CN109566111A - 脱粒清选试验台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及对高含水率玉米、小麦、大豆等作物进行脱粒清选的设计，属于农业机械试验台技术领域。一种脱粒清选试验台的设计，包括模拟测试作物喂入系统、脱粒系统、清选系统、切碎抛洒系统等工作部件的作业情况和作业效果。其优点在于：(1)各部分总成均可单独实现关键技术参数快速调整；(2)在风机总成、轴流总成、切碎器总成、筛箱驱动总成分别安装扭矩传感器，可实时监测并记录以上工作部件的功率消耗情况；(3)脱粒系统可实现转速无极可调、凹板间隙无极可调、导流板角度无极可调、分离凹板可互换；(4)在各种参数条件下对脱粒清选系统工作性能进行试验，可得到脱粒清选装置的最优参数配比。

Description

脱粒清选试验台

技术领域

本发明涉及一种脱粒清选试验台，可对高含水率玉米、小麦、大豆等作物进行脱粒清选试验，属于农业机械试验台技术领域。

背景技术

果穗收获是目前玉米的主流收获方式，果穗收获后需集中晾晒，使玉米籽粒的含水率降低到13％左右再进行脱粒、贮藏。但随着土地流转现象不断发展，此种收获方式收获时间长、占用场地大、劳动力日益不足的缺点逐渐显露。籽粒收获较果穗收获大大缩减了收获工序，降低了对劳动力的依赖程度，将成为主流的收获方式。

由于受到播种时间的限制，收获时作物含水量达不到正常脱粒时含水量的水平，而现阶段的收获机械主要结构的技术参数还停留在主观推断的层面，关键技术参数缺少客观的科学试验与数据分析，所以导致了现有的籽粒直收型收获机械存在籽粒破碎率、未脱净率、损失率高的缺陷，造成极大的收获损失。

因此，建立脱粒清选试验台，通过试验与统计数据分析得到最佳的结构方案和最优的结构配比参数势在必行。

发明内容

本发明目的在于提供一种通用性强、可调整性强、数据采集全面的一种脱粒清选试验台。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种脱粒清选试验台包括输送带、输送过桥总成、脱粒系统、切碎抛洒系统、清选系统、传动系统、监控记录系统及机架。其中输送带采用分离式设计，其余部分连接固定在同一机架上。

所述的一种脱粒清选试验台，输送带布置于输送过桥前方，通过调节输送带速度改变喂入量的大小。

所述的一种脱粒清选试验台，输送过桥总成由链耙、过桥机架和传动装置组成，实现将作物果穗从输送带向轴流总成输送。过桥上方安装可拆卸式观察口，可观察作物果穗在过桥输送中的运动情况，也便于对物料堵塞进行处理。

所述的一种脱粒清选试验台，脱粒系统由进料螺旋、脱粒滚筒、间隙调节机构、导流板角度调节机构组成。其中滚筒采用钉齿式单纵轴流脱粒滚筒，设计分段式凹板筛，凹板筛与滚筒机架之间采用销轴连接，针对不同作物可快速更换凹板筛，并便于脱粒间隙调节；间隙调节机构由蜗轮、蜗杆和托举连杆组成，托举连杆共有两组，上连杆连接凹板销轴，下连杆连接六棱柱蜗轮轴，通过调节蜗杆手柄可调节蜗轮角度，蜗轮轴带动托举连杆转动，实现对脱粒间隙的调节；导流板角度调节装置由平行四杆机构和导流板组成，通过调节平行四杆机构调节导流板角度，并保证导流板角度的一致性。

所述的一种脱粒清选试验台，切碎抛洒系统由定刀、动刀机架和传动装置组成，可将轴流滚筒中排出的作物秸秆与杂余切碎并向后抛洒。

所述的一种脱粒清选试验台，清选系统由风机总成和筛箱总成组成。风机总成由风机、分风板和传动系统组成，通过角度调节机构调节分风板角度以调整风向；筛箱总成由振动筛、筛箱振幅调节机构和传动装置组成，振动筛选用清选分离效果好的鱼鳞筛，分上下两层布置，增强了清选性能。

所述的一种脱粒清选试验台，传动系统共有并列的六组，六台变三相异步电动机分别为输送带、过桥、脱粒滚筒、切碎器、风机、清选筛提供动力，六者之间相互独立，无交叉传动，均可单独调节各部分转速。

所述的一种脱粒清选试验台，可实现各变频调速电机输出轴扭矩和转速的实时显示并记录，能够做到对各运动部件的实时监控。

本发明的有益效果是分离凹板采用分段式设计，凹板与脱粒滚筒采用销轴连接，对不同作物脱粒可更换分离凹板；蜗轮蜗杆间隙调节机构固定在机架上，六棱柱蜗轮轴与调节连杆相连，蜗轮转动可带动调节连杆发生角度上的变化，调节连杆的上连杆与固定凹板筛的销轴相连，通过连杆的角度变化带动分离凹板转动，从而改变脱粒间隙的大小；导流板与平行四杆机构固接，可在脱粒滚筒外部调节导流板角度，通过平行四杆机构对多个导流板联动调节，并保证导流板角度的一致性；清选筛分上筛、下筛与尾筛，均选用可调式鱼鳞筛，通过鱼鳞筛开度调节机构可实现上筛、下筛与尾筛的鱼鳞开度快速调节；传动系统共有并列的六组，，由六台变频调速电机分别为输送带、过桥、脱粒滚筒、切碎器、风机、清选筛提供动力，六者之间的结构和功能都有较高的独立性，无交叉传动，调节方便，工作可靠。对用的调节监控系统通过调频实现电动机的无极调速，最大程度上满足了试验要求，同时安装扭矩传感器，以实时显示与记录关键部位的数据，保证了试验因素与数据的准确性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图1为脱粒清选试验台组成框图

附图2为脱粒清选试验台的总体结构图

附图3为输送带总成的总体结构图

附图4为输送过桥总成的总体结构图

附图5为轴流总成的总体结构图

附图6为切碎器总成总体结构图

附图7为筛箱总成的总体结构图

图中：1、输送带总成 2、输送过桥总成 3、过桥传动电机 4、清选传动电机 5、机壁焊合 6、轴流总成 7、轴流传动电机 8、切碎器传动电机 9、切碎器总成 10、筛箱总成 11、清选室底壳 12、风机总成 13、底架总成 14、输送带机架 15、输送带 16、托辊 17、输送带电机 18、链耙 19、观察口 20、喂入螺旋 21、滚筒 22、间隙调节机构 23、导流板 24、导流板角度调节机构 25、动刀 26、定刀 27、风机 28、分风板调节机构 29、上筛 30、下筛 31、尾筛

具体实施方式

本实施例是用来说明本发明的，而不是对本发明进行任何限制。下面结合具体图示进一步阐述本发明。

如图3所示：输送带安装于整机前方，分离式设计，其中输送带长度5.5m，宽度1.5m。工作时将物料平铺于输送带上，通过调节输送带电机转速调整物料向输送过桥的输送速度，实现平台作物单位时间喂入量的的控制，以模拟收获机械田间行进状态。此输送带能够提供0─18Kg·s^-1的输送能力，能够满足绝大部分收获机械的喂入量需求。

如图4所示：输送过桥总成由链耙、过桥机架和传动装置组成。将从输送带中传输过来的作物为入到脱粒滚筒中。通过过桥传动电机调整链耙速度，以适应不同作物喂入量的变化。过桥上方安装可拆卸式观察口，可观察作物果穗在过桥输送中的运动情况，也便于对物料堵塞进行处理；

如图5所示：轴流总成由进料螺旋、脱粒滚筒、间隙调节装置、导草板角度调节装置组成。其中进料螺旋锥形双螺旋设计，大喂入量状态下能够及时将作物喂入到脱粒滚筒内部，防止作物在输送过桥处堵塞。滚筒设计为钉齿式单纵轴流脱粒滚筒，钉齿长度从前向后逐渐增大，钉齿以5头螺旋式布置，且钉齿安装于5条独立的钉齿板上，为脱粒滚筒内部留出更大的内部空间，可有效减小作物在滚筒内部所受的的挤搓作用，极大的降低作物籽粒破碎率。作物在钉齿的打击作用、作物与作物之间以及作物与凹板筛之间的搓擦作用下进行脱粒，在冲击脱粒与搓擦脱粒的双重作用下实现作物的柔性与高效脱粒。为实现凹板间隙快速调整与凹板更换，脱粒凹板设计为分段式凹板筛，脱粒滚筒前半段为作物脱粒的主要部位，故前半段设计为可调式凹板筛，后半段设计为固定式凹板筛，可调式凹板筛一侧通过销轴连接到脱粒滚筒机架上，凹板筛可绕销轴转动，另一侧连接到间隙调节机构的销轴上，通过调节凹板筛转动角度的方式调节脱粒间隙的大小，固定式凹板筛通过螺栓螺母直接连接到脱粒滚筒机架上。间隙调节装置由蜗轮、蜗杆和托举连杆组成，托举连杆共有两组，上连杆连接凹板销轴，下连杆连接六棱柱蜗轮轴，通过调节蜗杆手柄可调节蜗轮角度，蜗轮轴带动托举连杆转动，实现对凹板筛转动角度的调节，以实现凹板间隙的调节；导流板角度调节装置由平行四杆机构和导草板组成，通过调节平行四杆机构调节导草板角度。通过电机调节脱粒滚筒转速，可实现无极调速，以满足试验台在试验时对不同滚筒转速的要求；

如图6所示：切碎抛洒系统由定刀、动刀机架和传动装置组成，可将轴流滚筒中排出的作物秸秆与杂余切碎并向后抛洒。其中，定刀为双刀片式设计，可增强切碎效果，动刀采用双螺旋式布置，可将作物切碎后向后均匀抛洒。

如图7所示：清选系统由风机总成和筛箱总成组成。风机总成由风机、导流板和传动系统组成，通过分风板调节机构调节分风板角度，以调节风向与清选筛夹角，分风板调节机构通过一呈直角形状的卡棍与分风板相连，分风板随卡棍的转动而转动，通过将卡棍放置于不同角度的卡槽中对分风板角度进行调节；筛箱总成由振动筛、筛箱振幅调节机构和传动装置组成，振动筛选用清选分离效果好的鱼鳞筛，分上下两层布置，增强了清选性能。通过电机为风机与清选筛提供动力，可通过调节清选室电机转速实现对振动筛振动频率和风机转速进行无极调速，以满足试验对不同技术参数的调节要求。

在过桥电机、清选电机、轴流电机以及切碎器电机的主输出轴上安装扭矩传感器，以实现对各总成功率消耗的检测，各电机通过变频器实现转速调整。试验台监控控制系统由上位机(智能屏幕)通过485总线连接各电机变频器与扭矩传感器，可是实现关键部件的数据跟踪监测与显示以及转速调节，保证试验因素与数据的准确性。

Claims (7)

1.一种脱粒清选试验台，其特征在于，包括如下方面：

第一部分：具有可调整性的作物喂入系统

输送带安装与脱粒清选试验台最前端，用于小麦(带秸秆)，玉米穗、大豆等作物的输送，模拟收获机械田间行进状态。输送带通过三相异步电动机驱动，通过调节电机转速获得不同输送速度，实现喂入量的调整。

输送过桥将作物向脱粒装置输送，通过三相异步电动机驱动，通过调节电机转速调整过桥输送速度，以适应不同喂入量的输送需求。

第二部分：具有可调整性的脱粒系统

脱粒滚筒通过三项异步电动机驱动，通过调整电机转速实现脱粒滚筒转速无极调速；通过蜗轮蜗杆间隙调节机构实现凹板间隙无极可调；通过平行四杆机构实现导流板角度无极可调；采用分段式凹板筛，可实现凹板筛快速互换。

在不同技术参数下对脱粒系统进行脱粒试验，通过数据分析，得出各种作物及作物状态下脱粒系统最优参数配比，为籽粒收获机械脱粒装置的研发提供数据依据。

第三部分：具有可调整性的清选系统

清选风机与清选筛均由独立三项异步电动机进行驱动，通过调整电机转速实现风机转速无极可调、清选筛振动频率无极可调，通过分风板调节机构实现分风板0°、18°、36°、54°、72°五档可调，通过调节曲柄长度实现清选筛振幅无极可调。

在不同技术参数下对清选系统进行清选试验，通过数据分析，可得出各种作物及作物状态下清选系统最优参数配比，为籽粒收获机械清选装置的研发提供数据依据。

第四部分：具有可调整性的切碎系统

切碎刀轴通过三项一步电动机驱动，通过调整电机转速实现动刀转速无极可调，通过偏角调节机构实现切碎定刀角度可调。在不同技术参数下对切碎系统进行切碎试验，通过数据分析，可得出各种作物及作物状态下切碎系统最优参数配比，为籽粒收获机械切碎装置的研发提供数据依据。

第五部分：实时监控系统

于脱粒滚筒、清选筛、切碎器传动主轴上安装扭矩传感器，测试个工作部件不同工作状态下的工作扭矩，计算功率消耗，通过数据分析，找出最优的结构方案和对应的数据参数。

2.根据权利要求1中所述的一种脱粒清选试验台，其特征在于：能够对多种作物进行脱粒清选试验，现阶段主要用于玉米、小麦、大豆等作物的试验模拟，后续可用于其他作物的脱粒清选效果模拟，如水稻、谷子、高粱等。

3.根据权利要求1中所述的一种脱粒清选试验台，其特征在于：适应于高含水率(含水率25％以上)作物的脱粒清选试验。

4.根据权利要求1中所述的一种脱粒清选试验台，其特征在于：所述脱粒清选试验台的作物处理量能够达到15Kg/s。

5.根据权利要求1中所述的一种脱粒清选试验台，其特征在于：所述具有可调整性的脱粒装置凹板间隙7～50mm内无极可调。

6.根据权利要求1中所述的一种脱粒清选试验台，其特征在于：所述具有可调整性的清选系统中筛子振动频率5～6Hz内无极可调。

7.根据权利要求1中所述的一种脱粒清选试验台，其特征在于：在其各部分传动主轴处均安装扭矩传感器，实时监测并记录各部分的扭矩变化情况，计算消耗功率。通过将记录的数据与作物试验数据进行统计数据分析，可找出最优的结构方案和其对应的数据参数。