CN113039944B - 一种高效玉米碎芯装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种玉米碎芯装置，属于农业机械技术领域。该装置包括铰支在机架上的前伸左、右铰装板和后伸左、右铰装板，所述前伸左、右铰装板和后伸左、右铰装板的铰接处分别与相应的同步啮合齿轮固连，所述前伸左、右铰装板和后伸左、右铰装板的悬臂端分别与相应的拉簧连接；各铰装板分别支撑主动轴通过万向节传动的鞍形辊，从而构成左右成对的前、后两处鞍形辊浮动夹持输送机构；所述浮动夹持输送机构的输出端装有旋转轴线与输送中心线对齐的分裂锥，所述分裂锥的锥体上制有锥螺纹。本发明可以实现高效碎芯，有效避免玉米籽粒损伤，为保证玉米脱粒质量、降低脱粒损伤创造了理想的条件。

Description

一种高效玉米碎芯装置

技术领域

本发明涉及一种玉米脱粒前处理装置，尤其是一种玉米碎芯装置，属于农业机械技术领域。

背景技术

目前，高湿玉米籽粒脱粒直收成为玉米机械化收获的发展趋势，而籽粒直收的关键环节在于脱粒，脱粒装置作为实现籽粒直收的核心部件，在籽粒直收过程中，脱粒装置对籽粒破碎率、脱净率等作业性能有重要的影响。由于玉米果穗上籽粒之间有相互支撑作用，因此使玉米籽粒较难从芯轴上脱离下来，且随着玉米果穗含水率升高玉米籽粒更加饱满，相互之间的挤压及支撑更甚，导致脱粒更加困难，损伤更大，脱净率更低。

检索可知，申请号为CN201710219372的中国专利文献公开了《一种具有夹持输送机构的玉米碎芯装置》。该装置包括机架、入料斗、碎芯机构、传动机构、设置在机架内中部的夹持输送机构和弹性定位机构；所述夹持输送机构安装在机架上，由一级夹持输送辊和二级夹持输送辊构成，一、二级夹持输送辊各由两根弹性辊组成，所述弹性辊为中部半径渐变的回转结构，所述弹性定位机构包括上弹性定位机构和下弹性定位机构，上弹性定位机构由同一平面的3个弹簧伸缩器相错约120°安装构成，下弹性定位机构空间上低于与上弹性定位机构并与之相错约60°安装，所述弹簧伸缩器由滚轮，弹簧、固定缸和伸缩轴装配组成。该技术方案可以实现内脱式玉米脱粒的碎芯工序，但有效碎芯率不高，玉米颗粒损伤仍较多。

分析后发现，导致损伤的原因有：1）夹持机构仅靠弹性辊的弹性变形来适应不同直径的玉米果穗，以及同一果穗上不同部位直径的大小差异，夹持机构无法给玉米果穗提供稳定连续的夹持力，会损伤玉米籽粒、难以保证玉米碎芯时稳定；2）周圈划钻与中心麻花钻结合而成的碎芯钻难以适应大小不一的玉米碎芯，会伤损伤玉米籽粒；3）夹持机构和定位机构是分开的两个机构，玉米果穗长度从十几公分到三十几公分不等，对于长度较短的玉米果穗无法保证同时夹持和定位，就无法保证稳定碎芯和输送。三个弹簧伸缩器构成的定位机构，三个弹簧没有相互协调机制，太过依赖弹簧的弹性系数的一致性，定位准确度不能保证，且随着伸缩次数的增加，弹簧疲劳后，定位误差会持续加大。

发明内容

本发明的目的在于：针对以上现技术存在的缺点，提出一种可以显著减小玉米籽粒损伤的高效玉米碎芯装置，从而为保证玉米脱粒质量提供可靠保障。

为了达到以上目的，本发明高效玉米碎芯装置的基本技术方案为：包括铰支在机架上的前伸左、右铰装板和后伸左、右铰装板，所述前伸左、右铰装板和后伸左、右铰装板的铰接处分别与相应的同步啮合齿轮固连，所述前伸左、右铰装板的悬臂端分别与相应的拉簧连接，所述后伸左、右铰装板的悬臂端分别与相应的拉簧连接；各铰装板分别支撑通过万向节传动的鞍形辊，从而构成左右成对的前、后两处鞍形辊浮动夹持输送机构；所述浮动夹持输送机构的输出端装有旋转轴线与输送中心线对齐的分裂锥，所述分裂锥的锥体上制有锥螺纹；

所述万向节由下端具有花键的花键轴和上端具有相应花键孔的花键套轴组成；

前、后支柱的上部之间支撑驱动电机带动的水平主动轴，所述前、后支柱的中部之间固连水平的上、下支撑板，所述上、下支撑板支撑通过伞齿轮副以及过桥传动齿轮副与主动轴传动连接的四根垂向的上定位轴，各下浮动轴下端分别装有鞍形辊，各上定位轴分别通过相应的万向节与支撑在各铰装板上对应的下浮动轴传动连接。

当剥皮后的玉米果穗由输送槽进入浮动夹持输送机构后，左、右鞍形辊具有自定心作用可以当其直径较小时，拉簧将使左、右鞍形辊间距变小；当其直径较大时，将克服拉簧力撑开左、右鞍形辊使其间距适当变大；在此过程中，同步啮合齿轮可以保证左、右鞍形辊对称开合，并且前后成对的鞍形辊具有稳定的自定心作用，因此无论玉米果穗直径如何变化均可得到前后连续的夹持力，且能保证玉米果穗轴线与分裂锥旋转轴线共线，始终保持平稳送进；之后，分裂锥可以像自攻螺钉那样，相对逆送进方向钻进玉米果穗芯部中央，无论大小均由内朝外撑裂开来，从而高效碎芯，有效避免玉米颗粒损伤，为保证玉米脱粒质量创造了理想的条件。

本发明进一步的完善是：所述万向节的上、下端分别与插装上定位轴下端的上连接套和插装下浮动轴上端的下连接套铰接。

本发明又进一步的完善是：所述前支柱与管柱固连，所述驱动电机同时还通过传动带与支撑于管柱的分裂锥传动连接。

本发明还进一步的完善是：所述鞍形辊具有中部凹陷的鞍形母线，母线方向间隔分布环形槽且周向间隔分布沿母线方向延伸的间断槽。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一个实施例的结构示意图。

图2是图1的仰视图。

图3是图1实施例的立体结构示意图。

图4是图1实施例另一个视角（拆去管柱）的立体结构示意图。

图5是图1实施例浮动夹持输送机构的立体结构示意图。

图6是图1实施例浮动夹持输送机构合拢状态结构示意图。

图7是图1实施例浮动夹持输送机构张开状态结构示意图。

图8是图1实施例分裂锥的结构示意图。

图9是图1实施例万向联轴结构的立体结构示意图。

图10是多个图1实施例的组合状态立体结构示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的高效玉米碎芯装置如图1至图4所示，包括与机架固连的前、后支柱15、8，前、后支柱15、8的下部分别通过垂向销轴7铰支前伸左、右铰装板6和后伸左、右铰装板3，前伸左、右铰装板6和后伸左、右铰装板3的铰接处分别与相应的同步啮合齿轮2固连，前伸左、右铰装板6和后伸左、右铰装板3的悬臂端分别与相应的拉簧17连接，因此具有相互靠拢的趋势。各铰装板3、6分别支撑主动轴14通过万向节10传动的鞍形辊4。具体而言，前、后支柱15、8的上部之间支撑驱动电机16带动的水平主动轴14，前、后支柱15、8的中部之间固连水平的上、下支撑板9，上、下支撑板9支撑通过伞齿轮副13以及过桥传动齿轮副13’与主动轴14传动连接的四根垂向的上定位轴12。具体而言，四根上定位轴12中有两个上端通过伞齿轮副13与主动轴14直接传动连接，另两个则通过上下支撑板9之间的过桥传动齿轮副13’传动，即驱动电机16通过两个伞齿轮副将动力一分为二，再通过两对啮合过桥传动副二分为四，从而将驱动电机的运动分别传到四个万向节。各上定位轴12分别通过相应的万向节10与支撑在各铰装板3、6上对应的下浮动轴11传动连接，各下浮动轴11下端分别装有鞍形辊4；构成左、右成对的前后两处鞍形辊浮动夹持输送机构。图3、图4中20为输送槽。

前支柱15与管柱18固连，驱动电机16同时还通过传动带19与支撑于管柱18的分裂锥1传动连接，分裂锥1的旋转轴线与输送中心线对齐，左右成对的前后两处鞍形辊浮动夹持输送机构能保证玉米果穗长轴轴线与输送中心线对齐，这样就能保证分裂锥的旋转轴线与玉米果穗长轴轴线对齐，即可以保证自动对芯功能。其具体结构如图8所示，锥体1-2上制有方牙锥螺纹1-1。由于本实施例的分裂锥具有良好的自攻性能，因此无需像现有技术那样，必须保证夹持机构具有强有力的输送力才能完成碎芯作业。结果，本实施例要求的夹持输送力更加稳定连续，输送更加顺畅，效率更高，不会损伤玉米籽粒。

鞍形辊4参见图5，具有中部凹陷的鞍形母线，母线方向间隔分布环形槽4-2且周向间隔分布沿母线方向延伸的间断槽4-1，因此可以更好地与玉米果穗5贴合夹持，旋转输送更为稳定可靠。具有左、右鞍形辊的浮动夹持输送机构在进行玉米果穗夹持输送时，不仅由于左、右鞍形辊的间距可适应性地浮动变化从而适应玉米果穗直径的改变（参见图6、图7），因此相对于现有技术，该浮动夹持机构集输送和定位于一体、结构更加简单、紧凑、有效，而且由于同步啮合齿轮的作用，使左右成对的鞍形辊从分裂锥轴线处平均的向两侧分开，从而保证分裂锥轴线与玉米果穗轴线一直处于重合状态，有效提高作业效率，极大减少分裂锥分裂果穗时因钻偏而损伤籽粒，彻底避免偏钻导致的无法有效破芯。玉米果穗的上下位置由鞍形辊的圆凹定位，左右位置则由外啮合齿轮使左右鞍形辊从分裂锥轴线同步对称向两侧位移保证，向分裂锥方向的前后位移主要取决于鞍形辊的匀速旋转送进以及分裂锥的自攻性，玉米果穗的旋转由环形槽保证，分裂锥对玉米果穗碎芯的时候，环形槽能提供分裂锥反转的平衡力，使玉米不会随着分裂锥旋转，间断槽提供玉米果穗沿输送中心线方向稳定连续输送玉米果穗的推力。此外，前后浮动可以在分裂锥起钻时，形成与玉米果穗自身形状吻合的“<>”形夹持（参见图2），加之鞍形辊本身的贴合夹持结构，从而使玉米果穗十分稳定可靠地被夹持，稳定连续向分裂锥方向输送，并与分裂锥本身的自攻性结合，确保了分裂锥对玉米果穗的分裂性能。

本实施例的万向联轴结构由万向节10的上、下端分别与插装上定位轴12下端的上连接套12-1和插装下浮动轴11上端的下连接套11-1铰接而成，为了增加浮动调节范围，从而对大小差异较大的玉米果穗具有更好的适应性，如图9所示，万向节10由下端具有花键的花键轴10-1和上端具有相应花键孔的花键套轴10-2组成，因此万向节10的长度可以根据鞍形辊的浮动按需改变。

总之，本实施例可以将玉米果穗、尤其是高湿玉米果穗，由分裂锥将果穗从内而外破裂开，使果穗变成若干块状，从而降低、减少玉米籽粒之间的支撑和挤压作用，使籽粒更容易从果穗上脱粒下来，以便在后续的脱粒作业中大大减少脱粒损伤。试验表明，采用本实施例后，浮动夹持输送与自攻式分裂锥钻芯有机结合，可以连续、高效、稳定将玉米果穗从内部强力分裂开若干块状，同时避免籽粒损伤。由于分裂后的干块状玉米果穗在边缘部位玉米籽粒之间会失去部分支撑，玉米籽粒之间的支撑作用和支撑力会减小，玉米籽粒更容易从芯轴上脱落，因此为低损脱粒创造了理想条件。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。例如，万向节可由软轴代替；又如，锥螺纹的牙型也可以是三角形、矩形、梯形、U型、圆弧形等；再如，可以如图10所示，多个并联组合使用，若干倍提高碎芯效率；等等。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种高效玉米碎芯装置，其特征在于：包括铰支在机架上的前伸左、右铰装板和后伸左、右铰装板，所述前伸左、右铰装板和后伸左、右铰装板的铰接处分别与相应的同步啮合齿轮固连，所述前伸左、右铰装板的悬臂端分别与相应的拉簧连接，所述后伸左、右铰装板的悬臂端分别与相应的拉簧连接；各铰装板分别支撑通过万向节传动的鞍形辊，从而构成左右成对的前、后两处鞍形辊浮动夹持输送机构；所述浮动夹持输送机构的输出端装有旋转轴线与输送中心线对齐的分裂锥，所述分裂锥的锥体上制有锥螺纹；

所述万向节由下端具有花键的花键轴和上端具有相应花键孔的花键套轴组成；

前、后支柱的上部之间支撑驱动电机带动的水平主动轴，所述前、后支柱的中部之间固连水平的上、下支撑板，所述上、下支撑板支撑通过伞齿轮副以及过桥传动齿轮副与主动轴传动连接的四根垂向的上定位轴，各下浮动轴下端分别装有鞍形辊，各上定位轴分别通过相应的万向节与支撑在各铰装板上对应的下浮动轴传动连接。

2.根据权利要求1所述的高效玉米碎芯装置，其特征在于：所述万向节的上、下端分别与插装上定位轴下端的上连接套和插装下浮动轴上端的下连接套铰接。

3.根据权利要求2所述的高效玉米碎芯装置，其特征在于：所述前支柱与管柱固连，所述驱动电机同时还通过传动带与支撑于管柱的分裂锥传动连接。

4.根据权利要求2或3所述的高效玉米碎芯装置，其特征在于：所述鞍形辊具有中部凹陷的鞍形母线，母线方向间隔分布环形槽且周向间隔分布沿母线方向延伸的间断槽。

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