钉齿滚筒式脱粒装置的设计.doc

钉齿滚筒式脱粒装置的设计脱粒机将割下的作物进行脱粒、分离和清选，以获得所需谷粒。它是提高生产率，改善劳动条件，确保丰产、丰收的重要手段。我国的脱粒机械主要有人力简易式、动力半复式及大中型复式3种。在我国农业机械化逐步发展的过程中，脱粒机仍占重要地位，并将在品种、质量上积极发展。为适应我国农业机械化逐步发展的要求，在应用传统技术的基础上，对部分部件进行改进创新，取长补短，设计了钉齿滚筒式脱粒装置。1钉齿滚筒式脱粒装置工作原理脱离装置的特点是：抓取谷物能力强，不均匀喂入适应性好，适于潮湿作物以及水稻、大豆等作物脱粒；对装配要求高，成本高，稿草断碎多，凹板分离能力低，功率耗用较纹杆式高。脱粒机工作时，谷物植株从脱粒总成的喂入口喂人，在电机带动脱粒总成中的脱粒滚筒及风扇转动的过程中，在脱粒滚筒钉齿的打击揉搓与摩擦作用下脱粒；脱粒后的谷物经筛板漏下，并沿溜板滑下；杂物由风机沿溜板斜向上吹出机体外，实现谷物与杂物的分离清选。在此工作过程中，可通过调节调风板、风扇给风量来调节去杂能力。如遇堵塞，可转动扳手打开底部筛板，利于清除堵塞物或残留物。钉齿滚筒的脱粒原理为：作物被钉齿抓取后进入脱粒间隙，在钉齿打击及齿侧面、钉齿顶部与凹板弧面的搓擦作用下脱粒。钉齿凹板为栅格状时，可能会有30%75%的谷粒被分离出来；无筛孔时，则全部夹在茎稿中。2钉齿滚筒式脱粒装置详细设计钉齿滚筒式脱粒装置由钉齿滚筒和钉齿凹板组成。钉齿滚筒脱离装置的脱离性能与谷物喂入量、脱粒速度等有关。钉齿滚筒脱离装置的凹板分离率比纹杆滚筒式小，这是由于凹板上有钉齿，减少了有效分离面积，同时也阻挡了谷物在凹板表面上的运动速度。钉齿滚筒的脱粒速度对谷物的破碎作用非常显著。2.1钉齿滚筒钉齿按螺旋线成排固定在齿杆上。脱粒机上常用的钉齿有板刀齿、楔齿和弓齿。板刀齿薄而长，抓取和梳刷脱粒作用强，对喂人不均匀的厚层作物适应性好，打击脱粒的能力也比楔齿强。由于其梳刷作用强，齿侧间隙又大，因此脱壳率较低，利于对水稻进行脱粒。此外，由于其齿薄、侧隙大、齿重叠量小，因此功率消耗也比楔齿低。楔齿基宽顶尖，纵断面几乎成正三角形，齿面向后弯曲，齿侧面斜度大，脱潮湿长秆作物时不易缠绕，且脱粒间隙的调整范围大。在水稻脱粒时，弓齿的脱粒效果比刀齿好，凹板分离率较高，脱粒作用较柔和，破碎率和破壳率均较低。经分析及试验，确定采用板刀齿。板刀齿的工作面后倾角为1020。，大多用于双滚筒脱粒装置的第一滚筒上（后倾角大，脱草好，功率耗用较低）。用板刀齿对水稻进行脱粒的试验表明：后倾角在0-37.50范围内变化时，谷粒损伤有所减轻，且功率耗用减少25%左右，但脱不净损失增加30%-50%：后倾角在在012.50范围内变化时，谷粒损失几乎没有增大。2.2钉齿的排列及滚筒长度、直径钉齿数量及排列对脱粒性能有很大影响。在钉齿数量一定的情况下，若一个钉齿的运动轨迹内只有一个钉齿通过，则不仅生产率很低，而且滚筒必须很长。因此，应尽量让若干个钉齿在同齿迹内回转。为了确保工作均匀，钉齿应在同一齿迹内均匀分布，即按多头螺旋线来排列钉齿。螺线导程的计算公式为：t=Ma(1)式中：o为齿迹距，mm；M为齿杆数，常取6-12。一般情况下，齿杆数为螺线头数k的整数倍，即每个齿迹有k个齿通过。因此，增加k的数量，有利于提高生产率。但生产实践表明，k值也不宜过大。相邻齿在齿杆上距离的计算公式为：B=Malk(2)滚筒长度计算公式为：L=a(Z/k-1)+2(3)式中：口为齿迹距，多为25-50 mm：Z为滚筒上钉齿总数，根据经验数据确定：L为钉齿距齿杆端顶的距离，根据结构需要确定。滚筒直径计算公式为：D=Ms/w+ 2h(4)式中：为钉齿高度；s为距杆间距。齿距一般为50-100 mm。经计算分析，确定o=40 mm;k =4;M=12个：B=120 mm;Z=120个；AL=50mm; L=1260 mm;h=40 mm;s=600 mm。钉齿在脱粒腔整个宽度内合理排列，且轨迹应均匀分布，以保证物料不会瞬间被推向一侧，有利于转子的动静平衡。钉齿采用螺旋排列方式，因为该种形式能够充分发挥每个钉齿的作用，并且有利于秸秆杂质和籽粒的轴向移动，从而有利于提高脱净率，有效防止秸秆在脱粒滚筒上的缠绕。2.3凹板凹板有组合式和整体式之分。组合式凹板的包角大多为1000。钉齿排数一般为4-6排，只在对难度比较大的粳稻脱粒时，才用6排。凹板上的齿距为B=2a=80 mm。头排或头二排齿较稀，B =4a= 160 mm前后排齿交错排列。滚筒钉齿与凹板钉齿的最大重合度一般为30-50 mm，齿端和齿侧的最小间隙不小于3 mm（稻、麦）。脱粒间隙最大时，上下钉齿可完全脱开，没有重合度。凹板弧面与滚筒齿端面的间隙由大变小。钉齿滚筒的功率耗用略高于纹杆滚筒。小麦脱粒时的单位喂人量平均功率耗用为3.7-4.4 kW/(kg/s)。凹板上每增多一排齿，就会增加5%-15%功率耗用。但排数多，功率波动较小。齿侧间隙大的脱粒装置，其功率耗用可比齿侧间隙小的减少20%-30%。钉齿滚筒式脱粒装置对不均匀喂人的适应性较好，功率波动小。综合分析各方面的因素，确定最大功率为平均功率的1.5倍。改变滚筒与凹板之间的间隙大小，能调整搓擦的作用强度。3结论在滚筒脱粒装置的工作过程中，脱粒功率消耗在整机功率消耗中占较大比重（在脱粒机上约占70%，在联合收获机上占40%以上）。其运转稳定与否直接决定脱粒和分离作业的质量。本机采用钉齿滚筒式结构设计，