作物生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)/教學(xué)資源庫(kù)脫粒裝置黑龍江農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院

肖興宇

脫粒裝置一.脫粒裝置的功用與技術(shù)要求二.谷物的脫粒特性和脫粒原理三.脫粒裝置的類型四.

轉(zhuǎn)速與脫粒間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)一.脫粒裝置的功用與技術(shù)要求

脫粒裝置是脫粒機(jī)械和聯(lián)合收獲機(jī)上的核心工作部件，尤其是對(duì)于簡(jiǎn)易式脫粒機(jī)而言更是核心的核心。脫粒裝置工作性能的優(yōu)劣對(duì)其他輔助工作部件的影響是很敏感的，在很大程度上決定了整個(gè)系統(tǒng)的工作質(zhì)量和生產(chǎn)率，脫粒機(jī)械和聯(lián)合收獲機(jī)的設(shè)計(jì)與選型均是依據(jù)脫粒裝置的參數(shù)來(lái)確定的。1.脫粒裝置的功用

將谷粒從穗軸上脫離下來(lái)，并有一定的分離能力。

2.技術(shù)要求脫粒干凈，脫凈率＞99%；破碎率小，破碎率＜0.5%；小麥不破皮水稻不脫殼功率消耗小，結(jié)構(gòu)緊湊，通用性好。二.谷物的脫粒特性與脫粒原理1.谷物的脫粒特性谷物的脫粒特性——主要是指谷物的脫粒難易程度，這種難易程度主要取決于谷粒與谷穗之間的連接強(qiáng)度，而他們之間的連接強(qiáng)度與作物的品種、成熟度和濕度有直接的關(guān)系，隨著這些因素的改變，破壞谷粒與谷穗之間的連接所需要的能量也是不相同的。2.谷物的脫粒原理⑴沖擊脫粒：靠脫粒元件與谷物穗頭的相互沖擊作用而進(jìn)行脫粒。沖擊速度越高，脫粒能力越強(qiáng)，但破碎率也越大。

⑵搓擦脫粒：靠脫粒元件與谷物之間，以及谷物與谷物之間的相互摩擦而使谷物脫粒。脫粒裝置的脫粒間隙的大小至關(guān)重要。

⑶梳刷脫粒：靠脫粒元件對(duì)谷物施加拉力而進(jìn)行的脫粒。

⑷碾壓脫粒：靠脫粒元件對(duì)谷物施加擠壓力而進(jìn)行的脫粒。此時(shí)作用在谷物上的力主要是沿谷粒表面的法向力。

上述幾種脫粒方式是在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中總結(jié)而來(lái)的，不同的作物種類和作物品種、不同的貯存方式和后加工方式，其脫粒方法也不同，也就是說(shuō)，選擇何種脫粒方法完全取決于作物的特性。例如：小麥與水稻的脫粒特性就有較大的差異。

小麥的籽粒在未成熟時(shí)被緊緊的包裹在穎殼里，而一旦成熟，穎殼就被張開，籽粒與穎殼之間的連接強(qiáng)度大大削弱，而且小麥的脫粒要求是獲得干凈的籽粒。收獲時(shí)，小麥的籽粒與穎殼之間的連接強(qiáng)度較弱，籽粒的外殼相對(duì)堅(jiān)硬，不易破碎，因此，小麥的脫粒一般采取搓擦脫粒和沖擊脫粒為主。

水稻的脫粒特性與小麥不同，即便是在成熟度較高的時(shí)候，籽粒與穎殼之間的連接強(qiáng)度仍然很大，但谷粒與穗軸之間的連接比較脆弱。水稻的貯存方式也與小麥不同，水稻為帶殼貯存。如果裸存的話，存放時(shí)間很短。水稻的籽粒脆硬，容易破碎。因此，水稻收獲多采用梳刷脫粒。三.脫粒裝置的類型

脫粒裝置主要用來(lái)進(jìn)行谷物的脫粒，由于谷物的脫粒是根據(jù)谷物的脫粒特性來(lái)確定脫粒方式的，因此，不同的脫粒原理決定了脫粒裝置也不同。一般有三種基本類型：

紋桿滾筒式（切流式、軸流式）釘齒滾筒式（切流式、軸流式）弓齒滾筒式（一）切流紋桿滾筒式脫粒裝置切流紋桿滾筒式脫粒裝置的工作過(guò)程1.原理：谷物進(jìn)入脫粒裝置，即受到紋桿多次沖擊，多數(shù)籽粒在凹板前端被脫下，隨著脫粒間隙的逐漸變小，以及靠近凹板表面的谷物運(yùn)動(dòng)較慢，而靠近紋桿的谷物運(yùn)動(dòng)較快等原因，谷物受到的揉搓作用愈來(lái)愈強(qiáng)，呈現(xiàn)起伏狀態(tài)向出口移動(dòng)，同時(shí)產(chǎn)生高頻振動(dòng)，脫下其余的籽粒。概括來(lái)說(shuō)，在脫粒過(guò)程中前半部以沖擊為主，后半部以揉搓為主，80%左右的籽?？蓮陌及搴Y孔中分離出來(lái)，其余籽粒夾雜在莖稈中，從出口間隙拋出。2.特點(diǎn)：以搓擦脫粒為主、沖擊為輔，脫粒能力和分離能力強(qiáng)，斷稿率小，有利于后續(xù)加工處理，對(duì)多種作物有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，特別適用于小麥?zhǔn)斋@，多用于聯(lián)合收獲機(jī)上。但當(dāng)喂入不均勻、谷物濕度大時(shí)，脫粒質(zhì)量明顯下降。1.紋桿2.中間支承圈3.幅盤4.滾筒軸5.紋桿座3.主要結(jié)構(gòu)參數(shù)

紋桿數(shù)量：m=6~8滾筒轉(zhuǎn)速：n=750~1400r/min凹版包角：α=100~1200脫粒間隙：入口16~22/

出口4~6

（二）切流釘齒滾筒式脫粒裝置1.組成：釘齒滾筒和釘齒凹板2.特點(diǎn)：利用釘齒對(duì)谷物的強(qiáng)烈沖擊以及在脫粒間隙內(nèi)的搓擦而進(jìn)行脫粒。抓取能力強(qiáng)、對(duì)不均勻喂入和潮濕作物有較強(qiáng)的適應(yīng)性。但由于斷稈率較高，分離效果較差，對(duì)分離裝置和清糧裝置的工作造成一定的困難。（三）弓齒滾筒式脫粒裝置

1.結(jié)構(gòu)1.滾筒軸2.滾筒體3.梳整齒4.加強(qiáng)齒5.脫粒齒6.加強(qiáng)筋2.特點(diǎn)：工作時(shí)，谷物根部由夾持輸送裝置夾緊，沿滾筒軸向移動(dòng)，僅使谷物穗頭部分進(jìn)入脫粒間隙。在谷物沿滾筒軸向移動(dòng)的過(guò)程中，谷穗不斷受到滾筒弓齒的梳刷和沖擊，谷粒被脫下。主要適用于水稻。（四）軸流式脫粒滾筒裝置

1.結(jié)構(gòu)1-喂入葉片2-螺旋紋桿3-分離葉片4-附加紋桿5-滾筒軸

2.特點(diǎn)：軸流滾筒式脫粒裝置特點(diǎn)是因作物在脫粒裝置內(nèi)的時(shí)間長(zhǎng)（約為2～3s，切流式僅為0.10～0.15s），因此能充分進(jìn)行脫粒和分離，脫凈率高，破碎率低，對(duì)不同作物適應(yīng)性好，省去專用的分離機(jī)構(gòu)也可滿足脫粒后分離的技術(shù)要求，但功率消耗較大，莖桿破碎嚴(yán)重，谷粒含雜較多，增加清選困難。四、轉(zhuǎn)速與脫粒間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)

作物小麥大豆水稻玉米高粱谷子脫粒速度(m/s)入口間隙mm出口間隙mm27～3216～224～610～1420～308～1524～3020～304～610～1634～4512～2212～2220～304～624～2815～202～4脫粒速度與脫粒間隙脫粒速度與脫粒間隙滾筒轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)構(gòu)滾筒減速器構(gòu)造示意圖滾筒減速器構(gòu)造示意圖1-殼體2-減速齒3、長(zhǎng)螺栓4-滑動(dòng)齒輪5-原速齒輪

6-內(nèi)齒輪7-主動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)爪8-第一軸9-皮帶輪導(dǎo)套10-滾筒軸11-鍵銷12-主動(dòng)齒輪13-常合齒輪14-第二軸滾筒脫粒間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)豐收-1100型脫粒機(jī)脫粒間隙調(diào)節(jié)1-出口間隙調(diào)整螺母2-凹板3-定位齒板4-定位螺釘5-入口間隙調(diào)整手柄6-滾筒

1-調(diào)整螺母2一拉桿3-支承臂4-支承軸5-吊桿6-調(diào)節(jié)螺母7-凹板8-支承軸9-螺母方套10-操縱桿1-調(diào)整手柄2-環(huán)首螺栓3-吊桿4-滾筒5-凹板

分離裝置一.分離裝置的基本類型二.雙軸鍵式逐稿器的基本工作條件三.影響分離質(zhì)量的因素一.分離裝置的基本類型

目前常用的分離裝置有：鍵式逐稿器、平臺(tái)式逐稿器、分離輪式逐稿器等。后兩種在脫粒機(jī)械或聯(lián)合收獲機(jī)上應(yīng)用較少。

只有全喂入式脫粒裝置才設(shè)有分離裝置，分離裝置的功用就是將經(jīng)脫粒裝置排除的長(zhǎng)脫出物中夾帶的籽粒及斷穗頭分離出來(lái)，將長(zhǎng)莖稈排出機(jī)外。由于分離原理不同，分離裝置類型也不同。1.利用拋揚(yáng)原理進(jìn)行分離

當(dāng)分離機(jī)構(gòu)對(duì)谷物莖稈層進(jìn)行拋物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，利用籽粒比重大、莖稈漂浮性能好的特性，將籽粒從松散的莖稈層中分離出來(lái)。

平臺(tái)式逐稿器β

曲柄連桿機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心與連桿—逐稿器鉸鏈點(diǎn)連線方向?yàn)闄C(jī)構(gòu)的震動(dòng)方向線。雙軸鍵式逐稿器轉(zhuǎn)輪式分離裝置前蘇聯(lián)“謝維爾”型脫粒系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)輪分離裝置俄羅斯“威克－3”試驗(yàn)型雙滾筒分離輪式聯(lián)合收獲機(jī)2.利用離心原理進(jìn)行分離

脫出物通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的分離筒時(shí)，依靠比籽粒大許多倍的離心力將籽粒從莖稈層中通過(guò)分離筒周邊的分離孔徑向甩出。分離筒刮送螺旋3.目前分離裝置存在的問題脫粒裝置分離裝置⑴谷物分離損失大，主要表現(xiàn)在夾帶損失（要求0.5~1%）；⑵分離機(jī)構(gòu)對(duì)負(fù)荷過(guò)于敏感；⑶分離機(jī)構(gòu)尺寸太大（占3/4）。二.雙軸鍵式逐稿器的基本工作條件

分離過(guò)程：鍵式逐稿器工作時(shí)，在曲柄連桿機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下整個(gè)鍵箱做平面運(yùn)動(dòng)，脫出物被拋離鍵面后在空中做拋物體運(yùn)動(dòng)，這時(shí)，莖稈層處于松散狀態(tài)，比莖稈比重較大的谷粒有較多的機(jī)會(huì)穿過(guò)莖稈層的空隙被分離出來(lái)。脫出物在拋扔過(guò)程中，長(zhǎng)莖稈沿篩面向后輸送，直至排出機(jī)外。

很顯然，作拋物體運(yùn)動(dòng)的物料為了能使其分離的效果更好，要么增加拋扔高度，要么增加拋扔次數(shù)，而使脫出物能產(chǎn)生拋物體運(yùn)動(dòng)的基本條件是拋射速度和拋射角度。能使雙軸鍵式逐稿器發(fā)生拋物體運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)必須滿足這一基本條件。1.逐稿輪2.前檔簾3.后檔簾4.鍵箱5.后曲軸6.前曲軸三.影響分離質(zhì)量的因素1.逐稿器的尺寸參數(shù)

逐稿器的長(zhǎng)度

逐稿器寬度

2.逐稿器的運(yùn)動(dòng)參數(shù)

3.其他影響因素有喂入量，作物濕度和草谷比等

一.清選原理二.影響清選質(zhì)量的因素清選裝置

經(jīng)脫粒裝置脫下的和經(jīng)分離裝置分離出的短脫出物中混有斷、碎莖稈、穎殼和灰塵等細(xì)小夾雜物。清糧裝置的功用就是將混合物中的籽粒分離出來(lái)，將其他混雜物排出機(jī)外，以得到清潔的籽粒。清選原理：利用被清選對(duì)象各組成部分之間的物理機(jī)械性質(zhì)的差異將他們分離開來(lái)。清糧裝置的類型主要有：氣流式、篩子式、氣流篩子組合式。一.清選原理1.氣流式清糧裝置：按照谷物混合物各組成部分的空氣動(dòng)力特性的不同進(jìn)行選別。一般用物料的飄浮速度Vp來(lái)表示。

mgP物料的飄浮速度Vp——將物體置于垂直向上的氣流場(chǎng)內(nèi)，當(dāng)氣流對(duì)物體的作用力P等于該物體的重力mg而使該物體處于相對(duì)靜止的懸浮狀態(tài)時(shí)氣流所具有的速度（有時(shí)也稱為臨界速度）。氣流型脫粒機(jī)工作原理滾筒凹板風(fēng)扇谷物攪龍滑板雜余1-輸送帶2-料斗3-壓緊輪4-揚(yáng)谷帶

1-谷粒2-輕雜物

1-料斗2-監(jiān)視窗3-吸氣管4-上擋料器6-上分離器

7-內(nèi)筒8-風(fēng)料分離器9-外筒10-中央吸氣管

11-排雜筒12-分層板13-下分離器14-分離筒15-擴(kuò)散器16、集糧盤17-揚(yáng)谷器18-吸氣風(fēng)扇2.篩子式清糧裝置；利用混合物各組成部分的尺寸特性的差異進(jìn)行分離和選別。具體方法是：根據(jù)谷粒的大小、形狀，設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)暮Y孔，以達(dá)到篩選的目的。常用的有編織篩、沖孔篩和魚鱗篩

1-手柄2-齒板3-拉桿4-曲拐5、7-板條6-篩片8-連接板

3.氣流篩子組合式清糧裝置：利用混合物各組成部分的尺寸特性和空氣動(dòng)力特性將篩子和風(fēng)機(jī)配合進(jìn)行分離選別。清糧效果好，在多數(shù)脫粒機(jī)和聯(lián)合收獲機(jī)上采用這種配合形式。篩子與風(fēng)機(jī)配合的清糧裝置1.階梯板2.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3.上篩4.下篩5.尾篩6.雜余推運(yùn)器7.籽粒推運(yùn)器