CN106576618B - 旋转剪切式玉米脱粒机及玉米脱粒方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种旋转剪切式玉米脱粒机，它包括落料口、传送带、传送带前滚轴、脱粒机底座、推料板、预应力挤压板、挤压板支架、滚筒式旋转剪切刀具、挤压板连杆、刀具左带齿长轴、刀具右带齿长轴、传送带后滚轴、第一电机和第二电机；第一电机带动滚筒式旋转剪切刀具转动；第二电机带动传送带转动；挤压板支架固定在脱粒机底座上，挤压板支架上固定有水平挤压板，水平挤压板上设有通孔，挤压板连杆的一端固定连接预应力挤压板，挤压板连杆的另一端穿过通孔，挤压板连杆的另一端设有能将挤压板连杆限制在通孔上滑动的限位凸缘，挤压板连杆上套有预应力弹簧。该脱粒机能有效保持玉米果穗脱粒过程中玉米芯的完整。

Description

旋转剪切式玉米脱粒机及玉米脱粒方法
技术领域
本发明涉及农用机械技术领域，具体涉及一种旋转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原理对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而脱粒。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于脱粒过程中保持玉米芯的完整。
发明内容
本发明的目的在于提供一种旋转剪切式玉米脱粒机及玉米脱粒方法，该脱粒机能有效保持玉米果穗脱粒过程中玉米芯的完整。
为解决上述技术问题，本发明公开的一种旋转剪切式玉米脱粒机，其特征在于：它包括落料口、传送带、传送带前滚轴、脱粒机底座、推料板、预应力挤压板、挤压板支架、滚筒式旋转剪切刀具、挤压板连杆、刀具左带齿长轴、刀具右带齿长轴、传送带后滚轴、第一电机和第二电机；
所述脱粒机底座顶部的一侧通过轴承设置刀具左带齿长轴，脱粒机底座顶部的另一侧通过轴承设置刀具右带齿长轴，刀具左带齿长轴与刀具右带齿长轴平行，滚筒式旋转剪切刀具的前端设有前端齿圈，滚筒式旋转剪切刀具的后端设有后端齿圈，滚筒式旋转剪切刀具设置在刀具左带齿长轴和刀具右带齿长轴上，且前端齿圈与刀具左带齿长轴的前端齿轮以及刀具右带齿长轴的前端齿轮啮合，后端齿圈与刀具左带齿长轴的后端齿轮以及刀具右带齿长轴的后端齿轮啮合，第一电机用于驱动刀具右带齿长轴转动，从而带动滚筒式旋转剪切刀具转动；
所述脱粒机底座顶部前端通过轴承设置传送带前滚轴，脱粒机底座顶部后端通过轴承设置传送带后滚轴，所述传送带前滚轴和传送带后滚轴上设置传送带，传送带在长度方向上等间隔设有多个推料板，第二电机用于驱动传送带前滚轴旋转，从而带动传送带转动；
所述挤压板支架固定在脱粒机底座上，挤压板支架上固定有水平挤压板，水平挤压板上设有通孔，挤压板连杆的一端固定连接预应力挤压板，挤压板连杆的另一端穿过通孔，所述挤压板连杆的另一端设有能将挤压板连杆限制在通孔上滑动的限位凸缘，挤压板连杆上套有预应力弹簧，预应力弹簧的一端连接水平挤压板，预应力弹簧的另一端连接预应力挤压板，所述传送带沿滚筒式旋转剪切刀具的轴向穿过滚筒式旋转剪切刀具，且传送带处于滚筒式旋转剪切刀具内的部分位于预应力挤压板与滚筒式旋转剪切刀具的内侧壁刀刃之间
一种利用上述旋转剪切式玉米脱粒机的玉米脱粒方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：第一电机带动滚筒式旋转剪切刀具转动，第二电机带动传送带转动；
步骤2：将玉米果穗按顺序平躺放入落料口，相邻两个推料板之间形成一个玉米果穗输送位，每一个玉米果穗通过落料口输送到落料口正下方的玉米果穗输送位上；
步骤3：传送带的转动带动处于玉米果穗输送位上的玉米果穗移动，预应力挤压板与滚筒式旋转剪切刀具的内侧壁刀刃之间形成玉米果穗旋转脱粒区，当玉米果穗输送位上的玉米果穗移动到玉米果穗旋转脱粒区的前端时，推料板对玉米果穗施加额外的推进力使得玉米果穗进入旋转脱粒区，玉米籽粒在预应力挤压板施加的被动径向挤压、滚筒式旋转剪切刀具施加的主动剪切力作用下从玉米果柄上分离。
本发明的有益效果：
1、本发明采用柔性传送带按顺序将玉米喂入旋转脱粒机，玉米果穗脱粒动力由旋转剪切刀具提供。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。
2、在滚筒式旋转剪切刀具和传送带作用下，玉米果穗在沿传送带运动的过程中受到滚筒式旋转剪切刀具的作用一边旋转一边脱粒，预应力挤压板保证玉米果穗始终与旋转剪切刀具啮合，保证玉米果穗脱净率。
附图说明
图1为本发明第一个方向上的立体结构示意图；
图2为本发明第二个方向上的立体结构示意图；
图3为本发明中滚筒式旋转剪切刀具和预应力挤压板部分的局部立体结构示意图；
图4为本发明中水平挤压板部分的结构示意图。
其中，1—落料口、2—传送带、3—传送带前滚轴、4—前滚轴左轴承、5—前滚轴右轴承、6—脱粒机底座、7—推料板、8—预应力挤压板、9—挤压板连杆、9.1—限位凸缘、10—预应力弹簧、11—挤压板支架、11.1—水平挤压板、11.2—通孔、12—滚筒式旋转剪切刀具、12.1—前端齿圈、12.2—后端齿圈、13—刀具左带齿长轴、14—左带齿长轴前轴承、15—左带齿长轴后轴承、16—刀具右带齿长轴、17—右带齿长轴前轴承、18—右带齿长轴后轴承、19—传送带后滚轴、20—后滚轴左轴承、21—后滚轴右轴承、22—传送带张紧轮、23—第一电机、24—第二电机。
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：
本发明的旋转剪切式玉米脱粒机，如图1～4所示，它包括落料口1、传送带2、传送带前滚轴3、脱粒机底座6、推料板7、预应力挤压板8、挤压板支架11、滚筒式旋转剪切刀具12、挤压板连杆9、刀具左带齿长轴13、刀具右带齿长轴16、传送带后滚轴19、第一电机23和第二电机24；
所述脱粒机底座6顶部的一侧通过轴承设置刀具左带齿长轴13，脱粒机底座6顶部的另一侧通过轴承设置刀具右带齿长轴16，刀具左带齿长轴13与刀具右带齿长轴16平行，滚筒式旋转剪切刀具12的前端设有前端齿圈12.1，滚筒式旋转剪切刀具12的后端设有后端齿圈12.2，滚筒式旋转剪切刀具12设置在刀具左带齿长轴13和刀具右带齿长轴16上，且前端齿圈12.1与刀具左带齿长轴13的前端齿轮以及刀具右带齿长轴16的前端齿轮啮合，后端齿圈12.2与刀具左带齿长轴13的后端齿轮以及刀具右带齿长轴16的后端齿轮啮合，第一电机23用于驱动刀具右带齿长轴16转动(第一电机23的输出轴上设置驱动齿轮，驱动齿轮与刀具右带齿长轴16的后端齿轮啮合)，从而带动滚筒式旋转剪切刀具12转动；
所述脱粒机底座6顶部前端通过轴承设置传送带前滚轴3，脱粒机底座6顶部后端通过轴承设置传送带后滚轴19，所述传送带前滚轴3和传送带后滚轴19上设置传送带2，传送带2在长度方向上等间隔设有多个推料板7，第二电机24用于驱动传送带前滚轴3旋转(第二电机24的输出轴与传送带前滚轴3同轴固定连接)，从而带动传送带2转动；
所述挤压板支架11固定在脱粒机底座6上，挤压板支架11上固定有水平挤压板11.1，水平挤压板11.1上设有通孔11.2，挤压板连杆9的一端固定连接预应力挤压板8，挤压板连杆9的另一端穿过通孔11.2，所述挤压板连杆9的另一端设有能将挤压板连杆9限制在通孔11.2上滑动的限位凸缘9.1，挤压板连杆9上套有预应力弹簧10，预应力弹簧10的一端连接水平挤压板11.1，预应力弹簧10的另一端连接预应力挤压板8，所述传送带2沿滚筒式旋转剪切刀具12的轴向穿过滚筒式旋转剪切刀具12，且传送带2处于滚筒式旋转剪切刀具12内的部分位于预应力挤压板8与滚筒式旋转剪切刀具12的内侧壁刀刃之间(所述剪切刀具12的整个内侧壁均为刀刃)。
上述技术方案中，预应力挤压板8为弧形挤压板。弧形挤压板与玉米外形适配。
上述技术方案中，所述脱粒机底座6的中部安装有传送带张紧轮22，传送带前滚轴3、传送带后滚轴19和传送带张紧轮22上设置传送带2，传送带张紧轮22用于调节传送带2的松紧度。
上述技术方案中，滚筒式旋转剪切刀具12与预应力挤压板8相互配合，可随玉米果穗直径变化而改变滚筒式旋转剪切刀具12与预应力挤压板8的距离(该工作方式由滚筒式旋转剪切刀具12的挤压板连杆9在通孔11.2上滑动，并配合预应力弹簧10的弹力来实现)，防止玉米芯在较大挤压载荷的作用下发生破坏，保证玉米芯的完整。
上述技术方案中，传送带2为柔性材料，防止玉米掉落。
上述技术方案中，所述预应力挤压板8与滚筒式旋转剪切刀具12内侧壁刀刃之间的距离小于玉米果穗的直径。所述预应力挤压板8与滚筒式旋转剪切刀具12内侧壁刀刃之间的距离优选为35～45mm。
上述技术方案中，所述传送带2的宽度小于预应力挤压板8与滚筒式旋转剪切刀具12内侧壁刀刃之间的距离。所述传送带2的宽度范围优选为20～25mm。
上述技术方案中，所述脱粒机底座6顶部的一侧通过左带齿长轴前轴承14、左带齿长轴后轴承15设置刀具左带齿长轴13，其中，刀具左带齿长轴13的前端连接左带齿长轴前轴承14的内圈，刀具左带齿长轴13的后端连接左带齿长轴后轴承15的内圈；
脱粒机底座6顶部的另一侧通过右带齿长轴前轴承17和右带齿长轴后轴承18设置刀具右带齿长轴16，其中，刀具右带齿长轴16的前端连接右带齿长轴前轴承17的内圈，刀具右带齿长轴16的后端连接右带齿长轴后轴承18的内圈；
所述左带齿长轴前轴承14和右带齿长轴前轴承17并排布置，左带齿长轴后轴承15和右带齿长轴后轴承18并排布置。
上述技术方案中，所述脱粒机底座6顶部前端固定有前滚轴左轴承4和前滚轴右轴承5，脱粒机底座6顶部后端固定有后滚轴左轴承20和后滚轴右轴承21，前滚轴左轴承4和前滚轴右轴承5上安装传送带前滚轴3，后滚轴左轴承20和后滚轴右轴承21上安装传送带后滚轴19。
一种上述旋转剪切式玉米脱粒机的玉米脱粒方法，它包括如下步骤：
步骤1：第一电机23带动滚筒式旋转剪切刀具12转动(滚筒式旋转剪切刀具12的转动速度为30～100转/分钟，本发明的脱粒方式以静态剪切为主，较低的刀具转速有利于减少玉米芯破坏，同时减少动力消耗)，第二电机24带动传送带2转动(传送带2的移动速度为0.6～1.2m/s，玉米果穗长度范围150～300mm，保证每秒脱2～6个玉米果穗)；
步骤2：将玉米果穗按顺序平躺放入落料口1，相邻两个推料板7之间形成一个玉米果穗输送位，每一个玉米果穗通过落料口1输送到落料口1正下方的玉米果穗输送位上；
步骤3：传送带2的转动带动处于玉米果穗输送位上的玉米果穗移动，预应力挤压板8与滚筒式旋转剪切刀具12的内侧壁刀刃之间形成玉米果穗旋转脱粒区，当玉米果穗输送位上的玉米果穗移动到玉米果穗旋转脱粒区的前端时，推料板7对玉米果穗施加额外的推进力使得玉米果穗进入旋转脱粒区，玉米籽粒在预应力挤压板8施加的被动径向挤压、滚筒式旋转剪切刀具12施加的主动剪切力作用下从玉米果柄上分离；
步骤4：玉米籽粒在重力作用下掉落至脱粒机底座6下部收集，玉米果柄在传送带2上继续沿顺时针方向输送排出脱粒机并收集。
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 (10)

1.一种旋转剪切式玉米脱粒机，其特征在于：它包括落料口(1)、传送带(2)、传送带前滚轴(3)、脱粒机底座(6)、推料板(7)、预应力挤压板(8)、挤压板支架(11)、滚筒式旋转剪切刀具(12)、挤压板连杆(9)、刀具左带齿长轴(13)、刀具右带齿长轴(16)、传送带后滚轴(19)、第一电机(23)和第二电机(24)；
所述脱粒机底座(6)顶部的一侧通过轴承设置刀具左带齿长轴(13)，脱粒机底座(6)顶部的另一侧通过轴承设置刀具右带齿长轴(16)，刀具左带齿长轴(13)与刀具右带齿长轴(16)平行，滚筒式旋转剪切刀具(12)的前端设有前端齿圈(12.1)，滚筒式旋转剪切刀具(12)的后端设有后端齿圈(12.2)，滚筒式旋转剪切刀具(12)设置在刀具左带齿长轴(13)和刀具右带齿长轴(16)上，且前端齿圈(12.1)与刀具左带齿长轴(13)的前端齿轮以及刀具右带齿长轴(16)的前端齿轮啮合，后端齿圈(12.2)与刀具左带齿长轴(13)的后端齿轮以及刀具右带齿长轴(16)的后端齿轮啮合，第一电机(23)用于驱动刀具右带齿长轴(16)转动，从而带动滚筒式旋转剪切刀具(12)转动；
所述脱粒机底座(6)顶部前端通过轴承设置传送带前滚轴(3)，脱粒机底座(6)顶部后端通过轴承设置传送带后滚轴(19)，所述传送带前滚轴(3)和传送带后滚轴(19)上设置传送带(2)，传送带(2)在长度方向上等间隔设有多个推料板(7)，第二电机(24)用于驱动传送带前滚轴(3)旋转，从而带动传送带(2)转动；
所述挤压板支架(11)固定在脱粒机底座(6)上，挤压板支架(11)上固定有水平挤压板(11.1)，水平挤压板(11.1)上设有通孔(11.2)，挤压板连杆(9)的一端固定连接预应力挤压板(8)，挤压板连杆(9)的另一端穿过通孔(11.2)，所述挤压板连杆(9)的另一端设有能将挤压板连杆(9)限制在通孔(11.2)上滑动的限位凸缘(9.1)，挤压板连杆(9)上套有预应力弹簧(10)，预应力弹簧(10)的一端连接水平挤压板(11.1)，预应力弹簧(10)的另一端连接预应力挤压板(8)，所述传送带(2)沿滚筒式旋转剪切刀具(12)的轴向穿过滚筒式旋转剪切刀具(12)，且传送带(2)处于滚筒式旋转剪切刀具(12)内的部分位于预应力挤压板(8)与滚筒式旋转剪切刀具(12)的内侧壁刀刃之间。
2.根据权利要求1所述的旋转剪切式玉米脱粒机，其特征在于：所述脱粒机底座(6)的中部安装有传送带张紧轮(22)，传送带前滚轴(3)、传送带后滚轴(19)和传送带张紧轮(22)上设置传送带(2)。
3.根据权利要求1所述的旋转剪切式玉米脱粒机，其特征在于：所述预应力挤压板(8)与滚筒式旋转剪切刀具(12)内侧壁刀刃之间的距离小于玉米果穗的直径。
4.根据权利要求3所述的旋转剪切式玉米脱粒机，其特征在于：所述预应力挤压板(8)与滚筒式旋转剪切刀具(12)内侧壁刀刃之间的距离为35～45mm。
5.根据权利要求3所述的旋转剪切式玉米脱粒机，其特征在于：所述传送带(2)的宽度小于预应力挤压板(8)与滚筒式旋转剪切刀具(12)内侧壁刀刃之间的距离。
6.根据权利要求5所述的旋转剪切式玉米脱粒机，其特征在于：所述传送带(2)的宽度范围为20～25mm。
7.根据权利要求1所述的旋转剪切式玉米脱粒机，其特征在于：所述脱粒机底座(6)顶部的一侧通过左带齿长轴前轴承(14)、左带齿长轴后轴承(15)设置刀具左带齿长轴(13)，其中，刀具左带齿长轴(13)的前端连接左带齿长轴前轴承(14)的内圈，刀具左带齿长轴(13)的后端连接左带齿长轴后轴承(15)的内圈；
脱粒机底座(6)顶部的另一侧通过右带齿长轴前轴承(17)和右带齿长轴后轴承(18)设置刀具右带齿长轴(16)，其中，刀具右带齿长轴(16)的前端连接右带齿长轴前轴承(17)的内圈，刀具右带齿长轴(16)的后端连接右带齿长轴后轴承(18)的内圈；
所述左带齿长轴前轴承(14)和右带齿长轴前轴承(17)并排布置，左带齿长轴后轴承(15)和右带齿长轴后轴承(18)并排布置。
8.根据权利要求1所述的旋转剪切式玉米脱粒机，其特征在于：所述脱粒机底座(6)顶部前端固定有前滚轴左轴承(4)和前滚轴右轴承(5)，脱粒机底座(6)顶部后端固定有后滚轴左轴承(20)和后滚轴右轴承(21)，前滚轴左轴承(4)和前滚轴右轴承(5)上安装传送带前滚轴(3)，后滚轴左轴承(20)和后滚轴右轴承(21)上安装传送带后滚轴(19)。
9.一种利用权利要求1所述旋转剪切式玉米脱粒机的玉米脱粒方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：第一电机(23)带动滚筒式旋转剪切刀具(12)转动，第二电机(24)带动传送带(2)转动；
步骤2：将玉米果穗按顺序平躺放入落料口(1)，相邻两个推料板(7)之间形成一个玉米果穗输送位，每一个玉米果穗通过落料口(1)输送到落料口(1)正下方的玉米果穗输送位上；
步骤3：传送带(2)的转动带动处于玉米果穗输送位上的玉米果穗移动，预应力挤压板(8)与滚筒式旋转剪切刀具(12)的内侧壁刀刃之间形成玉米果穗旋转脱粒区，当玉米果穗输送位上的玉米果穗移动到玉米果穗旋转脱粒区的前端时，推料板(7)对玉米果穗施加额外的推进力使得玉米果穗进入旋转脱粒区，玉米籽粒在预应力挤压板(8)施加的被动径向挤压、滚筒式旋转剪切刀具(12)施加的主动剪切力作用下从玉米果柄上分离。
10.根据权利要求9所述的玉米脱粒方法，其特征在于：所述步骤3后还包括步骤4：玉米籽粒在重力作用下掉落至脱粒机底座(6)下部收集，玉米果柄在传送带(2)上继续沿顺时针方向输送排出脱粒机并收集。
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