專利名稱：拍搓式谷子脫粒裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域，具體為一種尤其適合于谷子等小雜糧作物 脫粒的拍搓式谷子脫粒裝置。
背景技術(shù)：
目前，已知的作物脫粒裝置主要靠沖擊、揉搓、梳刷等原理，實現(xiàn)谷粒與 谷穗的分離，主要結(jié)構(gòu)形式包括紋桿滾筒式、釘齒滾筒式、軸流滾筒式、雙滾 筒式、弓齒滾筒式等脫粒裝置， 一般由轉(zhuǎn)動滾筒和固定不動的柵格狀凹板組成， 通過調(diào)節(jié)滾筒轉(zhuǎn)速和滾筒與凹板之間的入口和出口間隙的大小，滿足不同作物 脫粒和分離的需要。根據(jù)作物流向的不同，又分為切流式、軸流式等不同方式。
傳統(tǒng)的脫粒裝置，脫粒速度較高，可以達到14—17m/s，固定柵格式凹板柵格尺 寸較大，難以適應(yīng)粒徑小于2.5mm的谷子、黍子等小籽粒作物的脫粒要求，主 要表現(xiàn)在
(1) 破碎率高，甚至會造成谷子的"碾米"現(xiàn)象；
(2) 損失率高，由于谷子籽粒粒徑較小，傳統(tǒng)脫粒裝置的密封條件不適合谷 子脫粒的要求，造成較大的脫粒損失；
(3) 脫凈率低，由于谷子的生物生理特性特殊，谷子與谷碼的連接力強，而 谷碼與谷穗之間的連接力小，因此谷碼極易與谷穗分離，但谷子與谷碼的分離 較困難，傳統(tǒng)方法脫粒時，需要大量地進行二次脫粒，難以保證脫凈率。進行 谷子脫粒裝置的創(chuàng)新與設(shè)計，對滿足生產(chǎn)急需和提高此類作物的農(nóng)業(yè)機械化水平具有重要意義。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型為了解決現(xiàn)有谷物脫粒裝置存在破碎率高、損失率高以及脫凈 率低、操作繁瑣等問題，提供一種結(jié)構(gòu)形式新穎的拍搓式谷子脫粒裝置。
本實用新型是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的拍搓式谷子脫粒裝置，包括密封 機架，機架一側(cè)上方固定有喂料斗，喂料斗下方一側(cè)設(shè)置物料喂入裝置；機架 內(nèi)還設(shè)置下方設(shè)有谷子排出口的篩網(wǎng)式脫粒板，脫粒板一端位于喂料斗下方， 另一端下方設(shè)有雜余排出口；脫粒板上方設(shè)置有活動拍搓板，拍搓板一端兩側(cè) 分別與四桿驅(qū)動機構(gòu)連接，另一端與滑塊相連并位于固定在機架上的滑道內(nèi)。 本實用新型是根據(jù)仿生學(xué)的有關(guān)理論，模仿人的搓擦動作和傳統(tǒng)的連枷拍打動 作而設(shè)計的，具體結(jié)構(gòu)形式是篩網(wǎng)式脫粒板固定不動，利用四桿驅(qū)動機構(gòu)確定 機械式拍搓板的運動軌跡，以實現(xiàn)對脫粒板上谷子的拍打、搓擦和擠壓動作， 一次性完成谷子的脫粒過程，其中谷子從谷穗和穗碼中分離出來，通過脫粒板 的篩孔后由谷子排出口排出，可進入下一步清選裝置，而殘余的谷穗及穗碼被 逐步搓送到脫粒板后端，由雜余排出口排出機架外，完成整個脫粒過程。
為了進一步提高谷子在上述脫粒過程中的脫凈率、降低破碎率，同時為進 一步實現(xiàn)拍搓板與脫粒板之間的拍打、搓擦動作，根據(jù)拍搓板的運動軌跡要求， 經(jīng)過多次試驗及精確的理論計算得出，所述的四桿驅(qū)動機構(gòu)為由曲柄AD、搖桿 BC、連桿CD及機架AB構(gòu)成的曲柄搖桿機構(gòu)，其中曲柄AD長度為50mm， 搖桿BC長度為150mm，連桿CD長度為180mm，機架AB長度為180mm，同 時機架AB與水平方向的夾角為16°;連桿CD向外延伸至E點，延伸長度CE 為100mm;連桿末端E點與拍搓板之間通過滑動軸承、桿件連接，連桿末端E點距離拍搓板的高度為67mm，同時與滑塊之間的水平距離為500mm。
位于谷物入口處的拍搓板與脫粒板之間的間隙為18-22mm，雜余排出口處 的拍搓板與脫粒板之間的間隙為3-5mm，這是申請人經(jīng)過多次試驗及經(jīng)驗總結(jié) 而得來的，在四桿驅(qū)動機構(gòu)的作用下，拍搓板前段以拍打和搓擦為主，后段以 搓擦和擠壓為主，可使得拍搓板與脫粒板之間的搓擦動作和拍打動作更有利于 谷子的一次性脫粒，盡可能的減少了破碎率。
考慮到拍搓過程中柔和性、適應(yīng)性的要求，所述脫粒板四周通過調(diào)節(jié)螺栓 及套于其上的彈簧、調(diào)整墊片彈性支撐在機架上，便于調(diào)節(jié)脫粒板與拍搓板之 間的間隙，以滿足不同品種、不同生長狀態(tài)谷子脫粒的需要。
所述的喂入裝置可采用現(xiàn)有多種結(jié)構(gòu)形式，本實用新型采用紋桿式封閉滾 筒喂入裝置，該喂入裝置與脫粒板之間的入口間隙為22-27mm，出口間隙為 8-12mm，喂入裝置的作用是提高進入該脫粒裝置物料的均勻性， 一方面完成初 脫過程，另一方面強制物料均勻地進入脫粒部件，為了防止谷子及谷穗進入軸 心造成纏繞和損失，滾筒采用封閉式結(jié)構(gòu)。
所述脫粒板上的篩孔為圓形，孔徑為2.3-2.7mm，該結(jié)構(gòu)設(shè)計既要保證脫出 的谷粒順利排出，又要保證直徑稍大的谷碼繼續(xù)留在脫粒板上。
為了進一步證明本實用新型所述的拍搓式脫粒裝置研制成功后在實際應(yīng)用 中的效果，經(jīng)國家場上作業(yè)機械及機制小農(nóng)具質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢驗，該脫粒 裝置的未脫凈損失率為0.2°/。，總損失率為4.7%，籽粒破碎率為0.1%,生產(chǎn)率 為185kg/h，上述指標均優(yōu)于標準要求。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所述的脫粒裝置采用獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計，以適 合谷子脫粒的特殊要求(谷碼與谷穗易分離，谷子與谷碼難分離)，前段以拍打 和搓擦為主，后段以搓擦和擠壓為主， 一次性地完成谷子與谷碼、谷碼與谷穗 的分離過程，而且拍擊和搓擦速度低于傳統(tǒng)的脫粒機構(gòu)，避免了谷子脫粒中"碾 米"和谷穗含水量較高時的"繞辮子"等不良現(xiàn)象，提高了脫凈率、降低了損 失率和破碎率，大大提高了脫粒質(zhì)量，對滿足生產(chǎn)急需和提高此類作物的農(nóng)業(yè) 機械化水平具有重要意義。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為拍搓板的四桿驅(qū)動機構(gòu)示意圖 圖3為圖2中E點的運動軌跡示意圖 圖4為脫粒板的俯視圖 圖5為脫粒原理示意圖
圖中1-機架2-喂料斗3-谷子排出口 4-脫粒板5-雜余排出口 6-拍 搓板 7-滑塊 8-滑道 9-曲柄AD IO-搖桿BC ll-連桿CD 12-機架AB 13-桿件14-調(diào)節(jié)螺栓15-彈簧16-紋桿式封閉滾筒喂入裝置17-篩孔18-電機19-蓋板20-側(cè)板具體實施方式
拍搓式谷子脫粒裝置，如圖1所示，包括密封機架1，機架一側(cè)上方固定 有喂料斗2，喂料斗2下方一側(cè)設(shè)置物料喂入裝置，采用紋桿式封閉滾筒喂入 裝置16;機架1內(nèi)還設(shè)置下方設(shè)有谷子排出口 3的篩網(wǎng)式脫粒板4，脫粒板4 四周通過調(diào)節(jié)螺栓14及套于其上的彈簧15、調(diào)整墊片彈性支撐在機架1上，脫粒板4 一端位于喂料斗2下方，另一端下方設(shè)有雜余排出口 5;脫粒板4上 方設(shè)置有活動拍搓板6，拍搓板6 —端兩側(cè)分別與四桿驅(qū)動機構(gòu)連接，另一端 與滑塊7相連并位于固定在機架上的滑道8內(nèi)，四桿驅(qū)動機構(gòu)由電機18驅(qū)動。 上述拍搓板采用厚度為3mm、凸起高度為lmm的花紋鋼板，與40X40X5mm 角鋼組成焊接式結(jié)構(gòu)；如圖4所示，固定脫粒板采用最佳孔徑(D2.5mm、厚度 為1.5mm的圓孔篩，谷粒通過面積占固定脫粒板總面積的45%，與厚度為3mm 的鋼板組成焊接式結(jié)構(gòu)，整體采用彈性支撐，可通過4個支撐點的調(diào)節(jié)螺栓、 調(diào)整墊片及彈簧進行調(diào)整，滿足不同品種、不同生長狀態(tài)谷子脫粒的需要。
為了進一步優(yōu)化該裝置的結(jié)構(gòu)，方便拆卸、安裝機架內(nèi)的部件，機架的蓋 板19及側(cè)板20均為活動式，整個機架采用40X40X5mm角鋼及厚度為lmm 的鋼板組成焊接式結(jié)構(gòu)。四桿驅(qū)動機構(gòu)和拍搓板各鉸接點、支撐點均采用滑動 軸承支撐，保證拍搓板運動軌跡的準確實現(xiàn)和各運動機件的使用壽命。
如圖2所示，四桿驅(qū)動機構(gòu)為由曲柄AD9、搖桿BCIO、連桿CD11及機架 AB12構(gòu)成的曲柄搖桿機構(gòu)，其中曲柄AD長度為50mm，搖桿BC長度為150mm, 連桿CD長度為180mm，機架AB長度為180mm，同時機架AB與水平方向的 夾角為16°;連桿CD向外延伸至E點，延伸長度CE為100mm;連桿末端E 點與拍搓板6之間通過滑動軸承、桿件13連接，連桿末端E點距離拍搓板6 的高度為67mm，同時與滑塊7之間的水平距離為500mm，此距離是保證拍搓 板的工作長度能滿足脫粒要求，拍搓板的實際長度為654mm。事實上，在實際 運動過程中，四桿驅(qū)動機構(gòu)與拍搓板及滑塊形成一個六桿機構(gòu)，經(jīng)過多次運動 仿真及實際應(yīng)用結(jié)果表明，該機構(gòu)能夠滿足拍搓板的運動軌跡要求和完成脫粒過程。
如圖3所示，反映的是拍搓板上E點的實際運動軌跡曲線，其底部表示拍 搓板自左向右運動，基本呈水平狀態(tài)，對谷穗進行搓擦；曲線上部表示拍搓板 自右向左運動，對谷穗起到擾動作用，到達最高點后自上向下運動，主要完成 對谷穗的拍擊作用。拍搓板上左端至右端各點的運動軌跡相似，但運動范圍不 同，尤其是在垂直方向，各點在垂直方向的變動范圍逐漸變小(45mm 0mm)， 搓擦作用逐漸加強，拍擊作用逐漸減弱，而各點在水平方向的運動范圍基本保 持在125mm左右，這種運動形式與彈性固定脫粒板配合，實現(xiàn)對谷穗的脫粒過 程。
如圖5所示，反映了脫粒裝置的工作原理，圖中箭頭分別代表谷穗及谷碼 流動方向、谷子及穎殼流動方向及殘余谷穗及谷碼流動方向。切去莖稈的谷穗， 由喂料斗進入紋桿式封閉滾筒喂入裝置，通過該裝置的抓取作用，同時對谷穗 進行初步擠壓和搓擦。在拍搓板的反復(fù)拍打和搓擦作用下，谷子從谷穗及穗碼 中分離出來，通過固定脫粒板由谷子排出口導(dǎo)入谷物清選裝置，殘余的谷穗及 谷碼被逐步搓送到后端雜余排出口排出機外，完成整個脫粒過程。位于谷物入 口處的拍搓板6與脫粒板4之間的間隙為18-22mm，最佳為20mm，雜余排出 口處的拍搓板6與脫粒板4之間的間隙為3-5mm，最佳為4mm;紋桿式封閉滾 筒喂入裝置16與脫粒板4之間的入口間隙為22-27mm，最佳為25mm，出口間 隙為8-12mm，最佳為10mm。
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權(quán)利要求1、一種拍搓式谷子脫粒裝置，包括密封機架(1)，其特征是機架一側(cè)上方固定有喂料斗(2)，喂料斗(2)下方一側(cè)設(shè)置物料喂入裝置；機架(1)內(nèi)還設(shè)置下方設(shè)有谷子排出口(3)的篩網(wǎng)式脫粒板(4)，脫粒板(4)一端位于喂料斗(2)下方，另一端下方設(shè)有雜余排出口(5)；脫粒板(4)上方設(shè)置有活動拍搓板(6)，拍搓板(6)一端兩側(cè)分別與四桿驅(qū)動機構(gòu)連接，另一端與滑塊(7)相連并位于固定在機架上的滑道(8)內(nèi)。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍搓式谷子脫粒裝置，其特征是所述的四桿驅(qū) 動機構(gòu)為由曲柄AD (9)、搖桿BC (10)、連桿CD (11)及機架AB (12)構(gòu) 成的曲柄搖桿機構(gòu)，其中曲柄AD長度為50mm，搖桿BC長度為150mm，連 桿CD長度為180mm,機架AB長度為180mm，同時機架AB與水平方向的夾 角為16°;連桿CD向外延伸至E點，延伸長度CE為100mm;連桿末端E點 與拍搓板(6)之間通過滑動軸承、桿件(13)連接，連桿末端E點距離拍搓板(6)的高度為67mm，同時與滑塊(7)之間的水平距離為500mm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的拍搓式谷子脫粒裝置，其特征是位于谷物入 口處的拍搓板(6)與脫粒板(4)之間的間隙為18-22mm，雜余排出口處的拍 搓板(6)與脫粒板(4)之間的間隙為3-5mm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的拍搓式谷子脫粒裝置，其特征是脫粒板(4) 四周通過調(diào)節(jié)螺栓(14)及套于其上的彈簧(15)、調(diào)整墊片彈性支撐在機架(1) 上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的拍搓式谷子脫粒裝置，其特征是所述的喂入 裝置采用紋桿式封閉滾筒喂入裝置(16)，該喂入裝置與脫粒板(4)之間的入 口間隙為22-27mm，出口間隙為8-12mm。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的拍搓式谷子脫粒裝置，其特征是脫粒板(4) 上的篩孔(17)為圓形，孔徑為2.3-2.7mm。
專利摘要本實用新型涉及農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域，具體為一種拍搓式谷子脫粒裝置，解決現(xiàn)有谷物脫粒裝置存在破碎率高、損失率高以及脫凈率低、操作繁瑣等問題，包括機架，機架一側(cè)上方固定有喂料斗，喂料斗下方設(shè)置物料喂入裝置；機架內(nèi)還設(shè)置篩網(wǎng)式脫粒板，脫粒板一端位于喂料斗下方，另一端下方設(shè)有雜余排出口；脫粒板上方設(shè)有拍搓板，拍搓板一端與四桿驅(qū)動機構(gòu)連接，另一端與滑塊相連；四桿驅(qū)動機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，拍搓板與脫粒板之間的入口間隙為18-22mm，出口間隙為3-5mm，喂入裝置與脫粒板之間的入口間隙為22-27mm，出口間隙為8-12mm。本實用新型避免了谷子脫粒中“碾米”和谷穗含水量較高時的“繞辮子”現(xiàn)象，提高了脫凈率、降低了損失率和破碎率，提高了脫粒質(zhì)量。
文檔編號A01F12/00GK201349419SQ200820106400

公開日2009年11月25日 申請日期2008年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月27日
發(fā)明者崔清亮, 張東光, 鄭德聰, 郭玉明, 陸玉明 申請人:山西農(nóng)業(yè)大學(xué)