CN109968475A - 玉米秸秆茎叶分离装置 - Google Patents

Abstract

玉米秸秆茎叶分离装置属于农业机械，主要包括机架(2)和设在机架上的动力机构(8)，所述机架(2)上由前向后依次设有喂入台(1)、与动力机构(8)传动连接的喂入辊总成(4)、前除叶辊总成(5)、夹持辊总成(6)、后除叶辊总成(7)；本发明专门针对玉米秸秆进行茎叶分离作业，实现茎、叶彻底分离的功能，使玉米秸秆的茎、叶分别在各种领域高效的利用，而且本发明具有机构简单、可靠性高、噪音和能耗小、经久耐用等优点。

Description

玉米秸秆茎叶分离装置

技术领域

本发明创造属于农业机械，涉及一种农作物秸秆深加工机械，主要涉及一种玉米秸秆茎叶分离装置。

背景技术

我国是世界上玉米秸秆资源最丰富的国家之一，每年玉米秸秆的产量已超过2亿吨。随着我国经济和技术的不断发展以及资源的紧缺，玉米秸秆在各种行业得到越来越广泛的应用。长期以来，玉米秸秆主要被用作饲料、燃料、肥料，即整秆切碎或粉碎后使用。近些年来玉米秸秆也用于成型燃料、制取乙醇、造纸、建筑材料等，由于玉米秸秆茎、叶的成分含量以及一些物理性质相差较大，二者相互干扰，导致玉米秸秆整秆应用效果不佳，限制了其应用广度。因此，有效的玉米秸秆茎叶分离技术，对玉米秸秆资源的有效增值利用、稳定农业生态平衡、缓解能源危机、农业可持续发展、减轻环境压力都具有十分重要的意义。

为了实现玉米秸秆茎叶的有效分离，需要研发相应的玉米秸秆茎叶分离设备。但目前已研发的设备存在难以除去贴近茎秆的叶片、易堵塞、分离机械能耗大、结构复杂、振动较大等问题。

发明内容

本发明创造的目的就是针对上述现有技术中存在的不足之处，设计提供了一种玉米秸秆的茎叶分离彻底、效果好且振动、噪音与能耗小的玉米秸秆茎叶分离装置。

本发明创造的目的是这样实现的：玉米秸秆茎叶分离装置，主要包括机架和设在机架上的动力机构，所述机架上由前向后依次设有喂入台、分料板、与动力机构传动连接的喂入辊总成、前除叶辊总成、夹持辊总成、后除叶辊总成。

喂入辊总成包括两个前后平行设置的喂入转轴，每根喂入转轴上有喂入辊，喂入辊上均布六个安装槽，每个安装槽上安装一个喂入齿板，喂入齿板的工作表面有顶角50°、高为10mm的三角形齿；前除叶辊总成和后除叶辊总成均包括上下平行设置的上除叶转轴与下除叶转轴，每个除叶转轴上设置四个安装架，安装架由底板、轴套组成，每个安装架沿周向均布安装三个底板，每个底板两侧分别安装一对定除叶齿板与动除叶齿板；其中定除叶齿板工作表面有顶角为70°、高度为10mm、向内倾斜的三角形齿，定除叶齿板与底板上的长条孔通过螺栓相连，两定除叶齿板间的水平间距可调；动除叶齿板与底板上的轴孔通过销轴相连，每个动除叶齿板从上到下依次由齿板、啮合齿轮、弹簧定位板焊接而成，且动除叶齿板工作表面有顶角为60°、高度为5mm的三角形齿，两动除叶齿板间的最小间距由底板上的定位凸台限制，两动除叶齿板通过啮合齿轮相互啮合，两弹簧定位板之间安装压缩弹簧，且在安装弹簧后使动除叶齿板与定位凸台间具有一定的预压力；前除叶辊总成与后除叶辊总成上的定除叶齿板间中位线(左右两定除叶齿板齿形工作表面中点的连线)的距离与动除叶齿板间中位线(左右两动除叶齿板齿形工作表面中点的连线)的距离可调整范围为20mm-30mm，在工作时根据秸秆直径的实际尺寸将前除叶辊总成上定除叶齿板间中位线的距离调整为秸秆根部平均直径尺寸，将动除叶齿板间中位线距离调整为比定除叶齿板间中位线的距离小5mm，后除叶辊总成上定除叶齿板间中位线的距离与动除叶齿板间中位线的距离比前除叶辊总成上定除叶齿板间中位线的距离与动除叶齿板间中位线的距离小3mm，安装时要保证当上除叶转轴上的一组除叶齿板与水平面垂直时，其恰好处于下除叶转轴的两个除叶齿板中间，此时上下除叶辊上相邻的两个除叶齿板之间分别呈60°夹角；夹持辊总成包括平行设置的上夹持辊轴与下夹持辊轴，上夹持辊轴上设有定位槽，且定位槽上沿周向均布6个筋板，下夹持辊轴上设有下夹持辊，下夹持辊表面有沿圆周相间设置5mm宽的矩形凹槽与10mm宽凸台，凹槽的深度为3mm。

本发明专门针对玉米秸秆进行茎叶分离作业，采用喂入—夹持除叶的工作方式，实现茎叶彻底分离的功能，使玉米秸秆的茎叶可以分别有效利用，而且本发明具有机械振动、噪音、能耗小的优点，实用性强，市场前景好，值得推广使用。

附图说明

图1是一种玉米秸秆茎叶分离装置示意图；

图2是喂入辊总成示意图；

图3是喂入齿板示意图；

图4是除叶辊总成示意图；

图5是安装架示意图；

图6是底板示意图

图7是定除叶齿板安装示意图；

图8是动除叶齿板安装示意图；

图9是动除叶齿板示意图；

图10是夹持辊总成示意图；

图11是定位槽示意图；

图12是筋板示意图；

图中件号说明：

1、喂入台、2、机架、3、分料板、4、喂入辊总成、5、前除叶辊总成、6、夹持辊总成、7、后除叶辊总成、8、动力机构、9、喂入转轴、10、安装槽、11、喂入辊、12、喂入齿板、13、上除叶转轴、14、下除叶转轴、15、筋板、16、底板、17、轴套、18、长条孔、19、轴孔、20、定除叶齿板、21、动除叶齿板、22、齿板、23、啮合齿轮、24、弹簧定位板、25、定位凸台、26、弹簧、27、上夹持辊轴、28、下夹持辊轴、29、定位槽、30、下夹持辊

具体实施方式

下面结合附图对本发明创造实施方案进行详细描述；玉米秸秆茎叶分离装置，主要包括机架2和设在机架2上的动力机构8，所述机架2上由前向后依次设有喂入台1、与动力机构8传动连接的喂入辊总成4、前除叶辊总成5、夹持辊总成6、后除叶辊总成7，动力机构8采用三相交流电动机，各工序之间的传动主要由链传动、齿轮传动和带传动实现。

喂入辊总成4包括两个前后平行设置的喂入转轴9，每根喂入转轴9上有喂入辊11，喂入辊11上沿周向均布六个安装槽10，每个安装槽10上安装一个喂入齿板12，喂入齿板12的工作表面上有顶角50°、高度为10mm的三角形齿，材料为工作表面经过热处理的65Mn钢，喂入齿板12与安装槽10通过螺栓固定；喂入辊总成4上方垂直方向安装有三道分料板3，当玉米秸秆进入喂入辊总成4，分料板3将玉米秸秆分成四道，通过喂入辊的推送作用，带动玉米秸秆向后输送，喂入齿板12具有增大秸秆与喂入辊间摩擦力、提高喂入辊导送能力的作用。

前除叶辊总成5和后除叶辊总成7均包括上下平行设置的上除叶转轴13与下除叶转轴14，每个除叶转轴上设置四个安装架，安装架由底板16、轴套17组成，每个安装架沿周向均布安装三个底板16，每个底板16上有一对长条孔18和一对轴孔19，底板16两侧分别安装一对定除叶齿板20与动除叶齿板21；其中定除叶齿板20工作表面有顶角为70°、高度为10mm、向内倾斜的三角形齿，定除叶齿板20与底板16上的长条孔18通过螺栓相连，两定除叶齿板20间的水平间距可调，且两定齿板工作面的夹角为20°；动除叶齿板21与底板16上的轴孔19通过销轴相连，每个动除叶齿板21从上到下依次由齿板22、啮合齿轮23、弹簧定位板24焊接而成，其中啮合齿轮的齿根圆直径为25.5mm、分度圆直径28mm、齿顶圆直径27mm、齿距3.1414mm、重合度1.387，且动除叶齿板21工作表面有顶角为60°、高度为5mm的三角形齿，两动除叶齿板21间的最小间距由底板16上的定位凸台25限制，两动除叶齿板21通过啮合齿轮相互啮合，两弹簧定位板24之间安装压缩弹簧26，且在安装压缩弹簧26后使动除叶齿板21与定位凸台25间具有一定的预压力；安装时要保证当上除叶转轴13上的一组除叶齿板与水平面垂直时，其恰好处于下除叶转轴14的两个除叶齿板中间，此时上下除叶辊上相邻的两个除叶齿板之间分别呈60°夹角；前除叶辊总成5与后除叶辊总成7上的定除叶齿板20间中位线(左右两定除叶齿板20齿形工作表面中点的连线)的距离与动除叶齿板21间中位线(左右两动除叶齿板21齿形工作表面中点的连线)的距离可调整范围为20mm-30mm，在工作时根据秸秆直径的实际尺寸将前除叶辊总成5上定除叶齿板20间中位线的距离调整为秸秆根部平均直径尺寸，将动除叶齿板21间中位线距离调整为比定除叶齿板20间中位线的距离小5mm，后除叶辊总成7上定除叶齿板20间中位线的距离与动除叶齿板21间中位线的距离比前除叶辊总成5上定除叶齿板20间中位线的距离与动除叶齿板21间中位线的距离小3mm，在工作过程中，当秸秆进入除叶辊总成时，首先与安装在除叶辊底板16上的定除叶齿板20接触，由于定除叶齿板20间的间距比动除叶齿板21间的间距大，可以先对秸秆上的叶片进行梳刷、打击，把大部分叶片及苞叶划开除掉，并将贴在茎秆表面的叶鞘与叶鞘和秸秆的连接处(节位)部分划开，可以减小叶鞘与秸秆之间的连接力而有助于进一步除叶，同时也对一些残留在秸秆上的苞叶进行撕裂，避免了苞叶处的团状叶片堵塞机器，同时除叶辊高速旋转时，定除叶齿板20接触秸秆时对秸秆作用有冲击力，使固定在底板16上的定除叶齿板20首先和秸秆接触也起到了保护动除叶齿板21并增加其使用寿命的作用，定除叶齿板20工作表面向内倾斜的齿具有梳刷效果好、减小对秸秆损伤等优点；由于秸秆直径从根部到顶部由大到小不断变化，定除叶齿板20间的间距较大只能划开并除掉部分叶片，当秸秆与动除叶齿板21进行接触时，由于动除叶齿板21间的初始间距较小，且动除叶齿板21的底部由压缩弹簧26连接，当秸秆与动除叶齿板21接触时动除叶齿板21间的间距由于压缩弹簧26的作用会随着秸秆直径的变化而变化，压缩弹簧26在被压缩的过程中，动除叶齿板21也会给秸秆一定的压力，增大动除叶齿板与秸秆间的摩擦作用力，从而充分将紧贴在秸秆表面的叶鞘除掉；在工作过程中秸秆首先通过前除叶辊总成5将大部分叶片叶鞘出去，接下来通过后除叶辊总成7，由于后除叶辊总成7上定除叶齿板20间的间距与动除叶齿板21间的间距比前除叶辊总成5上的定除叶齿板20间的间距与动除叶齿板21间的间距小，后除叶辊总成7上的除叶齿板对秸秆的摩擦作用力较前除叶辊总成5上除叶齿板对秸秆的摩擦作用力大，更容易将残留的叶鞘出去，大大增加了除叶率。

夹持辊总成6包括平行设置的上夹持辊轴27与下夹持辊轴28，上夹持辊轴27上设有定位槽29，且定位槽上沿周向均布6个筋板15，筋板15提高了夹持辊对秸秆的抓取能力与输送能力，筋板15的材料为经过热处理的65Mn钢，下夹持辊轴28上设有下夹持辊30，下夹持辊30表面有沿周向相间设置5mm宽的矩形凹槽与10mm宽凸台，凹槽的深度为3mm，可增大秸秆与喂入辊间的摩擦力，当秸秆进入夹持辊时，在夹持辊的作用下被夹持、定位，由于夹持辊的旋转速度要小于前除叶辊总成5和后除叶辊总成7中除叶齿板的旋转速度，使秸秆在除叶辊总成5和后除叶辊总成7中被多次打击、梳刷、撕扯，从而提高除叶率。

Claims (3)

1.玉米秸秆茎叶分离装置，主要包括机架(2)和设在机架上的动力机构(8)，所述机架(2)上由前向后依次设有喂入台(1)、分料板(3)与动力机构(8)传动连接的喂入辊总成(4)、前除叶辊总成(5)、夹持辊总成(6)、后除叶辊总成(7)；

所述前除叶辊总成(5)和后除叶辊总成(7)均包括上下平行设置的上除叶转轴(13)与下除叶转轴(14)，每个除叶转轴上设置四个安装架，安装架由底板(16)、轴套(17)组成，每个安装架沿周向均布安装三个底板(16)，每个底板(16)上有一对长条孔(18)和一对轴孔(19)，每个底板(16)两侧分别安装一对定除叶齿板(20)与动除叶齿板(21)；其中定除叶齿板(20)工作表面有顶角为70°、高度为10mm、向内倾斜的三角形齿，定除叶齿板(20)与底板(16)上的长条孔(18)通过螺栓相连，两定除叶齿板(20)间的水平间距可调，且两定齿板工作面的夹角为20°；动除叶齿板(21)与底板(16)上的轴孔(19)通过销轴相连，每个动除叶齿板(21)从上到下依次由齿板(22)、啮合齿轮(23)、弹簧定位板(24)焊接而成，且动除叶齿板(21)工作表面有顶角为60°、高度为5mm的三角形齿，两动除叶齿板(21)间的间距由底板(16)上的定位凸台(25)限制，两动除叶齿板(21)通过啮合齿轮(23)相互啮合，两弹簧定位板(24)之间安装压缩弹簧(26)，且在安装压缩弹簧(26)后使动除叶齿板(21)与定位凸台(25)间具有一定的预压力；前除叶辊总成(5)与后除叶辊总成(7)上的定除叶齿板(20)间中位线(左右两定除叶齿板(20)齿形工作表面中点的连线)的距离与动除叶齿板(21)间中位线(左右两动除叶齿板(21)齿形工作表面中点的连线)的距离可调整范围为20mm-30mm，在工作时根据秸秆直径的实际尺寸将前除叶辊总成(5)上定除叶齿板(20)间中位线的距离调整为秸秆根部平均直径尺寸，将动除叶齿板(21)间中位线距离调整为比定除叶齿板(20)间中位线的距离小5mm，后除叶辊总成(7)上定除叶齿板(20)间中位线的距离与动除叶齿板(21)间中位线的距离比前除叶辊总成(5)上定除叶齿板(20)间中位线的距离与动除叶齿板(21)间中位线的距离小3mm，当上除叶转轴(13)上的一组除叶齿板与水平面垂直时，其恰好处于下除叶转轴(14)的两个除叶齿板中间，此时上下除叶辊上相邻的两个除叶齿板之间分别呈60°夹角。

2.根据权利要求1所述的玉米秸秆茎叶分离装置，其特征在于：所述喂入辊总成(4)包括两个前后平行设置的喂入转轴(9)，每根喂入转轴(9)上有喂入辊(11)，喂入辊(11)上均布六个安装槽(10)，每个安装槽(10)上安装一个喂入齿板(12)，喂入齿板(12)的工作表面有顶角50°、高为10mm的三角形齿。

3.根据权利要求1所述的玉米秸秆茎叶分离装置，其特征在于：所述的夹持辊总成(6)包括平行设置的上夹持辊轴(27)与下夹持辊轴(28)，上夹持辊轴(27)上设有定位槽(29)，且定位槽(29)上沿周向均布6个筋板(15)，下夹持辊轴(28)上设有下夹持辊(30)，下夹持辊(30)表面有沿圆周相间设置5mm宽的矩形凹槽与10mm宽凸台，凹槽的深度为3mm。