CN107306612A - 用于油菜联合收获机清选的差速圆筒筛 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于油菜联合收获机清选的差速圆筒筛，包括中空的下壳体、上罩壳、圆筒筛本体、中心轴及液压马达，以及带喂料口的喂入搅龙外壳；圆筒筛本体包括焊在下壳体空腔内的圆筒筛支架、圆筒筛筛网、焊接在圆筒筛筛网一端的第一圆环导轨、焊接在圆筒筛筛网另一端的第二圆环导轨及焊接在第二圆环导轨端面上的圆环形传动齿轮，中心轴与圆筒筛筛网转向相反且传动比为(1.5～2)：1。利用外部支撑内部无支架限制方式减少物料在圆筒筛本体内的运动阻碍，圆筒筛本体与中心轴为圆周差速运动，提高圆筒筛本体转速，增大离心力，可以在圆筒筛本体高速转动下及时排除杂余，提高筛分效率，初步筛分油菜脱出物，减少后续清选工序负担。
Description
技术领域
本发明属于农业机械中油菜联合收获机的配套装置领域，具体涉及一种用于油菜联合收获机清选的差速圆筒筛。
背景技术
在油菜联合收获作业中，油菜清选是关键工序之一，作业对象为油菜经脱粒分离后的脱出物，主要包括油菜籽粒、短茎秆、荚壳和轻杂余。传统油菜联合收获机清选装置为风机加振动筛式，振动较大，需要一次完成所有杂余的分离，负担较大。往复式振动筛振动较大原因是其运动方向和运动速度周期性变化，改为转速转向稳定的圆周运动可有效减少振动，常见装置为圆筒筛；传统清选装置负担较大的原因为油菜脱出物成分复杂，需要依靠振动筛筛分短茎秆及荚壳，同时还需依靠风机产生的倾斜气流分离轻杂余，所有杂余同时分离，对风机转速要求较高。综上所述，改用圆周运动筛分结构与二次或多次清选方式可解决上述问题。目前常见圆周运动筛分结构为圆筒筛，先将短茎秆及荚壳筛分后再输送至后续清选装置中，后续清选装置只需分离轻杂余，减少了负担。传统圆筒筛主要依靠离心力实现筛分，转速过高则杂余紧贴筛面难以排出，因此圆筒筛实现功能所需的转速较低，筛面利用率不高，导致筛分效率较低，限制了传统圆筒筛在油菜联合收获清选装置中的发展应用。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种既能初步筛分短茎秆及果荚、又能提供筛分效率的用于油菜联合收获机清选的差速圆筒筛。
为实现上述目的，本发明所设计的用于油菜联合收获机清选的差速圆筒筛，包括中空的下壳体、上罩壳、安装在由下壳体和上罩壳对合构成中空腔内的圆筒筛本体、沿中心线轴向穿过圆筒筛本体的中心轴及通过联轴器与中心轴端部相连且位于下壳体外部的液压马达，以及通过螺栓固定在下壳体侧板上的带喂料口的喂入搅龙外壳；所述中心轴的一端套置有中心轴套，排草杆焊合在所述中心轴套上且位于所述下壳体的空腔内，且所述排草杆与所述液压马达同侧布置；所述中心轴的另一端套置有喂入搅龙，所述喂入搅龙位于所述下壳体外部且伸入所述喂入搅龙外壳内；所述中心轴的一端通过第一轴承座固定在所述下壳体上，所述中心轴的另一端通过第二轴承座固定在所述喂入搅龙外壳的端部上；所述圆筒筛本体包括焊在所述下壳体空腔内的圆筒筛支架、安装在所述圆筒筛支架上的圆筒筛筛网、焊接在所述圆筒筛筛网一端的第一圆环导轨、焊接在所述圆筒筛筛网另一端的第二圆环导轨及焊接在所述第二圆环导轨端面上的圆环形传动齿轮；
还包括中间传动系，所述中间传动系包括安装在所述下壳体上的带传动轴的第三轴承座、安装在所述传动轴一端的副链轮及安装在所述传动轴另一端的齿轮；所述中心轴的一端穿过所述第一轴承座直至所述中心轴的端部套置有主链轮；所述齿轮与所述圆环形传动齿轮啮合，所述副链轮与所述主链轮相啮合；
且所述第一圆环导轨的内径均与所述第二圆环导轨的内径、所述圆环形传动齿轮的内径及所述圆筒筛筛网的内径相等，所述中心轴与所述圆筒筛筛网转向相反且传动比为(1.5～2)：1。
进一步地，所述中心轴套上且位于所述排草杆的内侧沿轴向方向布置有两组螺旋叶片，两组所述螺旋叶片的间距为150～250mm，且每组所述螺旋叶片的外径为250～260mm。
进一步地，内衬在所述第一圆环导轨中心通孔上的圆环挡板，且所述圆环挡板的外径与所述第一圆环导轨的内径相等。
进一步地，所述圆筒筛支架包括第一半圆环支架、第二半圆环支架、安装在所述第一半圆环支架和所述第二半圆环支架之间且沿所述第一半圆环支架径向均匀分布的多根水平支撑杆、对称安装在所述第一半圆环支架外端面上的两个第一支撑轴承、对称安装在所述第二半圆环支架外端面上的两个第二支撑轴承及对称安装在顶端其中一根所述水平支撑杆上的两个限位轴承。
进一步地，两个所述第一支撑轴承的安装夹角小于180°，且两个所述第一支撑轴承的外圆面与所述第一圆环导轨的外圆面相切；两个所述第二支撑轴承的安装夹角小于180°，且两个所述第二支撑轴承的外圆面与所述第二圆环导轨的外圆面相切；一个所述限位轴承的外圆面与第一圆环导轨的内侧面相切，另一个所述限位轴承的外圆面与第二圆环导轨的内侧面相切。
进一步地，两个所述第一支撑轴承的安装夹角为100°～130°，两个所述第二支撑轴承的安装夹角为100°～130°。
进一步地，所述下壳体上且位于所述排草杆位置处开有排草口，所述下壳体上侧部开有出粮口，且所述出粮口处焊接有圆形法兰。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明的用于油菜联合收获清选的差速圆筒筛，利用外部支撑内部无支架限制方式减少物料在圆筒筛本体内的运动阻碍，圆筒筛本体与中心轴为圆周差速运动，提高圆筒筛本体转速，增大离心力，可以在圆筒筛本体高速转动下及时排除杂余，提高筛分效率，初步筛分油菜脱出物，减少后续清选工序负担。
附图说明
图1为本发明用于油菜联合收获机清选的差速圆筒筛的立体结构示意图；
图2为图1的分解结构示意图；
图3为图1中圆筒筛本体的结构示意图。
图中各部件标号如下：
液压马达1、上罩壳2、下壳体3(其中：排草口3.1、出粮口3.2、圆形法兰3.3)、中心轴4(其中：中心轴套4.1)、圆筒筛本体5【其中：圆筒筛筛网5.1、圆筒筛支架5.2(第一半圆环支架5.2a、第二半圆环支架5.2b、水平支撑杆5.2c、第一支撑轴承5.2d、第二支撑轴承5.2e、限位轴承5.2f)、第二圆环导轨5.3、第一圆环导轨5.4、圆环形传动齿轮5.5、圆环挡板5.6】、中间传动系6(其中：副链轮6.1、传动轴6.2、第三轴承座6.3、齿轮6.4)、喂入搅龙外壳7(其中：喂料口7.1)、喂入搅龙8、排草杆9、螺旋叶片10、第一轴承座11、联轴器12、主链轮13、第二轴承座14。
具体实施方式
下面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所示的用于油菜联合收获机清选的差速圆筒筛，结合图2所示，包括中空的下壳体3、上罩壳2、安装在下壳体3上的中间传动系6、安装在由下壳体3和上罩壳2对合构成中空腔内的圆筒筛本体5、沿中心线轴向穿过圆筒筛本体5的中心轴4及通过联轴器12与中心轴4端部相连且位于下壳体3外部的液压马达1，以及通过螺栓固定在下壳体3侧板上的带喂料口7.1的喂入搅龙外壳7，下壳体3上且位于排草杆9位置处开有排草口3.1，下壳体3上侧部开有出粮口3.2，且出粮口3.2处焊接有圆形法兰3.3，可与风机或扬谷器连接，用于后续清选工序。
中心轴4的一端焊合有中心轴套4.1，排草杆9焊合在中心轴套4.1上，且排草杆9位于下壳体3的空腔内与液压马达1同侧布置，同时，两组螺旋叶片10沿轴向方向也焊合在中心轴套4.1上且位于排草杆9的内侧；中心轴4的另一端焊合有喂入搅龙8，喂入搅龙8位于下壳体3外部且伸入喂入搅龙外壳7内；另外，中心轴4的一端通过第一轴承座11固定在下壳体3上，且中心轴4穿过第一轴承座11直至中心轴4的端部套置主链轮13，而中心轴4的另一端通过第二轴承座14固定在喂入搅龙外壳7的端部上。本实施例中，两组螺旋叶片10的间距S为150～250mm，且每组螺旋叶片10的外径为250～260mm。
结合图3所示，圆筒筛本体5包括焊在下壳体3空腔内的圆筒筛支架5.2、安装在圆筒筛支架5.2上的圆筒筛筛网5.1、焊接在圆筒筛筛网5.1一端的第一圆环导轨5.4、焊接在圆筒筛筛网5.1另一端的第二圆环导轨5.3、内衬在第一圆环导轨5.4中心通孔上的圆环挡板5.6及焊接在第二圆环导轨5.3端面上的圆环形传动齿轮5.5。本实施例中，圆筒筛支架5.2包括第一半圆环支架5.2a、第二半圆环支架5.2b、安装在第一半圆环支架5.2a和第二半圆环支架5.2b之间且沿第一半圆环支架5.2a径向均匀分布的三根水平支撑杆5.2c、沿第一半圆环支架5.2a垂直中心平面对称安装在第一半圆环支架5.2a外端面上的两个第一支撑轴承5.2d、沿第二半圆环支架5.2b垂直中心平面对称安装在第二半圆环支架5.2b外端面上的两个第二支撑轴承5.2e及对称安装在顶端其中一根水平支撑杆5.2c上的两个限位轴承5.2f；其中，第一半圆环支架5.2a的内径与第二半圆环支架5.2b的内径相同且为370～380m，圆筒筛筛网5.1的轴向长度L为540～600mm，第一圆环导轨5.4的内径均与第二圆环导轨5.3的内径、圆环形传动齿轮5.5的内径及圆筒筛筛网5.1的内径相等且内径D1为270～280mm，第一圆环导轨5.4的外径与第二圆环导轨5.3的外径相等且外径D2为305～315mm，圆环挡板5.6的外径与第一圆环导轨5.4的内径相等，且圆环挡板5.6的内径d为145～155mm；另外，两个第一支撑轴承5.2d的安装夹角α小于180°(优选为100°～130°)，且两个第一支撑轴承5.2d的外圆面均与第一圆环导轨5.4的外圆面相切，同理，两个第二支撑轴承5.2e的安装夹角α小于180°(优选为100°～130°)，且两个第二支撑轴承5.2e的外圆面均与第二圆环导轨5.3的外圆面相切，起支撑圆筒筛筛网5.1的作用；一个限位轴承5.2f的外圆面与第一圆环导轨5.4的内侧面相切，另一个限位轴承5.2f的外圆面与第二圆环导轨5.3的内侧面相切，起到限制圆筒筛筛网5.1轴向运动的作用。
再次如图2所示，中间传动系6包括安装在下壳体3上的带传动轴6.2的第三轴承座6.3、安装在传动轴6.2一端的副链轮6.1及安装在传动轴6.2另一端的齿轮6.4；齿轮6.4与圆环形传动齿轮5.5啮合，副链轮6.1与主链轮13相啮合；而中心轴4与圆筒筛筛网5.1转向相反且传动比为(1.5～2)：1。
上述用于油菜联合收获机清选的差速圆筒筛组装完成后，将液压马达1接入液压系统。启动后，中心轴4带动喂入搅龙8、排草杆9及螺旋叶片10转动，同时通过副链轮6.1带动传动轴6.2转动，进而带动圆筒筛本体5反向转动，实现差速运转。将油菜脱出物由喂入搅龙外壳7喂料口7.1喂入，在喂入搅龙8推送作用下进入回转的圆筒筛本体5内，短茎秆及荚壳在螺旋叶片10推送作用下沿快速反向转动的圆筒筛本体5内部运动至排草口3.1，在排草杆9作用下排出至装置外，油菜籽粒及轻杂余则在离心力作用下穿过筛孔，滑落至下壳体3出口处，进入后续清选工序，完成初步筛分过程。
传统圆筒筛中筛面与中心轴同速同向转动，在离心力作用下物料易紧贴筛面，造成筛面堵塞，降低圆筒筛筛分效率。而本发明的差速圆筒筛在物料进入圆筒筛本体后，在筛面摩擦力作用下沿筛面上升至一定高度，后在重力作用下下落至筛面底部，为周期性运动；同时，差速圆筒筛中心轴与圆筒筛筛网转向相反，转速不同，传动比为(1.5～2)：1，运行过程中物料与螺旋叶片的相对速度较大，物料在圆筒筛面上运动面积增大，筛面利用率增加，在高速作业时，安装在中心轴上间断的螺旋叶片可以间歇性推送物料，避免物料在离心力作用下紧贴筛面，在促进物料运动的同时保证物料足够的筛分时间，在保证筛分效果的基础上进一步增加筛分效率。
为验证本发明的差速圆筒筛筛分效果，与传统圆筒筛开展了对比试验。试验组为本发明的差速圆筒筛，对照组为本发明去螺旋叶片，通过更换小链轮调节中心轴与圆筒筛本体传动比为1，模拟传统圆筒筛。对比试验包括同喂入量条件下的圆筒筛本体最高转速对比和相同圆筒筛本体转速条件下最大喂入量对比，评价指标为夹带损失率与筛下物清洁率，夹带损失率等于排草口处油菜籽粒质量与喂入总籽粒质量的百分比，筛下物清洁率等于筛分后籽粒质量与筛下物总质量的百分比。
同喂入量对比试验结果表明：当油菜脱出物喂入量均为1kg/s时，对照组传统圆筒筛转速为77r/min时，物料紧贴筛面向排草口处移动，筛面堵塞，在不同转速条件下夹带损失率范围为0.8％～5.6％，清洁率范围为72.1％～88.5％；试验组差速圆筒筛转速为129r/min时出现堵塞现象，夹带损失率范围为1.2％～6.4％，清洁率范围为78.3％～89.7％，说明在夹带损失率与清洁率范围差异不大的情况下，差速圆筒筛可增速67.5％。
同转速对比试验结果表明：当试验组差速圆筒筛转速均为45r/min(试验组中心轴转速为90r/min)时，对照组传统圆筒筛油菜脱出物喂入量为0.6kg/s时，物料在传统圆筒筛内移动缓慢，基本无物料排出，无法实现筛分功能，夹带损失率范围为0.9～1.1％，清洁率为81.1～84.5％；试验组油菜脱出物喂入量为1.7kg/s时，出现同样现象，夹带损失率范围为1.0～2.1％，清洁率范围为82.3～87.7％，说明在夹带损失率与清洁率范围差异不大的情况下，差速圆筒筛工作效率可提高183.3％，效果较为明显。
综上所述，本发明的用于油菜联合收获清选的差速圆筒筛，利用外部支撑内部无支架限制方式减少物料在圆筒筛本体内的运动阻碍，圆筒筛本体与中心轴为圆周差速运动，提高圆筒筛本体转速，增大离心力，可以在圆筒筛本体高速转动下及时排除杂余，提高筛分效率，初步筛分油菜脱出物，减少后续清选工序负担。
Claims (7)
1.一种用于油菜联合收获机清选的差速圆筒筛，包括中空的下壳体(3)、上罩壳(2)、安装在由下壳体(3)和上罩壳(2)对合构成中空腔内的圆筒筛本体(5)、沿中心线轴向穿过圆筒筛本体(5)的中心轴(4)及通过联轴器(12)与中心轴(4)端部相连且位于下壳体(3)外部的液压马达(1)，以及通过螺栓固定在下壳体(3)侧板上的带喂料口(7.1)的喂入搅龙外壳(7)；所述中心轴(4)的一端套置有中心轴套(4.1)，排草杆(9)焊合在所述中心轴套(4.1)上且位于所述下壳体(3)的空腔内，且所述排草杆(9)与所述液压马达(1)同侧布置；所述中心轴(4)的另一端套置有喂入搅龙(8)，所述喂入搅龙(8)位于所述下壳体(3)外部且伸入所述喂入搅龙外壳(7)内；所述中心轴(4)的一端通过第一轴承座(11)固定在所述下壳体(3)上，所述中心轴(4)的另一端通过第二轴承座(14)固定在所述喂入搅龙外壳(7)的端部上；其特征在于：所述圆筒筛本体(5)包括焊在所述下壳体(3)空腔内的圆筒筛支架(5.2)、安装在所述圆筒筛支架(5.2)上的圆筒筛筛网(5.1)、焊接在所述圆筒筛筛网(5.1)一端的第一圆环导轨(5.4)、焊接在所述圆筒筛筛网(5.1)另一端的第二圆环导轨(5.3)及焊接在所述第二圆环导轨(5.3)端面上的圆环形传动齿轮(5.5)；
还包括中间传动系(6)，所述中间传动系(6)包括安装在所述下壳体(3)上的带传动轴(6.2)的第三轴承座(6.3)、安装在所述传动轴(6.2)一端的副链轮(6.1)及安装在所述传动轴(6.2)另一端的齿轮(6.4)；所述中心轴(4)的一端穿过所述第一轴承座(11)直至所述中心轴(4)的端部套置有主链轮(13)；所述齿轮(6.4)与所述圆环形传动齿轮(5.5)啮合，所述副链轮(6.1)与所述主链轮(13)相啮合；
且所述第一圆环导轨(5.4)的内径均与所述第二圆环导轨(5.3)的内径、所述圆环形传动齿轮(5.5)的内径及所述圆筒筛筛网(5.1)的内径相等，所述中心轴(4)与所述圆筒筛筛网(5.1)转向相反且传动比为(1.5～2)：1。
2.根据权利要求1所述用于油菜联合收获机清选的差速圆筒筛，其特征在于：所述中心轴套(4.1)上且位于所述排草杆(9)的内侧沿轴向方向布置有两组螺旋叶片(10)，两组所述螺旋叶片(10)的间距为150～250mm，且每组所述螺旋叶片(10)的外径为250～260mm。
3.根据权利要求1或2所述用于油菜联合收获机清选的差速圆筒筛，其特征在于：内衬在所述第一圆环导轨(5.4)中心通孔上的圆环挡板(5.6)，且所述圆环挡板(5.6)的外径与所述第一圆环导轨(5.4)的内径相等。
4.根据权利要求1或2所述用于油菜联合收获机清选的差速圆筒筛，其特征在于：所述圆筒筛支架(5.2)包括第一半圆环支架(5.2a)、第二半圆环支架(5.2b)、安装在所述第一半圆环支架(5.2a)和所述第二半圆环支架(5.2b)之间且沿所述第一半圆环支架(5.2a)径向均匀分布的多根水平支撑杆(5.2c)、对称安装在所述第一半圆环支架(5.2a)外端面上的两个第一支撑轴承(5.2d)、对称安装在所述第二半圆环支架(5.2b)外端面上的两个第二支撑轴承(5.2e)及对称安装在顶端其中一根所述水平支撑杆(5.2c)上的两个限位轴承(5.2f)。
5.根据权利要求4所述用于油菜联合收获机清选的差速圆筒筛，其特征在于：两个所述第一支撑轴承(5.2d)的安装夹角小于180°，且两个所述第一支撑轴承(5.2d)的外圆面与所述第一圆环导轨(5.4)的外圆面相切；两个所述第二支撑轴承(5.2e)的安装夹角小于180°，且两个所述第二支撑轴承(5.2e)的外圆面与所述第二圆环导轨(5.3)的外圆面相切；一个所述限位轴承(5.2f)的外圆面与第一圆环导轨(5.4)的内侧面相切，另一个所述限位轴承(5.2f)的外圆面与第二圆环导轨(5.3)的内侧面相切。
6.根据权利要求5所述用于油菜联合收获机清选的差速圆筒筛，其特征在于：两个所述第一支撑轴承(5.2d)的安装夹角为100°～130°，两个所述第二支撑轴承(5.2e)的安装夹角为100°～130°。
7.根据权利要求1或2所述用于油菜联合收获机清选的差速圆筒筛，其特征在于：所述下壳体(3)上且位于所述排草杆(9)位置处开有排草口(3.1)，所述下壳体(3)上侧部开有出粮口(3.2)，且所述出粮口(3.2)处焊接有圆形法兰(3.3)。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171103 |
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