[实用新型]碾搓式谷子脱粒装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及农业机械领域，具体为一种适合于谷子等小杂粮作物脱粒的碾搓式谷子脱粒装置。

背景技术

目前，公知的作物脱粒装置主要靠冲击、揉搓、梳刷等原理，实现谷粒与谷穗的分离，主要结构形式包括纹杆滚筒式、钉齿滚筒式、轴流滚筒式、双滚筒式、弓齿滚筒式等脱粒装置，一般由转动滚筒和固定不动的栅格状凹板组成，通过调节滚筒转速和滚筒与凹板之间的入口和出口间隙的大小，满足不同作物脱粒和分离的要求。根据作物流向的不同，又分为切流式、轴流式等不同方式。传统的脱粒装置，脱离速度较高，可达到14～17m/s，固定栅格式凹板栅格尺寸较大，难以适应粒径小于2.5mm的谷子、黍子等小籽粒作物的脱粒要求，主要表现在：

(1)破碎率高，甚至会造成谷子的“碾米”现象；

(2)损失率高，由于谷子籽粒粒径较小，传统脱粒装置的密封条件不适合谷子脱粒的要求，造成较大的脱粒损失；

(3)脱净率低，由于谷子的生物生理特性特殊，谷子与谷码的连接力强，而谷码与谷穗之间的连接力小，因此谷码极易与谷穗分离，但谷子与谷码的分离较困难，传统方法脱粒时，需要大量地进行二次脱粒，难以保证脱净率。进行谷子脱粒装置的创新与设计，对满足生产急需和提高此类作物的农业机械化水平具有重要意义。

发明内容

本实用新型为了解决现有谷物脱粒装置存在破碎率高、损失率高以及脱净率低、操作繁琐等问题，提供一种结构形式新颖的碾搓式谷子脱粒装置，一次性完成谷子与谷码、谷码与谷穗的分离，而且能避免谷子“碾米”现象，提高脱净率、降低损失率和破碎率。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：碾搓式谷子脱粒装置，包括密封机架以及贯穿设置在机架内并由驱动机构控制的主轴，机架上方固定有喂料斗，喂料斗下方设置装在主轴上的喂入装置；喂入装置下方且位于主轴上固接有连接架，连接架上设置由滚动轴承支承、轴端与连接架固定的锥形碾压辊；碾压辊下方设有与机架固定、整体呈锥形的磨纹式栅格板；喂入装置的物料出口位于碾压辊和磨纹式栅格板的物料入口间隙之间。本实用新型是根据人工场上碾压脱粒和传统石磨的工作原理而设计的，具体结构形式是碾压辊绕自身轴线作滚动的同时，绕主轴作公转运动，与位于其下部的磨纹式栅格板配合，对处于其间的谷物进行反复碾压，逐步向四周输送，碾压辊兼有滚动和滑动两种运动状态，实现对谷子的碾压和搓擦，脱下的谷粒通过磨纹式栅格板落入后续的清选装置，残余的谷穗及谷码从四周排出机外，实现脱粒。工作时物料由主轴中心的喂入装置强制均匀进入。上述过程中，转动的碾压辊和固定的磨纹式栅格板均为锥形结构，这样有可避免对谷子的损伤。

所述碾压辊外表面设有呈螺旋式分布的凸起，凸起高度为1.3-1.6mm，便于碾压脱粒过程中物料由入口向出口处输送。

为了避免脱粒过程中造成挤压而影响碾压辊的正常滚动，同时保证碾压效果，碾压辊的工作长度L至少为400mm，小端半径r₁′为30mm，小端公转半径r₁为147mm，大端公转半径r₂为521mm，碾压辊与磨纹式栅格板的物料入口间隙δ₁为28-32mm，出口间隙δ₂为3-5mm，碾压辊轴线与主轴轴线的夹角α为70-75°。

如果α较大，谷穗容易自由下滑，难以保证碾压脱粒时间；如果α较小，碾压辊有可能处于纯滚动状态，不具备物料输送的力学条件，很难处理连续进入装置内的物料，所以为了使碾压辊避开纯滚动角度，工作中兼有碾压和搓擦作用，所述碾压辊与磨纹式栅格板的最佳物料入口间隙为30mm，最佳出口间隙为4mm，碾压辊轴线与主轴轴线的最佳夹角α为72°。这是申请人经过多次试验及经验总结而得来的。上述最佳结构确定后，可根据受力分析及公知理论基础计算出碾压辊的其它结构尺寸，具体如下：

碾压辊的锥角

由此确定碾压辊大端半径：

r₂′＝r₁′+L·tanγ＝30+400×tan3.72＝56(mm)。

所述的磨纹式栅格板是由磨纹状加强辐板与钢丝相互穿接而构成，为了使谷穗在碾压过程中能够顺利地从入口运动到出口，磨纹的曲率半径为350-360mm，最佳为357mm，磨纹式栅格板的锥顶角为140-150°，最佳为144°，否则谷穗易发生自锁而不能向外移动。

所述磨纹式栅格板通过调整垫片与机架连接，便于调节碾压辊与栅格板之间的间隙，以满足不同品种、不同生长状态谷子脱粒的需要。