谷物小麥脫粒機的原理

【資料簡介】

谷物小麥割下以后還有待于"粒"，這是將谷物除殼、去稈的過程。 做這件事的老方法是用一個叫做"連枷"的使谷物與殼分離的器械連續(xù)地拍打麥子。接著是"揚"谷，必需將谷物往空中拋出，以便讓風吹掉輕的、不想要的那部分谷子以及"谷殼"，只留下落在后面的谷粒。 這是艱苦的、勞累的工作，而且花費的時間又很長。4000平方米的小麥用手脫粒要花大約5天時間。
蘇格蘭發(fā)明家詹姆士·梅克爾和他的兒子安德魯，改變了這種情況。經(jīng)過*的努力，詹姆士終于在18世紀后期研制成了一種機器，它裝有一個在滾筒上轉(zhuǎn)動的木構(gòu)架。木構(gòu)架上安裝著狹條皮帶，當它轉(zhuǎn)動時，就形成了一股氣流，借此吹走小麥上的外殼。安德魯還給機器加上了一個松開麥殼的拍動裝置。
梅克爾脫粒機可以用容易找到的任何動力源來驅(qū)動。他們選擇了用馬來驅(qū)動*部機器，但是不久就制造出了以水和蒸汽為動力的新型機器。 脫粒機在美國非常成功，那里勞動力短缺，農(nóng)業(yè)規(guī)模又很大。 脫粒機在英國并不受歡迎。手工打谷為農(nóng)業(yè)工人提供了冬季就業(yè)的機會。脫粒機威脅著許多農(nóng)業(yè)工人，使他們失去工作。
【機械結(jié)構(gòu)】：
1.傳動路線、無級變速器
為使刀盤、六只喂入滾筒運轉(zhuǎn)正常，該機對傳動路線及三角皮帶輪無級變速器進行了精心設計。根據(jù)脫粒生產(chǎn)率要求，刀盤有多種轉(zhuǎn)速，但傳動路線比較簡單，由兩級傳動路線組成，*級由皮帶輪無級變速，無級變速皮帶輪直接安裝在電機軸上，被動變速皮帶輪安裝在另一根軸上，另一根軸上裝有同步齒形帶。該輪通過齒形帶帶動刀盤上的同步帶輪旋轉(zhuǎn)，而絲桿螺母固定在同步帶輪上，轉(zhuǎn)動螺栓帶輪可軸向移動，使帶輪間隙變大或變小，刀盤轉(zhuǎn)速隨之可調(diào)，該傳動比在1：1.5左右。
2.二級變速則在電機上裝三角帶輪
*二級傳動均為三角帶輪，第三級為蝸桿傳動，蝸桿帶機動脫粒機
動三組轉(zhuǎn)向相反的蝸輪，蝸輪與輸送輥連接，工作時，蝸桿帶動蝸輪旋轉(zhuǎn)，兩組輸送輥既作夾持又起輸送（玉米棒）作用，一組輸送輥夾持輸送玉米芯。整個傳動路線共有五級傳動，由于設計中考慮到整機的結(jié)構(gòu)緊湊，采用了比較新穎的三角帶無級變速器，蝸輪、蝸桿傳動更是經(jīng)多次設計計算，為保證蝸輪、蝸桿的中心距及蝸輪強度，蝸輪采用了負變位系數(shù)。
3.*的刀片具、刀盤
刀片具是整個脫粒機具的關鍵部件，其形狀及材料選擇至關重要，刀片具由呈L型的刀架和劍形刀片焊接而成。從刀片具的強度方面考慮，刀片應選用65Mn材料，加工成型后進行熱處理，使其表面硬度達到HRC50-60。但因刀片切割的是玉米粒，選用65Mn材料容易生銹，衛(wèi)生質(zhì)量達不到要求，故還是選用不銹鋼，雖然刀片硬度不夠理想，但切割玉米粒應該沒有問題。為使刀片具能夠切割不同直徑的玉米粒，工作時刀片具在刀盤上有一個滑動的距離。
刀盤上除安裝刀片具外，還需在固定的軸套上旋轉(zhuǎn)，以帶動刀片具轉(zhuǎn)動作切割運動。為使刀盤結(jié)構(gòu)緊湊，刀盤上裝有同步齒形帶輪，在同步齒形帶輪上裝有塑料軸承，帶輪、塑料軸承之間用螺釘連接。工作時，材料為聚氟乙烯（或尼龍）的軸承在軸套上轉(zhuǎn)動，用針閥式油杯滴注食用植物油進行潤滑。
4.輸送喂入裝置
為保證玉米棒的正常喂入和輸送，該機設計了*的工作機構(gòu)。喂入裝置由一根蝸桿、三組轉(zhuǎn)向相反的蝸輪、滾筒支撐、軸、異形橡膠滾、塑料齒形輥等組成。機具起動，兩頭粗、中間漸細的橡膠輥及塑料輥旋轉(zhuǎn)，此時將玉米棒喂入，橡膠輥將其夾持向前輸送至刀片具處切割后，玉米芯由轉(zhuǎn)動的塑料輥夾持輸送至廢料箱。為適應不同直徑玉米棒的喂入輸送，在滾筒上裝有拉伸彈簧，該彈簧可使?jié)L筒作適當角度的位移，當喂入玉米棒時，由于手的推力和橡膠輥的牽引力，該機構(gòu)可根據(jù)玉米棒大小在一定范圍內(nèi)自動調(diào)節(jié)。
5.整機結(jié)構(gòu)及材料選擇
設計力求簡單緊湊、外形美觀，對喂入高度和安全也進行了比較充分的考慮。工作時，機具運轉(zhuǎn)部分全部由罩殼覆蓋，喂入口嚴格控制尺寸，成人的手不能進入，確保喂入玉米時的安全。機具的大部分材料選用不銹鋼，為減輕機具重量，降低生產(chǎn)成本，機架部分由不銹鋼板折邊焊接而成。兩根傳動軸直徑雖然較小，但軸上不開鍵槽，只加工平臺，用緊定螺栓固定皮帶輪，軸的強度能夠得到保證.

【工作原理】：
脫粒機整機選用一臺3千瓦電機和一臺鼓風機，電機、風機的轉(zhuǎn)向和停止由一只倒順開關控制。電機順時針旋轉(zhuǎn)為喂入玉米棒，逆時針轉(zhuǎn)向主要用于推出玉米棒和排除故障，風機用于吹掉脫粒中產(chǎn)生的屑、渣。電機通過皮帶輪、無級變速帶輪、同步齒形帶輪，使刀盤、異形刀片具旋轉(zhuǎn)切割玉米棒，工作時調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向手柄，可使刀盤轉(zhuǎn)速增減；另一傳動線路則由兩級三角帶輪、蝸輪蝸桿帶動三組滾筒旋轉(zhuǎn)。
滾筒上裝有壓縮彈簧、橡膠輥、塑料輥，其中兩組橡膠輥旋轉(zhuǎn)時（喂入玉米棒），橡膠輥既起夾持作用，又有輸送玉米棒的功能，彈簧還可根據(jù)玉米棒直徑進行適當調(diào)節(jié)兩滾筒之間距離，以適應不同直徑玉米棒脫粒的要求。一組塑料輥可將玉米芯夾持、輸送至廢料箱。刀片具和刀盤的潤滑采用滴注式油杯，潤滑油采用橄欖油。為使結(jié)構(gòu)緊湊，刀盤內(nèi)裝塑料軸承。塑料軸承在軸上轉(zhuǎn)動。
整機主要潤滑部分為蝸輪、蝸桿及塑料軸承，蝸輪、蝸桿采用開式傳動，用黃油進行潤滑；塑料軸承需要運轉(zhuǎn)時潤滑，選用了標準的針閥式油杯，容積為200毫升，并為此配備了滴注式油管，油管一端用螺栓與油杯連接，另一端與軸承上的油槽連接。工作時可視油杯油管內(nèi)的滴注情況調(diào)節(jié)大小。