第10章脱粒机械

1第十章脱粒机械第一节概述第二节脱粒机的种类和构造第三节脱粒装置第四节分离机构第五节清粮装置第六节输送装置2第一节概述对脱粒机的要求：脱得净（脱净率98%）；谷粒破碎少、不脱壳（全喂入1.5%，半喂入0.3%)，尽量减轻谷粒暗伤；生产率高，功率耗用低，通用性好；总损失率低（低于1.5%与2.5%），清洁率高，不低于98%。3脱粒机类型：人力简易式动力半复式大中型复式4第二节脱粒机的种类和构造全喂入式——将作物全部喂入脱粒装置，脱后茎稿乱碎，功率耗用大。半喂入式——作物茎秆的尾部被夹住，穗头部分进入脱粒装置。功率耗用稍小，可保持茎秆完整，适用于水稻。5一、全喂入式脱粒机（一）普通滚筒式脱粒机简式：只有脱粒装置。半复式：具有脱粒、分离、清粮部件，脱下的谷粒与稿草、颖壳分开。复式：脱粒、分离、清粮；还有：复脱、复清、喂入、颖壳收集、稿草集运。67（二）轴流滚筒式脱粒机不需设置专门的分离装置。作物由脱粒装置的一端喂入，在脱粒间隙内作螺旋运动，脱下的谷粒同时从凹板栅格中分离出来，而茎杆由轴的另一端排出。8二、半喂入式脱粒机作物由夹持机构轴向通过脱粒装置，穗部受梳刷、打击脱粒，脱后的稿草由脱粒装置一端排出机外。脱下的谷粒、颖壳、碎草混合物由风扇气流和筛选分离。910第三节脱粒装置脱粒装置是脱粒机的核心部分。技术要求：脱得干净；谷粒破碎、暗伤尽可能少；分离性能好；通用性好，能适应多种作物及多种条件；功率耗用低等。脱粒难易程度与作物品种、成熟度和湿度有关。（成熟度差、湿度大的较难脱）11脱粒难易程度：静态法：用脱下一个谷粒所需力的大小表示。（见下图）难脱品种：2N（牛）易脱品种：1N（牛）动态法：用脱下一个谷粒所需功的大小表示。在同一穗上不同部位的谷粒脱粒难易程度差别也很大。12用弹簧秤测量水稻单个谷粒脱下所需的力：13脱粒原理：打击：由工作部件打击穗头，使谷粒产生振动和惯性力而脱落。梳刷：工作部件很窄，在谷穗之间通过。揉搓或搓擦：谷层在挤压状态下在层内出现挫动而使谷粒脱落。碾压：脱粒元件对谷穗的挤压造成脱粒。14常用几种原理互相组合：用高的打击速度和紧搓，经较短的脱粒过程。如单滚筒脱粒装置。用由低到高的打击速度，揉搓强度由小到大，用较长的脱粒过程。如双滚筒脱粒装置。用较低的打击速度和松搓，用很长的脱粒过程。如轴流滚筒脱粒装置。15一、脱粒装置的分类全喂入式：谷物整株都进入并通过脱粒装置。脱下的谷粒与茎杆掺混在一起，还要进行分离。切流式：作物喂入后沿滚筒的切线方向进入又流出，在滚筒与凹板之间进行脱粒。纹杆滚筒钉齿滚筒双滚筒脱粒装置16轴流式：谷物作旋转运动和轴向运动，运动的圈数或路程较长，能在脱粒的同时进行谷粒分离，脱净率高而破碎率低。半喂入式：茎杆并不全部经过脱粒装置，免去分离装置，茎杆保持完整整齐。17二、纹杆滚筒式脱粒装置组成：纹杆滚筒和凹板。工作原理：作物进入脱粒间隙，受到纹杆的打击。作物在脱粒间隙内移动，固定的凹板和运动的纹杆对谷物产生揉搓作用。在入口段，在打击和搓擦共同作用以及由此引起的振动下脱粒，脱下大部分谷粒。在出口段，以搓擦为主，完全脱净。谷粒在凹板上被分离出来。1819特点：有较好的脱粒、分离性能，稿草断碎较少；对多种作物有较好的适应性，尤其适合麦类作物；结构简单，运用最广泛。但是如果作物喂入不均匀和作物湿度大，对脱粒质量有较大影响。20（一）构造1、滚筒滚筒有开式和闭式：开式滚筒：纹杆之间为空腔。有较大的抓取高度H。闭式滚筒：纹杆装在薄壁圆筒上。稿草不易缠绕。滚筒轴上装有辐盘，分多角辐盘和圆形辐盘两种。辐盘上安装纹杆。212223纹杆总是偶数（为了平衡），纹杆数有6、8、10等，随滚筒直径而异。纹杆有A型和D型：A型：通过纹杆座安装，纹杆座高，抓取能力强，鼓风大，消耗功率大。D型：弯曲断面，用于多角辐盘，结构简单。纹杆表面的斜纹可增强抓取和搓擦能力。24252、凹板一般为栅格式。凹板筛孔率：筛孔总面积占凹板总面积的比率。（一般为40％～70％）筛孔率越大，分离效果越好。凹板参数有：包角α、格板间的孔长b、筛条间距a、格板顶面高出筛条h凹板面积是决定脱粒装置生产率的重要因素。凹板入口处谷物的喂入方向线和滚筒轴心的垂直距离h最好为D/4（图10－7）2627283、脱粒装置的调节机构经常调节的是脱粒滚筒转速和脱粒间隙，以适应作物的状态如湿度、成熟度、植株密度等。（1）滚筒转速的调节：在脱粒机上采用更换皮带轮直径的方法。在联合收获机上普遍用三角皮带无级变速的方法。调节主动轮的直径时，脱粒滚筒轴上的被动轮直径也随之改变。采用具有力反馈原理的扭矩传感器。2930凸轮式扭矩传感器31（2）脱粒间隙的调节：在两侧对入口和出口的脱粒间隙进行调节。用螺栓改变凹板在入、出口处相对于滚筒的位置。采用快速脱粒间隙调节机构。间隙调节的目的：防止滚筒堵塞，堵塞后能快速清理茎杆。32334、脱粒装置的辅助部件喂入轮：将输送装置送来的谷物拉薄变匀后喂入脱粒滚筒。由4～6片向后的叶片组成。逐稿轮：引导脱出物离开滚筒。一般为叶轮形式。34凹板出口的导向过渡栅条：倾斜安装：脱出物向后运动较远水平安装：分离率提高。35（二）脱粒速度与间隙脱粒速度增加时：打击和搓擦作用加强，脱净率提高。谷粒在脱粒间隙的运动速度提高，谷层变薄，离心力加大，谷粒容易通过茎杆层和凹板筛孔，分离率提高。但谷粒与茎杆的破碎率增加。3637脱粒极限速度：当脱粒速度增加到一定值时，谷粒严重损伤，甚至破裂，这个速度称为脱粒的极限速度。纹杆滚筒圆周速度：mRvtmax2cos11脱粒速度反映了谷粒受打击时的动能，取决于破坏谷粒的连结所需的功。38•脱粒间隙：•谷层在间隙中通过时其运动速度越来越快，谷层逐渐变薄，间隙应是逐渐变小。•入口与出口间隙之比一般为4：1•调小间隙可提高脱净率，谷粒分离率也提高；但过小又使谷粒破碎和堵塞。•应协调地调整脱粒速度、间隙和凹板包角，在不出现过高的破碎率的前提下提高脱净率和生产率。39（三）纹杆滚筒脱粒装置的生产率影响因素：滚筒的长度L（m）；滚筒的直径D（m）；凹板面积F（m2）；对脱粒装置所能提供功率滚筒的L、D越大，生产率也越大，但是脱粒是在滚筒与凹板的相互作用下实现的，所以需要有足够的凹板面积F相配合。40（四）脱粒滚筒和凹板结构参数选择影响脱粒性能的是滚筒的线速度，与直径有关。滚筒直径D：规定了直径系列为400、450、550、600mm纹杆数M：D≤450mmM=6D＝500～550mmM=8D≥600mmM=1041放大滚筒直径是提高生产率的一个有效途径。保持凹板包角α不变，可提高分离率，不增加单位喂入量的功率耗用。喂入量变化时，分离率稳定。凹板配合滚筒起到脱粒和分离作用。凹板弧长为350～700mm，包角α一般为100°～120°42三、钉齿滚筒式脱粒装置构造：由钉齿滚筒和钉齿凹板组成。工作过程：作物在被钉齿抓取进入脱粒间隙时，在钉齿的打击、齿侧面间和钉齿顶部与凹板弧面的搓擦作用下进行脱粒。特点：抓取能力强，脱粒能力强，对潮湿作物适应性较好。装配要求高，稿草断碎多，分离能力低，功率耗用较大。脱粒性能：与谷物的喂入量、脱粒速度有关。分离率：低于纹杆式。434445（一）钉齿滚筒•钉齿按螺旋线分布成排地固定在齿杆上。•钉齿的形状有：板刀齿、楔形齿、杆形齿。4647（二）钉齿的排列、滚筒长度和直径滚筒的生产率取决于钉齿的数量。脱粒性能取决于钉齿的排列。若干个钉齿在同齿迹内回转，并在同一齿迹内均匀分布。钉齿按多头螺旋线排列。48钉齿排列展开图：虚线——齿迹线斜线——钉齿分布螺旋线斜线与齿杆的交点为钉齿的分布位置。49令：D为滚筒直径，L为滚筒长度，Δl为末端齿与齿杆端的距离，a为齿迹距，B为齿距，M为齿杆数。螺线导程：t=Ma一般M为螺线头数k的整数倍，每个齿迹有k个齿通过。相邻齿在齿杆上的距离：akMB50钉齿总数：dqqZlkZaL2)1(q——脱粒装置喂入量（kg/s）qd——单个齿的脱粒能力，（qd=0.02～0.04kg/s）滚筒长度：滚筒直径：hsMD2h——钉齿高度（mm）s——齿杆间距（mm）51（三）凹板包角为100°钉齿排数：4～6主要参数：齿距：B´=2a齿排间距：e=2m，f=3e，m为钉齿轮廓宽度。52（四）脱粒速度、间隙和功率耗用脱粒间隙：影响滚筒钉齿与凹板钉齿的重合度。最大重合度30～50mm。脱粒间隙最大时，上下钉齿完全脱开，没有重合度。脱粒间隙由大变小。凹板上下调节量H引起齿侧间隙变化Δδ53脱粒速度：（P59表10－3）如：小麦—为28～30m/s水稻—为19～24m/s钉齿滚筒的功率耗用：略高于纹杆式。脱短茎杆作物，功率耗用与纹杆式相当。凹板上每增加多一排齿要增加功率耗用5％～15％，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％。54四、双滚筒脱粒装置的特点和主要参数谷物的脱粒难易程度不一样，用一个滚筒一次脱净是不适应的，可采用两个滚筒解决。第一滚筒速度较低，多采用钉齿滚筒，抓取能力强，将成熟得好、饱满易脱的谷粒先脱下来。第二滚筒速度高，采用纹杆滚筒，脱粒性能好，把谷粒脱净，又不使茎杆过于断碎。55两滚筒之间增加一个中间轮：增强分离能力，使谷物平滑过度。双滚筒的特点：适应性广、分离率高。茎杆破碎较重。功率耗用增加。5657五、轴流滚筒式脱粒装置结构：由脱粒滚筒、栅格式凹板和顶盖组成。工作原理：作物从滚筒一端喂入，随着滚筒旋转，在螺旋导板的作用下，谷物在脱粒装置内作螺旋运动。在滚筒和凹板的打击和搓擦作用下，谷粒被脱下，并通过凹板分离出来。茎杆从滚筒另一端排出。58特点：1、脱粒能力强，谷粒损伤小，适应性强。2、可省去分离机构。3、茎叶破碎严重。4、功耗大。5、茎杆较长、较潮湿时，易造成堵塞。5960（一）轴流式滚筒脱粒装置的类型卧式：纵向轴流式：谷物轴向喂入、轴向排出。设置螺旋叶片拖带谷物，强制喂入。横向轴流式：喂入、排出茎杆比较通畅。立式：凹板为360°整周，分离性能强。61626364（二）轴流式滚筒脱粒装置的构造及参数选择1、滚筒一般为纹杆式或杆齿式、板齿式，或纹杆与杆齿组合式。滚筒分圆柱形和锥形两种。锥形滚筒：谷物从小端喂入，大端排出，轴向逐渐加快流动，圆周速度逐渐增加，不断加强脱粒和分离能力。6566672、凹板与上盖删格式凹板广泛应用。增大包角可以提高分离能力，常用180～240°上盖内表面装螺旋导向板，使作物沿滚筒作轴向移动。68导向板在顶盖上的配置原则：用导向板横跨喂入口的全宽，以免回草。最后一条导向板伸到排草口宽的1/3处，否则排草困难。导向板的配置前后应有一定的重叠量，保证作物轴向连续移动。上盖顶距的大小对作物和功耗有较大的影响。过小时出现搓草绳现象；功率耗用大增。6970（三）脱粒速度和脱粒间隙轴流滚筒脱粒装置对谷物的脱粒时间较长，对滚筒速度和脱粒间隙要求不严格。常用速度：麦类：杆齿类—20～26m/s水稻：杆齿类—18～26m/s脱粒间隙主要随作物种类及通过脱粒装置的谷物层厚度而定。71（四）生产率和功率耗用生产率与滚筒尺寸、凹板结构、作物状况和功率配备有关系。一般每米滚筒长度可负担喂入量0.6~0.7kg/s滚筒所要拖动的谷物量大，功率耗用大。72六、半喂入式脱粒装置一般构造及工作过程73谷物仅穗头部分进入滚筒，茎杆的后半部分在机外。优点：不用把已脱谷粒从长茎杆中分离，可省去逐稿器。采用梳刷原理的弓齿脱粒，谷粒破碎和损伤小。特别适用于水稻。茎杆保持完整可作副业原料。功率耗用低。缺点：只适于梢部结穗的作物