，在振动器和重力作用下，玉米果穗在滚动板按顺序滚落至缓冲仓中；
步骤2：缓冲仓中逐个排列的玉米果穗在重力作用下逐个进入叶轮喂料器中，随着叶轮转子转动，玉米果穗运动至竖直出料口上方，并在重力作用下传送至左传送辊和右传送辊轴之间；
步骤3：对辊驱动电机的动力输出轴通过对辊动力分配模块驱动左传送辊和右传送辊分别在左传送辊轴和右传送辊轴上同步旋转，玉米果穗在重力和旋转的传送辊的作用下输送入自适应环形轴向脱粒装置；
步骤4：当待脱粒玉米果穗进入自适应环形轴向脱粒装置时，随着玉米果穗脱粒，四个切刀头在玉米果穗施加的径向挤压力和四个限位弹簧的共同作用下随着待脱粒玉米果穗外形尺寸改变，四个切刀头的啮合位置发生改变，但仍然保持360°的环形切面对玉米果穗进行轴向剪切脱粒。
本发明的有益效果：
1、本发明采用轴向剪切的方式对玉米果穗进行脱粒，能保证玉米芯的完整。
2、本发明采用滚动的运输方式使得玉米果穗按顺序堆叠，并由叶轮喂料器按堆叠先手顺序输送入玉米脱粒机装置中按顺序脱粒。
3.、本发明能够适应外形尺寸差异较大的玉米果穗的脱粒。本发明的结构中，自适应剪切模头的设计，可随玉米果穗直径变化而改变剪切模头的尺寸，防止玉米芯在较大挤压载荷的作用下发生破坏，进一步保证玉米芯的完整。
附图说明
图1为本发明的工作状态结构示意图；
图2为本发明的侧视图；
图3为本发明中左传送辊轴和左传送辊的结构示意图；
图4为本发明中自适应环形轴向脱粒装置的结构示意图；
图5为本发明中叶轮喂料器的传动方式原理图；
图6为本发明中自适应对辊输送装置的传动方式原理图。
其中，1—料仓、2—滚动板、3—振动器、4—缓冲仓、5—叶轮喂料器壳体、6—喂料叶片、7—叶轮转子、8—出料口、9—左传送辊、10—左限位弹簧、11—左定位销、12—左传送辊轴、13—左传送辊安装架、14—右传送辊、15—右限位弹簧、16—右定位销、17—右传送辊轴、18—右传送辊安装架、19—自适应环形轴向脱粒装置、1901—脱粒装置壳体、1902—切刀头安装轴、1903—限位弹簧、1904—切刀头、1905—定位销、1906—轴孔、20—玉米出芯通道、21—支撑网板、22—玉米出粒通道、23—底座、24—叶轮喂料器、25—自适应对辊输送装置、26—辊运行通孔、27—对辊驱动电机、28—对辊动力分配模块、29—左辊轴孔、30—右辊轴孔、31—排料管、32—叶轮驱动电机。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
如图1～6所述的轴向剪切式玉米脱粒机，它包括料仓1、滚动板2、缓冲仓4、底座23、安装在底座23上的叶轮喂料器24、安装在底座23上的自适应对辊输送装置25、安装在底座23上的自适应环形轴向脱粒装置19，其中，所述自适应环形轴向脱粒装置19包括脱粒装置壳体1901、四个切刀头安装轴1902、四个限位弹簧1903、四个切刀头1904和四个定位销1905，所述脱粒装置壳体1901上均匀设有四个轴孔1906，每个轴孔1906上均套入一个可在轴孔1906内滑动的切刀头安装轴1902，每个切刀头安装轴1902的一端固定有对应的切刀头1904，四个切刀头1904能以相邻两个切刀头1904之间啮合的方式形成一个360°的环形切面，每个切刀头安装轴1902的另一端固定对应的定位销1905，每个切刀头安装轴1902上均套有限位弹簧1903，每个限位弹簧1903的一端固定连接脱粒装置壳体1901内侧壁，每个限位弹簧1903的另一端固定连接对应的切刀头1904安装座，脱粒装置壳体1901安装在底座23上；
所述料仓1的输出端通过滚动板2连接缓冲仓4的输入端，缓冲仓4的输出端连接叶轮喂料器24的输入端，脱粒装置壳体1901的顶面固定连通叶轮喂料器24的出料口8，所述出料口8上设有左右两个辊运行通孔26，自适应对辊输送装置25的左传送辊9和右传送辊14分别位于左右两个辊运行通孔26中，且左传送辊9和右传送辊14能在对应的辊运行通孔26内同步相对转动。
上述技术方案中，所述自适应对辊输送装置25包括左传送辊9、左限位弹簧10、左定位销11、左传送辊轴12、左传送辊安装架13、右传送辊14、右限位弹簧15、右定位销16、右传送辊轴17、右传送辊安装架18、对辊驱动电机27、对辊动力分配模块28，所述左传送辊安装架13和右传送辊安装架18固定在底座23上，左传送辊安装架13和右传送辊安装架18上分别设有左辊轴孔29和右辊轴孔30，所述左辊轴孔29套入能在左辊轴孔29内滑动的左传送辊轴12，右辊轴孔30套入能在右辊轴孔30内滑动的右传送辊轴17，所述左传送辊9通过轴承安装在左传送辊轴12一端的传送辊安装位上，右传送辊14通过轴承安装在右传送辊轴17一端的传送辊安装位上，左传送辊轴12的另一端安装有左定位销11，右传送辊轴17的另一端安装有右定位销16，左传送辊轴12上套接左限位弹簧10，左限位弹簧10的一端连接左定位销11，左限位弹簧10的另一端连接左传送辊安装架13的外侧面，右传送辊轴17上套接右限位弹簧15，右限位弹簧15一端连接右定位销16，右限位弹簧15的另一端连接右传送辊安装架18的外侧面；
所述对辊驱动电机27的动力输出轴通过对辊动力分配模块28驱动左传送辊9和右传送辊14分别在左传送辊轴12和右传送辊轴17上旋转，左传送辊9顺时针转动，右传送辊14逆时针旋转，且左传送辊9和右传送辊14的转速相同。
上述技术方案中，当待脱粒玉米果穗进入自适应环形轴向脱粒装置19时，随着玉米果穗脱粒，四个切刀头1904在玉米果穗施加的径向挤压力和四个限位弹簧1903的共同作用下随着玉米外形尺寸改变，四个切刀头1904以啮合位置发生改变，但仍然保持360°的环形切面。
上述技术方案中，所述叶轮喂料器24包括叶轮喂料器壳体5、喂料叶片6、叶轮转子7、竖直出料口8和叶轮驱动电机32，其中，叶轮喂料器壳体5安装在底座23上，叶轮喂料器壳体5的顶部为与缓冲仓4连通的叶轮喂料器24输入端，叶轮喂料器壳体5的底端连接竖直出料口8，叶轮转子7通过叶轮转轴设置在叶轮喂料器壳体5内并能在叶轮喂料器壳体5内旋转，所述喂料叶片6安装在叶轮转子7上，所述叶轮驱动电机32用于驱动叶轮转子7旋转。喂料叶片6与叶轮喂料器壳体5之间形成多个喂料室，每个喂料室内进入一个玉米果穗，叶轮喂料器24用于将玉米果穗以固定节奏一个个的送到自适应对辊输送装置25。
上述技术方案中，所述脱粒装置壳体1901的底面固定有排料管31。
上述技术方案中，所述底座23内设有玉米出芯通道20、支撑网板21和玉米出粒通道22，所述玉米出芯通道20的底部通过支撑网板21与玉米出粒通道22连通，所述玉米出芯通道20的输入口连通排料管31。
上述技术方案中，所述滚动板2的背面安装有振动器3。为落在滚动板2上的玉米滚动提供动力。
上述技术方案中，所述左传送辊9和右传送辊14之间的间隙为30～40mm。传送辊外表面与玉米最小直径处表面接触并施加一定挤压力，防止玉米果穗在传送过程中打滑。
一种利用上述轴向剪切式玉米脱粒机进行玉米脱粒的方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：玉米果穗从料仓1中落至滚动板2上，在振动器3和重力作用下，玉米果穗在滚动板2按顺序滚落至缓冲仓4中；
步骤2：缓冲仓4中逐个排列的玉米果穗在重力作用下逐个进入叶轮喂料器24中，随着叶轮转子7转动，玉米果穗运动至竖直出料口8上方，并在重力作用下传送至左传送辊9和右传送辊轴17之间；
步骤3：对辊驱动电机27的动力输出轴通过对辊动力分配模块28驱动左传送辊9和右传送辊14分别在左传送辊轴12和右传送辊轴17上同步旋转，玉米果穗在重力和旋转的传送辊的作用下输送入自适应环形轴向脱粒装置19；
步骤4：当待脱粒玉米果穗进入自适应环形轴向脱粒装置19时，随着玉米果穗脱粒，四个切刀头1904在玉米果穗施加的径向挤压力和四个限位弹簧1903的共同作用下随着待脱粒玉米果穗外形尺寸改变，四个切刀头1904的啮合位置发生改变，但仍然保持360°的环形切面对玉米果穗进行轴向剪切脱粒；
步骤5：脱粒完成后的玉米芯通过玉米出芯通道20排出轴向剪切式玉米脱粒机，玉米籽粒穿过支撑网板21通过玉米出粒通道22排出轴向剪切式玉米脱粒机。
本发明采用滚动的方式使玉米果穗按顺序排列，并在叶轮式喂料器24的作用下按顺序脱粒，玉米果穗脱粒动力由传送辊及重力提供。本发明利用轴向剪切的方式脱粒，极大减少动力的消耗和浪费，且能保证脱离过程中玉米芯的完整。
自适应轴向脱粒装置由壳体、切刀安装轴、限位销、限位弹簧、切刀头组成一套随玉米果穗直径变化而变化的自适应脱粒结构，在脱粒过程中多个切刀头始终以啮合方式形成一个360°的轴向切面，保证玉米果穗脱净率。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (8)
1.一种轴向剪切式玉米脱粒机，其特征在于：它包括料仓(1)、滚动板(2)、缓冲仓(4)、底座(23)、安装在底座(23)上的叶轮喂料器(24)、安装在底座(23)上的自适应对辊输送装置(25)、安装在底座(23)上的自适应环形轴向脱粒装置(19)，其中，所述自适应环形轴向脱粒装置(19)包括脱粒装置壳体(1901)、四个切刀头安装轴(1902)、四个限位弹簧(1903)、四个切刀头(1904)和四个定位销(1905)，所述脱粒装置壳体(1901)上均匀设有四个轴孔(1906)，每个轴孔(1906)上均套入一个可在轴孔(1906)内滑动的切刀头安装轴(1902)，每个切刀头安装轴(1902)的一端固定有对应的切刀头(1904)，四个切刀头(1904)能以相邻两个切刀头(1904)之间啮合的方式形成一个360°的环形切面，每个切刀头安装轴(1902)的另一端固定对应的定位销(1905)，每个切刀头安装轴(1902)上均套有限位弹簧(1903)，每个限位弹簧(1903)的一端固定连接脱粒装置壳体(1901)内侧壁，每个限位弹簧(1903)的另一端固定连接对应的切刀头(1904)安装座，脱粒装置壳体(1901)安装在底座(23)上；
所述料仓(1)的输出端通过滚动板(2)连接缓冲仓(4)的输入端，缓冲仓(4)的输出端连接叶轮喂料器(24)的输入端，脱粒装置壳体(1901)的顶面固定连通叶轮喂料器(24)的出料口(8)，所述出料口(8)上设有左右两个辊运行通孔(26)，自适应对辊输送装置(25)的左传送辊(9)和右传送辊(14)分别位于左右两个辊运行通孔(26)中，且左传送辊(9)和右传送辊(14)能在对应的辊运行通孔(26)内同步相对转动；
所述自适应对辊输送装置(25)包括左传送辊(9)、左限位弹簧(10)、左定位销(11)、左传送辊轴(12)、左传送辊安装架(13)、右传送辊(14)、右限位弹簧(15)、右定位销(16)、右传送辊轴(17)、右传送辊安装架(18)、对辊驱动电机(27)、对辊动力分配模块(28)，所述左传送辊安装架(13)和右传送辊安装架(18)固定在底座(23)上，左传送辊安装架(13)和右传送辊安装架(18)上分别设有左辊轴孔(29)和右辊轴孔(30)，所述左辊轴孔(29)套入能在左辊轴孔(29)内滑动的左传送辊轴(12)，右辊轴孔(30)套入能在右辊轴孔(30)内滑动的右传送辊轴(17)，所述左传送辊(9)通过轴承安装在左传送辊轴(12)一端的传送辊安装位上，右传送辊(14)通过轴承安装在右传送辊轴(17)一端的传送辊安装位上，左传送辊轴(12)的另一端安装有左定位销(11)，右传送辊轴(17)的另一端安装有右定位销(16)，左传送辊轴(12)上套接左限位弹簧(10)，左限位弹簧(10)的一端连接左定位销(11)，左限位弹簧(10)的另一端连接左传送辊安装架(13)的外侧面，右传送辊轴(17)上套接右限位弹簧(15)，右限位弹簧(15)一端连接右定位销(16)，右限位弹簧(15)的另一端连接右传送辊安装架(18)的外侧面；
所述对辊驱动电机(27)的动力输出轴通过对辊动力分配模块(28)驱动左传送辊(9)和右传送辊(14)分别在左传送辊轴(12)和右传送辊轴(17)上旋转，左传送辊(9)顺时针转动，右传送辊(14)逆时针旋转，且左传送辊(9)和右传送辊(14)的转速相同。
2.根据权利要求1所述的轴向剪切式玉米脱粒机，其特征在于：所述叶轮喂料器(24)包括叶轮喂料器壳体(5)、喂料叶片(6)、叶轮转子(7)、竖直出料口(8)和叶轮驱动电机(32)，其中，叶轮喂料器壳体(5)安装在底座(23)上，叶轮喂料器壳体(5)的顶部为与缓冲仓(4)连通的叶轮喂料器(24)输入端，叶轮喂料器壳体(5)的底端连接竖直出料口(8)，叶轮转子(7)通过叶轮转轴设置在叶轮喂料器壳体(5)内并能在叶轮喂料器壳体(5)内旋转，所述喂料叶片(6)安装在叶轮转子(7)上，所述叶轮驱动电机(32)用于驱动叶轮转子(7)旋转。
3.根据权利要求1所述的轴向剪切式玉米脱粒机，其特征在于：所述脱粒装置壳体(1901)的底面固定有排料管(31)。
4.根据权利要求3所述的轴向剪切式玉米脱粒机，其特征在于：所述底座(23)内设有玉米出芯通道(20)、支撑网板(21)和玉米出粒通道(22)，所述玉米出芯通道(20)的底部通过支撑网板(21)与玉米出粒通道(22)连通，所述玉米出芯通道(20)的输入口连通排料管(31)。
5.根据权利要求1所述的轴向剪切式玉米脱粒机，其特征在于：所述滚动板(2)的背面安装有振动器(3)。
6.根据权利要求1所述的轴向剪切式玉米脱粒机，其特征在于：所述左传送辊(9)和右传送辊(14)之间的间隙为30～40mm。
7.一种利用权利要求1所述轴向剪切式玉米脱粒机进行玉米脱粒的方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：玉米果穗从料仓(1)中落至滚动板(2)上，在振动器(3)和重力作用下，玉米果穗在滚动板(2)按顺序滚落至缓冲仓(4)中；
步骤2：缓冲仓(4)中逐个排列的玉米果穗在重力作用下逐个进入叶轮喂料器(24)中，随着叶轮转子(7)转动，玉米果穗运动至竖直出料口(8)上方，并在重力作用下传送至左传送辊(9)和右传送辊轴(17)之间；
步骤3：对辊驱动电机(27)的动力输出轴通过对辊动力分配模块(28)驱动左传送辊(9)和右传送辊(14)分别在左传送辊轴(12)和右传送辊轴(17)上同步旋转，玉米果穗在重力和旋转的传送辊的作用下输送入自适应环形轴向脱粒装置(19)；
步骤4：当待脱粒玉米果穗进入自适应环形轴向脱粒装置(19)时，随着玉米果穗脱粒，四个切刀头(1904)在玉米果穗施加的径向挤压力和四个限位弹簧(1903)的共同作用下随着待脱粒玉米果穗外形尺寸改变，四个切刀头(1904)的啮合位置发生改变，但仍然保持360°的环形切面对玉米果穗进行轴向剪切脱粒。
8.根据权利要求7所述的玉米脱粒方法，其特征在于：所述步骤4后还包括步骤5：脱粒完成后的玉米芯通过玉米出芯通道(20)排出轴向剪切式玉米脱粒机，玉米籽粒穿过支撑网板(21)通过玉米出粒通道(22)排出轴向剪切式玉米脱粒机。
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