第七章脫粒機械

機械工程學院第七章脫粒機Threshingmachine/thresher1機械工程學院脫粒干凈，分離清潔率高，谷粒破碎或脫殼數(shù)量少。此外，應因地制宜地滿足不同地區(qū)對莖稈的不同要求。性能要求：將谷粒從谷穗上脫下，并從脫出物（由谷粒、穗秸稈、穎殼和混雜物等組成）中分離和清選出來。功用：脫粒機：第七章脫粒機Threshingmachine/thresher2機械工程學院第一節(jié)脫粒機的種類和構造第二節(jié)脫粒裝置第三節(jié)分離裝置第七章脫粒機Threshingmachine/thresher3一、脫粒機發(fā)展過程二、脫粒機分類三、脫粒機構造第一節(jié)脫粒機的種類和構造機械工程學院4一、脫粒機發(fā)展過程機械工程學院5一、脫粒機發(fā)展過程機械工程學院6一、脫粒機發(fā)展過程機械工程學院7一、脫粒機發(fā)展過程機械工程學院8一、脫粒機發(fā)展過程機械工程學院9一、脫粒機發(fā)展過程機械工程學院10一、脫粒機發(fā)展過程機械工程學院11一、脫粒機發(fā)展過程機械工程學院12一、脫粒機發(fā)展過程機械工程學院13一、脫粒機發(fā)展過程機械工程學院14一、脫粒機發(fā)展過程機械工程學院15一、脫粒機發(fā)展過程機械工程學院16一、脫粒機發(fā)展過程機械工程學院17簡易稻谷脫粒機一、脫粒機發(fā)展過程機械工程學院18一、脫粒機發(fā)展過程機械工程學院19日本研制的夾持式脫粒機一、脫粒機發(fā)展過程機械工程學院20一、脫粒機發(fā)展過程機械工程學院211、生產(chǎn)率400-500公斤/小時；2、脫凈率＞98％；3、破碎率＜0.1％。一、脫粒機發(fā)展過程機械工程學院22遼寧省鳳城市鳳志機械廠一、脫粒機發(fā)展過程機械工程學院23一、脫粒機發(fā)展過程機械工程學院24淄博一諾農(nóng)機廠生產(chǎn)的手動玉米脫粒機一、脫粒機發(fā)展過程機械工程學院25一、脫粒機發(fā)展過程機械工程學院26一、脫粒機發(fā)展過程機械工程學院27一、脫粒機發(fā)展過程機械工程學院28一、按脫粒程度分類：簡易式脫粒機半復式脫粒機復式脫粒機二、按谷物（玉米）喂入的方式分類：全喂入脫粒機半喂入脫粒機二、脫粒機分類普通滾筒式脫粒機軸流滾筒式脫粒機機械工程學院29簡易式脫粒機：只有脫粒裝置，不能分離和清糧，處理結果為混合物，尚需后續(xù)加工處理。脫粒滾筒脫粒凹版機殼谷物長莖稈籽?；旌衔锒?、脫粒機分類機械工程學院30半復式脫粒機：具有脫粒、分離和清糧功能，能獲得比較干凈的籽粒，但脫粒不太徹底，仍有少量的混合物。二、脫粒機分類機械工程學院31復式脫粒機：除了具有脫粒、分離、清糧功能外，還設有復脫、復清和分級裝置，能獲得不同級別的干凈籽粒。二、脫粒機分類機械工程學院32二、脫粒機分類機械工程學院33脫粒機一般包括以下主要部分：脫粒裝置、分離裝置、清糧裝置、傳動裝置和機架等。其中，脫粒裝置、分離裝置、清糧裝置是脫粒機械的三大組成部分，也是本章的主要講述內(nèi)容。脫粒機的一般組成：三、脫粒機構造機械工程學院34籽?；屣L機清糧篩脫粒裝置分離裝置莖稈逐稿輪喂入輪雜余谷物機械工程學院清糧裝置三、脫粒機構造35第二節(jié)脫粒裝置一、脫粒裝置的技術要求和工作原理二、紋桿滾筒式脫粒裝置三、釘齒滾筒式脫粒裝置四、雙滾筒脫粒裝置五、軸流滾筒脫粒裝置六、半喂入式脫粒裝置七、脫粒裝置附件八、脫粒滾筒功率耗用和運轉穩(wěn)定性九、滾筒的平衡十、割前脫離機械工程學院36一、脫粒裝置的技術要求和工作原理脫粒裝置的農(nóng)藝技術要求：脫得干凈；谷粒破碎、暗傷盡可能少；分離性能好（大生產(chǎn)率聯(lián)合收獲機的發(fā)展方向）；通用性好，能適應多種作物及多種條件；功率耗用低；在某些情況下要求保持莖稿完整或盡可能減少破碎。機械工程學院37脫粒機械的工作原理被割谷物經(jīng)脫粒機械的喂入口進入由脫粒滾筒和凹版組成的脫粒間隙進行打擊和搓擦后，“短脫出物”通過柵格狀凹版進入由清選篩和風機組成的清糧裝置進行清選。一、脫粒裝置的技術要求和工作原理機械工程學院38“長脫出物”則進入分離裝置進行莖稈與籽粒的分離，長莖稈被排出機外，而籽粒等“短脫出物”則通過分離裝置上的篩孔進入下方的清糧裝置進行清選；在風機和清選篩的聯(lián)合作用下，穎殼等細小輕雜物被吹出機外，干凈的籽粒經(jīng)由籽粒收集裝置進入集糧裝置。一、脫粒裝置的技術要求和工作原理機械工程學院391、谷物的脫粒特性主要是指谷物的脫粒難易程度，主要取決于谷粒與谷穗之間的連接強度，而他們之間的連接強度與作物的品種、成熟度和濕度有直接的關系，隨著這些因素的改變，破壞谷粒與谷穗之間的連接所需要的能量也是不相同的。一、脫粒裝置的技術要求和工作原理機械工程學院40脫粒的難易程度通常用脫下一顆籽粒所需要做的功來表示。常用的方法有：牽拉法和沖擊法。試驗結果表明，小麥的脫粒功A=30g.cm，小麥的脫粒功小于水稻的脫粒功。P一、脫粒裝置的技術要求和工作原理機械工程學院412、脫粒特性：①小麥最易脫粒，秈稻次之，粳稻最難。②脫粒功與脫粒的分離之間的關系均屬常態(tài)分布（可近似認為正態(tài)分布曲線），易脫和難脫均占少數(shù)，而中等難度的為數(shù)最多。中部最易，莖部次之，頂部最難。③隨著溫度的增加，脫粒百分率降低，即脫粒困難。掌握谷粒濕度變化規(guī)律，適時收獲，既易于脫粒，保證脫粒質(zhì)量，又能降低功率消耗。一、脫粒裝置的技術要求和工作原理機械工程學院42⑴沖擊脫粒（沖擊法）：靠脫粒元件與谷物穗頭的相互沖擊作用而進行脫粒。沖擊速度越高，脫粒能力越強，但破碎率也越大。一、脫粒裝置的技術要求和工作原理機械工程學院常見的脫粒方式：43⑵搓擦脫粒：依靠脫粒元件與谷物之間、谷物與谷物之間的相互摩擦而進行脫粒。脫粒裝置的脫粒間隙（脫粒滾筒與凹板的間隙）的大小至關重要。⑶梳刷脫粒（牽拉法）：靠脫粒元件對谷物施加拉力而進行的脫粒?；ㄉ摿C一、脫粒裝置的技術要求和工作原理機械工程學院44⑷碾壓脫粒：靠脫粒元件對谷物施加擠壓力而進行的脫粒。此時作用在谷物上的力主要是沿谷粒表面的法向力。一、脫粒裝置的技術要求和工作原理機械工程學院45⑸振動脫粒：靠脫粒元件對谷物施加高頻振動而進行的脫粒。一、脫粒裝置的技術要求和工作原理機械工程學院46一、脫粒裝置的技術要求和工作原理機械工程學院47上述幾種脫粒方式是在長期的生產(chǎn)實踐過程中總結而來的，不同的作物種類和作物品種、不同的貯存方式和后加工方式，其脫粒方法也不同，也就是說，選擇何種脫粒方法完全取決于作物的特性。例如：小麥與水稻的脫粒特性就有較大的差異。一、脫粒裝置的技術要求和工作原理機械工程學院48脫粒機的工藝流程谷物脫粒裝置短脫出物長脫出物分離機構清糧裝置莖稈雜余機外籽粒機外短脫出物70%籽粒機械工程學院49二、紋桿滾筒式脫粒裝置1、組成：紋桿滾筒、柵格狀凹板、間隙調(diào)節(jié)裝置等。機械工程學院50二、紋桿滾筒式脫粒裝置機械工程學院51二、紋桿滾筒式脫粒裝置機械工程學院52二、紋桿滾筒式脫粒裝置機械工程學院53二、紋桿滾筒式脫粒裝置機械工程學院54二、紋桿滾筒式脫粒裝置機械工程學院55二、紋桿滾筒式脫粒裝置機械工程學院56切流紋桿滾筒式脫粒裝置的工作過程谷物進入脫粒裝置，即受到紋桿多次沖擊，多數(shù)籽粒在凹板前端被脫下。隨著脫粒間隙的逐漸變小，靠近凹板表面的谷物運動較慢，靠近紋桿的谷物運動較快等原因，谷物受到的揉搓作用愈來愈強，呈現(xiàn)起伏狀態(tài)向出口移動，同時產(chǎn)生高頻振動，將脫下其余的籽粒。概括來說，在脫粒過程中前半部以沖擊為主，后半部以揉搓為主，80%左右的籽?？蓮陌及搴Y孔中分離出來，其余籽粒夾雜在莖稈中，從出口間隙拋出。二、紋桿滾筒式脫粒裝置機械工程學院脫粒過程：572、特點：以搓擦脫粒為主、沖擊脫粒為輔，脫粒能力和分離能力較強，斷稿率較小，有利于后續(xù)加工處理，對多種作物有較強的適應能力，特別適用于小麥收獲，多用于聯(lián)合收獲機上。但當喂入不均勻、谷物濕度大時，脫粒質(zhì)量明顯下降。二、紋桿滾筒式脫粒裝置機械工程學院581.紋桿2.中間支承圈3.幅盤4.滾筒軸5.紋桿座二、紋桿滾筒式脫粒裝置機械工程學院593、主要結構參數(shù)紋桿數(shù)量：m=6～8滾筒轉速：n=750～1400r/min凹板包角：α=100～120°脫粒間隙：入口16～22mm/出口4～6mm二、紋桿滾筒式脫粒裝置機械工程學院60三、釘齒滾筒式脫粒裝置1、組成：釘齒滾筒和釘齒凹板機械工程學院61三、釘齒滾筒式脫粒裝置機械工程學院62三、釘齒滾筒式脫粒裝置機械工程學院632、特點：利用釘齒對谷物的強烈沖擊，以及在脫粒間隙內(nèi)的搓擦而進行脫粒。抓取能力強、對不均勻喂入和潮濕作物有較強的適應性。但由于斷稿率較高，分離效果較差，對分離裝置和清糧裝置的工作造成一定的困難。三、釘齒滾筒式脫粒裝置機械工程學院64三、釘齒滾筒式脫粒裝置機械工程學院雙滾筒脫粒裝置：第一滾筒為釘齒、第二滾筒為紋桿653、釘齒類型釘齒按螺旋線分布成排地固定在齒桿上。脫粒機上常用的釘齒包括板刀齒、楔齒和弓齒。板刀齒薄而長，抓取和梳刷脫粒作用強，對喂入不均勻的厚層作物適應性好，打擊脫粒的能力也比楔齒強。由于其梳刷作用強，齒側間隙又大，使脫殼率降低，這是板刀齒脫水稻的一個優(yōu)點。三、釘齒滾筒式脫粒裝置機械工程學院66釘齒的脫粒作用三、釘齒滾筒式脫粒裝置釘齒滾筒脫粒裝置a.入口間隙b.重合度c.出口間隙h.齒高α.包角機械工程學院674、釘齒的排列,滾筒長度和直徑滾筒生產(chǎn)率取決于釘齒的多少。但是釘齒的排列對脫粒性能有很大的影響。例如：如果釘齒數(shù)量一定，而一個釘齒的運動軌跡之內(nèi)只有一個釘齒通過，則不僅生產(chǎn)率很低，而且滾筒必須很長。因此，設計時總是讓若干個釘齒在同一個釘齒運動軌跡之內(nèi)來回轉動。為了工作均勻，這些釘齒在同一齒跡內(nèi)應是均勻分布的，這就形成了按多條繞著滾筒軸的“螺旋線”來排列釘齒。三、釘齒滾筒式脫粒裝置機械工程學院685、凹板釘齒滾筒的凹板分為組合式和整體式兩種。組合式凹板由釘齒凹板、柵格凹板、側弧板等組成。整體式凹板的釘齒直接固定在格板上。三、釘齒滾筒式脫粒裝置機械工程學院69釘齒凹板1.齒板2.柵格板3.側弧板4.釘齒凹板5.柵格凹板6.后柵格凹板7.尾柵條三、釘齒滾筒式脫粒裝置a）整體式b）組合式機械工程學院70雙滾筒脫粒裝置a）雙滾筒b）帶中間輪的雙滾筒1.喂入輸送裝置2.釘齒滾筒和凹板3.紋桿滾筒和凹板4.逐稿輪5.頂蓋6.逐稿器7.中間輪8.喂入輪四、雙滾筒脫粒裝置四.雙滾筒脫粒裝置機械工程學院711、特點:雙滾筒脫粒裝置采用兩個滾筒串聯(lián)工作。第一滾筒的轉速較低，可以把成熟的好、飽滿的籽粒先脫下來，并盡量在第一滾筒的凹板上分離出來。同時可使喂入的谷物層均勻和拉薄。第二滾筒的轉速較高，間隙較小，可使前一滾筒未脫凈的谷粒完全脫粒。四、雙滾筒脫粒裝置機械工程學院722、結構形式與配置雙滾筒脫粒裝置的第一滾筒一般為釘齒式滾筒，第二滾筒為紋桿式滾筒。個別的機型上兩個滾筒均采用紋桿式滾筒。第一滾筒用釘齒式有利于抓取作物，脫粒能力也強。第二滾筒用紋桿式有利于提高分離率，減少碎莖稈（降低斷稿率）。釘齒+紋桿雙滾筒適用于收獲稻麥。雙紋桿式滾筒僅用于收獲小麥。四、雙滾筒脫粒裝置機械工程學院733、脫粒速度與間隙第一滾筒的脫粒速度約比單滾筒脫粒裝置減低1/2～1/3。第二滾筒則可低2～3m/s。第一滾筒的入口間隙一般與單滾筒脫粒裝置的相同或稍大，第二滾筒的入口間隙比單滾筒脫粒裝置減小1/3左右。前后兩個滾筒的出口間隙則均可比單滾筒脫粒裝置更大。四、雙滾筒脫粒裝置機械工程學院744、生產(chǎn)率與間隙其生產(chǎn)率一般比單滾筒提高30～65％。雙滾筒的配置設計合理時，1kg/s喂入量的功率消耗比單紋稈滾筒式脫粒裝置僅增加15～20％。四、雙滾筒脫粒裝置機械工程學院75五、軸流滾筒脫粒裝置軸流式脫粒裝置1.頂蓋2.螺旋倒板3.喂入口4.紋桿和釘齒組合滾筒5.排除口6.柵格式凹板機械工程學院76軸向喂入.軸向排出式軸流滾筒1.分離段葉片2.脫粒段導板3.螺旋線脫粒紋桿4.附加脫粒紋桿5.喂入導板6.喂入螺旋葉片7.分離段凹板(柵格)五、軸流滾筒脫粒裝置機械工程學院77六、半喂入式脫粒裝置機械工程學院78六、半喂入式脫粒裝置機械工程學院79七、脫粒裝置附件機械工程學院80七、脫粒裝置附件機械工程學院81機械工程學院滾筒脫粒裝置的脫粒是一個很復雜的過程，脫粒中的功率消耗在整機功率消耗中占較大的比重。如在脫粒機上約占70％，在聯(lián)合收獲機上占全部工作部件功率消耗的40％以上。滾筒脫粒裝置運轉的穩(wěn)定與否直接決定了脫粒和分離作業(yè)的質(zhì)量。八、脫粒滾筒功率消耗和運轉穩(wěn)定性(一)脫粒滾筒的功率消耗脫粒裝置在工作時，在運轉穩(wěn)定性較好的條件下，其功率總消耗N由二部分組成：用于克服滾筒空轉而消耗的功率Nk（占總功率消耗的5%～7%）和用于克服脫粒阻力而消耗的功率Nt。82機械工程學院1.空轉功率消耗Nk式中：A——系數(shù)，Aω為克服軸承及傳動裝置的摩擦阻力的功率消耗，A=（0.2～0.3）×10ˉ3。B——系數(shù)，Bω3為克服滾筒轉動時的空氣迎風阻力而消耗的功率，B=（0.48～0.68）×10ˉ6。八、脫粒滾筒功率消耗和運轉穩(wěn)定性83機械工程學院2.脫粒功率消耗Nt脫粒過程比較復雜，谷物首先是以較低的速度進入脫粒裝置入口處，與高速旋轉的脫粒滾筒接觸，然后被拖入脫粒間隙進行搓擦，既有打擊也有搓擦，研究的依據(jù)是動量守恒定率——沖量轉換為動量：設P為沖擊力，△t為沖擊時間，△m為△t時間內(nèi)脫粒元件抓取的谷物量，m’為單位時間喂入的谷物量，f為綜合搓擦系數(shù)，0.7～0.8，V為滾筒的切向速度，m/s。八、脫粒滾筒功率消耗和運轉穩(wěn)定性84機械工程學院(二)影響脫粒滾筒功率消耗的若干因素無論何種型式的脫粒滾筒的功率耗用，在達到某一量之前，總是隨后者呈“直線”規(guī)律上升。但是，試驗表明在超過上述喂入量以后功率消耗會按“曲線”較快地上升。這是由于谷層厚度與壓縮載荷原以彈性變形規(guī)律變化，但在超過該值后壓縮變形很小，谷層密度大增，因而功率耗用也激增。八、脫粒滾筒功率消耗和運轉穩(wěn)定性85機械工程學院(三)脫粒滾筒的運轉穩(wěn)定性現(xiàn)代化聯(lián)合收獲機的發(fā)展方向是在增大生產(chǎn)率的同時提高作業(yè)質(zhì)量。收獲的損失主要原因是脫粒不凈、谷粒破碎和分離不凈，而這些損失與脫粒滾筒和逐稿器的轉速波動有密切的關系。為此一般要求脫粒滾筒和逐稿器的轉速波動不超過5～7％。(四)對發(fā)動機的要求1．應具有足夠而適當?shù)墓β蕛洌?．發(fā)動機或脫粒滾筒應具備足夠的轉動慣量。3．收獲機發(fā)動機應用全程式調(diào)速器，并有足夠的調(diào)速靈敏度。八、脫粒滾筒功率消耗和運轉穩(wěn)定性86九、割前脫粒（帶式）定義：田間對站立的作物直接進行脫粒，即利用作物在田間生長時根部與土壤的連結力來支持住莖桿，對谷穗進行脫粒。特點：脫粒時作物仍長在地上可以省去作物的輸送機構；由于只對作物的穗部進行脫粒，可以不用專門的分離裝置；能適應對潮濕、倒伏及高產(chǎn)密植作物的收獲。機械工程學院87九、割前脫粒（氣吸式）梳脫式聯(lián)合收割機的主要工作部件之一是梳脫割臺。它直接將籽粒從仍然處于田間直立狀態(tài)的莖稈上梳脫下來。脫出物主要是籽粒、斷穗頭和少量短莖稈。特點：大大減輕了復脫分離和清選裝置的負荷，降低了機器的功率消耗。工作效率高、結構簡單、工作性能好。機械工程學院88第三節(jié)分離機構機械工程學院89一、分離機構的功用,類別和構造特點二、目前分離裝置存在的問題第三節(jié)分離機構機械工程學院90機械工程學院一、分離機構

的功用,類別和構造特點只有全喂入式脫粒裝置才設有分離裝置，其目的就是將經(jīng)脫粒裝置排除的“長脫出物”中夾帶的籽粒及斷穗頭分離出來，將長莖稈排出機外。由于分離原理不同，分離裝置的類型也不同。目前常用的分離裝置有：鍵式逐稿器、平臺式逐稿器、分離輪式逐稿器等。后兩種在脫粒機械或聯(lián)合收獲機上應用較少。91機械工程學院一、分離機構

的功用,類別和構造特點92機械工程學院一、分離機構

的功用,類別和構造特點93機械工程學院一、分離機構

的功用,類別和構造特點94機械工程學院一、分離機構

的功用,類別和構造特點95機械工程學院鍵式逐稿器的分離原理（拋揚原理）：當分離機構對谷物莖稈層進行拋物運動時，利用籽粒比重大、莖稈漂浮性能好的特性，將籽粒從松散的莖稈層中分離出來。一、分離機構

的功用,類別和構造特點96機械工程學院雙軸鍵式逐稿器一、分離機構

的功用,類別和構造特點97機械工程學院一、分離機構

的功用,類別和構造特點98A．鍵式逐稿器是由幾個相互平行的鍵箱組成，有三、四、五、六鍵四種。由曲柄和鍵組成平行四桿機構。鍵箱作平面運動。將其上的脫出物不斷抖動和拋扔。一、分離機構

的功用,類別和構造特點機械工程學院99機械工程學院B．主要參數(shù)：2～5階梯，階梯長400～800mm（未被取長值），階梯落差約為150mm，階面傾角β=8°～30°，通常第一