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1、第二节 脱粒装置及理论分析,一.脱粒装置的功用与技术要求 二.谷物的脱粒特性与脱粒原理 三.脱粒装置的类型 四.切流纹杆滚筒式脱粒装置 五.切流钉齿滚筒式脱粒装置 六.脱粒装置的功率消耗,一.脱粒装置的功用与技术要求,脱粒装置是脱粒机械和联合收获机上的核心工作部件，尤其是对于简易式脱粒机而言更是核心的核心。脱粒装置工作性能的优劣对其他辅助工作部件的影响是很敏感的，在很大程度上决定了整个系统的工作质量和生产率，脱粒机械和联合收获机的设计与选型均是依据脱粒装置的参数来确定的。,1.脱粒装置的功用,将谷粒从穗轴上脱离下来，并有一定的分离能力。,2.质量要求,脱粒干净，脱净率99%；,破碎率小，破碎率
2、0.5%；,小麦不破皮,水稻不脱壳,功率消耗小，结构紧凑，通用性好。,二.谷物的脱粒特性与脱粒原理,1.谷物的脱粒特性,谷物的脱粒特性主要是指谷物的脱粒难易程度，这种难易程度主要取决于谷粒与谷穗之间的连接强度，而他们之间的连接强度与作物的品种、成熟度和湿度有直接的关系，随着这些因素的改变，破坏谷粒与谷穗之间的连接所需要的能量也是不相同的。,脱粒的难易程度通常用脱下一颗籽粒所需要的功来表示。常用的方法有：牵拉法、冲击法等。试验结果表明，小麦的脱粒功A=30g.cm，小麦的脱粒功小于水稻的脱粒功。,2.谷物的脱粒原理,冲击脱粒：靠脱粒元件与谷物穗头的相互冲击作用而进行脱粒。冲击速度越高，脱粒能力越
3、强，但破碎率也越大。,搓擦脱粒：靠脱粒元件与谷物之间，以及谷物与谷物之间的相互摩擦而使谷物脱粒。脱粒装置的脱粒间隙的大小至关重要。,梳刷脱粒：靠脱粒元件对谷物施加拉力而进行的脱粒。,碾压脱粒：靠脱粒元件对谷物施加挤压力而进行的脱粒。此时作用在谷物上的力主要是沿谷粒表面的法向力。,振动脱粒：靠脱粒元件对谷物施加高频振动而进行的脱粒。,上述几种脱粒方式是在长期的生产实践过程中总结而来的，不同的作物种类和作物品种、不同的贮存方式和后加工方式，其脱粒方法也不同，也就是说，选择何种脱粒方法完全取决于作物的特性。例如：小麦与水稻的脱粒特性就有较大的差异。,小麦的籽粒在未成熟时被紧紧的包裹在颖壳里，而一旦成
4、熟，颖壳就被张开，籽粒与颖壳之间的连接强度大大削弱，而且小麦的脱粒要求是获得干净的籽粒。收获时，小麦的籽粒与颖壳之间的连接强度较弱，籽粒的外壳相对坚硬，不易破碎，因此，小麦的脱粒一般采取搓擦脱粒和冲击脱粒为主。,水稻的脱粒特性与小麦不同，即便是在成熟度较高的时候，籽粒与颖壳之间的连接强度仍然很大，但谷粒与穗轴之间的连接比较脆弱。水稻的贮存方式也与小麦不同，水稻为带壳贮存。如果裸存的话，存放时间很短。水稻的籽粒脆硬，容易破碎。因此，水稻收获多采用梳刷脱粒。,三.脱粒装置的类型,脱粒装置主要用来进行谷物的脱粒，由于谷物的脱粒是根据谷物的脱粒特性来确定脱粒方式的，因此，不同的脱粒原理决定了脱粒装置也
5、不同。一般有三种基本类型：,纹杆滚筒式（切流式、轴流式）,钉齿滚筒式（切流式、轴流式）,弓齿滚筒式,四.切流纹杆滚筒式脱粒装置,1.组成：纹杆滚筒、栅格状凹版、间隙调节装置等。,切流纹杆滚筒式脱粒装置的工作过程,谷物进入脱粒装置，即受到纹杆多次冲击，多数籽粒在凹板前端被脱下，随着脱粒间隙的逐渐变小，以及靠近凹板表面的谷物运动较慢，而靠近纹杆的谷物运动较快等原因，谷物受到的揉搓作用愈来愈强，呈现起伏状态向出口移动，同时产生高频振动，脱下其余的籽粒。概括来说，在脱粒过程中前半部以冲击为主，后半部以揉搓为主，80%左右的籽粒可从凹板筛孔中分离出来，其余籽粒夹杂在茎秆中，从出口间隙抛出。,纹杆滚筒脱粒
6、装置及脱粒过程 1.喂入轮 2.3.除草.挡草板 4.逐稿轮,2.特点：以搓擦脱粒为主、冲击为辅，脱粒能力和分离能力强，断稿率小，有利于后续加工处理，对多种作物有较强的适应能力，特别适用于小麦收获，多用于联合收获机上。但当喂入不均匀、谷物湿度大时，脱粒质量明显下降。,开式和闭式滚筒 a.开式 b.闭式 H.抓取高度,纹杆滚筒结构图 1.辐盘 2.纹杆座 3.成型螺钉 4.纹杆,1.纹杆 2.中间支承圈 3.幅盘 4.滚筒轴 5.纹杆座,3.主要结构参数,纹杆数量：m=68 滚筒转速：n=7501400r / min 凹版包角：=1001200 脱粒间隙：入口1622 / 出口46,纹杆(A型与
7、D型),栅格状凹板 a.侧视剖面图 b.分离筛孔,破碎率(A)和脱不净率(B)与脱粒速度的关系 (小麦湿度13-14%,纹杆脱粒间隙24/6mm,纹杆滚筒式脱粒装置的工作特性曲线,五.切流钉齿滚筒式脱粒装置,1.组成：钉齿滚筒和钉齿凹板,2.特点：利用钉齿对谷物的强烈冲击以及在脱粒间隙内的搓擦而进行脱粒。抓取能力强、对不均匀喂入和潮湿作物有较强的适应性。但由于断秆率较高，分离效果较差，对分离装置和清粮装置的工作造成一定的困难。,钉齿 a.楔齿 b.板刀齿,双滚筒脱粒装置 a）双滚筒 b）带中间轮的双滚筒 1.喂入输送装置 2.钉齿滚筒和凹板 3.纹杆滚筒和凹板 4.逐稿轮5.顶盖 6.逐稿器
8、7.中间轮 8.喂入轮,六.双滚筒式脱粒装置,七.轴流滚筒式脱粒装置,轴流式脱粒装置 1.顶盖 2.螺旋导板 3.喂入口 4.纹杆和钉齿组合滚筒 5.排出口 6.栅格式凹板,轴流滚筒钉齿,导板的安装位置,八.弓齿滚筒式脱粒装置,1.组成：弓齿滚筒，栅格状凹版、夹持输送装置等。,1.滚筒轴 2.滚筒体 3.梳整齿 4.加强齿 5.脱粒齿 6.加强筋,2.特点：工作时，谷物根部由夹持输送装置夹紧，沿滚筒轴向移动，仅使谷物穗头部分进入脱粒间隙。在谷物沿滚筒轴向移动的过程中，谷穗不断受到滚筒弓齿的梳刷和冲击，谷粒被脱下。主要适用于水稻。,九.脱粒装置的功率消耗,脱粒装置在工作时，在运转稳定性较好的条件
9、下，其功率总耗用N由二部分组成：用于克服滚筒空转而消耗的功率Nk（占总功率消耗的5%7%）和用于脱粒阻力而消耗的功率Nt。,保障脱粒滚筒运转稳定性的条件：有足够的转动惯量；发动机有足够的储备功率和较灵敏的调速器。,1.空转功率消耗Nk,式中：A系数，A为克服轴承及传动装置的摩擦阻力的功率消耗，A=（0.20.3）103 。,B系数，B3为克服滚筒转动时的空气迎风阻力而消耗的功率，B=（0.480.68）106。,2.脱粒功率消耗Nt,脱粒过程比较复杂，谷物首先是以较低的速度进入脱粒装置入口处，与高速旋转的脱粒滚筒接触，然后被拖入脱粒间隙进行搓擦，既有打击也有搓擦，研究的依据是动量守恒定率冲量转换为动量：,设：P冲击力，t冲击时间，mt时间内脱粒元件抓取的谷物量，m/单位时间喂入的谷物量， f综合搓擦系数，0.70.8， V滚筒的切向速度，m / s 。,思考题 1.谷物有哪五种脱粒方式？小麦和水稻最适合哪一种？ 2.纹杆滚筒式脱粒装置的工作特点是什么？,
