第七章脱粒机械

机械工程学院第七章脱粒机Threshingmachine/thresher1机械工程学院脱粒干净，分离清洁率高，谷粒破碎或脱壳数量少。此外，应因地制宜地满足不同地区对茎秆的不同要求。性能要求：将谷粒从谷穗上脱下，并从脱出物（由谷粒、穗秸秆、颖壳和混杂物等组成）中分离和清选出来。功用：脱粒机：第七章脱粒机Threshingmachine/thresher2机械工程学院第一节脱粒机的种类和构造第二节脱粒装置第三节分离装置第七章脱粒机Threshingmachine/thresher3一、脱粒机发展过程二、脱粒机分类三、脱粒机构造第一节脱粒机的种类和构造机械工程学院4一、脱粒机发展过程机械工程学院5一、脱粒机发展过程机械工程学院6一、脱粒机发展过程机械工程学院7一、脱粒机发展过程机械工程学院8一、脱粒机发展过程机械工程学院9一、脱粒机发展过程机械工程学院10一、脱粒机发展过程机械工程学院11一、脱粒机发展过程机械工程学院12一、脱粒机发展过程机械工程学院13一、脱粒机发展过程机械工程学院14一、脱粒机发展过程机械工程学院15一、脱粒机发展过程机械工程学院16一、脱粒机发展过程机械工程学院17简易稻谷脱粒机一、脱粒机发展过程机械工程学院18一、脱粒机发展过程机械工程学院19日本研制的夹持式脱粒机一、脱粒机发展过程机械工程学院20一、脱粒机发展过程机械工程学院211、生产率400-500公斤/小时；2、脱净率＞98％；3、破碎率＜0.1％。一、脱粒机发展过程机械工程学院22辽宁省凤城市凤志机械厂一、脱粒机发展过程机械工程学院23一、脱粒机发展过程机械工程学院24淄博一诺农机厂生产的手动玉米脱粒机一、脱粒机发展过程机械工程学院25一、脱粒机发展过程机械工程学院26一、脱粒机发展过程机械工程学院27一、脱粒机发展过程机械工程学院28一、按脱粒程度分类：简易式脱粒机半复式脱粒机复式脱粒机二、按谷物（玉米）喂入的方式分类：全喂入脱粒机半喂入脱粒机二、脱粒机分类普通滚筒式脱粒机轴流滚筒式脱粒机机械工程学院29简易式脱粒机：只有脱粒装置，不能分离和清粮，处理结果为混合物，尚需后续加工处理。脱粒滚筒脱粒凹版机壳谷物长茎秆籽粒混合物二、脱粒机分类机械工程学院30半复式脱粒机：具有脱粒、分离和清粮功能，能获得比较干净的籽粒，但脱粒不太彻底，仍有少量的混合物。二、脱粒机分类机械工程学院31复式脱粒机：除了具有脱粒、分离、清粮功能外，还设有复脱、复清和分级装置，能获得不同级别的干净籽粒。二、脱粒机分类机械工程学院32二、脱粒机分类机械工程学院33脱粒机一般包括以下主要部分：脱粒装置、分离装置、清粮装置、传动装置和机架等。其中，脱粒装置、分离装置、清粮装置是脱粒机械的三大组成部分，也是本章的主要讲述内容。脱粒机的一般组成：三、脱粒机构造机械工程学院34籽粒滑板风机清粮筛脱粒装置分离装置茎秆逐稿轮喂入轮杂余谷物机械工程学院清粮装置三、脱粒机构造35第二节脱粒装置一、脱粒装置的技术要求和工作原理二、纹杆滚筒式脱粒装置三、钉齿滚筒式脱粒装置四、双滚筒脱粒装置五、轴流滚筒脱粒装置六、半喂入式脱粒装置七、脱粒装置附件八、脱粒滚筒功率耗用和运转稳定性九、滚筒的平衡十、割前脱离机械工程学院36一、脱粒装置的技术要求和工作原理脱粒装置的农艺技术要求：脱得干净；谷粒破碎、暗伤尽可能少；分离性能好（大生产率联合收获机的发展方向）；通用性好，能适应多种作物及多种条件；功率耗用低；在某些情况下要求保持茎稿完整或尽可能减少破碎。机械工程学院37脱粒机械的工作原理被割谷物经脱粒机械的喂入口进入由脱粒滚筒和凹版组成的脱粒间隙进行打击和搓擦后，“短脱出物”通过栅格状凹版进入由清选筛和风机组成的清粮装置进行清选。一、脱粒装置的技术要求和工作原理机械工程学院38“长脱出物”则进入分离装置进行茎秆与籽粒的分离，长茎秆被排出机外，而籽粒等“短脱出物”则通过分离装置上的筛孔进入下方的清粮装置进行清选；在风机和清选筛的联合作用下，颖壳等细小轻杂物被吹出机外，干净的籽粒经由籽粒收集装置进入集粮装置。一、脱粒装置的技术要求和工作原理机械工程学院391、谷物的脱粒特性主要是指谷物的脱粒难易程度，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。一、脱粒装置的技术要求和工作原理机械工程学院40脱粒的难易程度通常用脱下一颗籽粒所需要做的功来表示。常用的方法有：牵拉法和冲击法。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。P一、脱粒装置的技术要求和工作原理机械工程学院412、脱粒特性：①小麦最易脱粒，籼稻次之，粳稻最难。②脱粒功与脱粒的分离之间的关系均属常态分布（可近似认为正态分布曲线），易脱和难脱均占少数，而中等难度的为数最多。中部最易，茎部次之，顶部最难。③随着温度的增加，脱粒百分率降低，即脱粒困难。掌握谷粒湿度变化规律，适时收获，既易于脱粒，保证脱粒质量，又能降低功率消耗。一、脱粒装置的技术要求和工作原理机械工程学院42⑴冲击脱粒（冲击法）：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，脱粒能力越强，但破碎率也越大。一、脱粒装置的技术要求和工作原理机械工程学院常见的脱粒方式：43⑵搓擦脱粒：依靠脱粒元件与谷物之间、谷物与谷物之间的相互摩擦而进行脱粒。脱粒装置的脱粒间隙（脱粒滚筒与凹板的间隙）的大小至关重要。⑶梳刷脱粒（牵拉法）：靠脱粒元件对谷物施加拉力而进行的脱粒。花生脱粒机一、脱粒装置的技术要求和工作原理机械工程学院44⑷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。一、脱粒装置的技术要求和工作原理机械工程学院45⑸振动脱粒：靠脱粒元件对谷物施加高频振动而进行的脱粒。一、脱粒装置的技术要求和工作原理机械工程学院46一、脱粒装置的技术要求和工作原理机械工程学院47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。一、脱粒装置的技术要求和工作原理机械工程学院48脱粒机的工艺流程谷物脱粒装置短脱出物长脱出物分离机构清粮装置茎秆杂余机外籽粒机外短脱出物70%籽粒机械工程学院49二、纹杆滚筒式脱粒装置1、组成：纹杆滚筒、栅格状凹板、间隙调节装置等。机械工程学院50二、纹杆滚筒式脱粒装置机械工程学院51二、纹杆滚筒式脱粒装置机械工程学院52二、纹杆滚筒式脱粒装置机械工程学院53二、纹杆滚筒式脱粒装置机械工程学院54二、纹杆滚筒式脱粒装置机械工程学院55二、纹杆滚筒式脱粒装置机械工程学院56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，靠近凹板表面的谷物运动较慢，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，将脱下其余的籽粒。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。二、纹杆滚筒式脱粒装置机械工程学院脱粒过程：572、特点：以搓擦脱粒为主、冲击脱粒为辅，脱粒能力和分离能力较强，断稿率较小，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。二、纹杆滚筒式脱粒装置机械工程学院581.纹杆2.中间支承圈3.幅盘4.滚筒轴5.纹杆座二、纹杆滚筒式脱粒装置机械工程学院593、主要结构参数纹杆数量：m=6～8滚筒转速：n=750～1400r/min凹板包角：α=100～120°脱粒间隙：入口16～22mm/出口4～6mm二、纹杆滚筒式脱粒装置机械工程学院60三、钉齿滚筒式脱粒装置1、组成：钉齿滚筒和钉齿凹板机械工程学院61三、钉齿滚筒式脱粒装置机械工程学院62三、钉齿滚筒式脱粒装置机械工程学院632、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。但由于断稿率较高，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。三、钉齿滚筒式脱粒装置机械工程学院64三、钉齿滚筒式脱粒装置机械工程学院双滚筒脱粒装置：第一滚筒为钉齿、第二滚筒为纹杆653、钉齿类型钉齿按螺旋线分布成排地固定在齿杆上。脱粒机上常用的钉齿包括板刀齿、楔齿和弓齿。板刀齿薄而长，抓取和梳刷脱粒作用强，对喂入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，使脱壳率降低，这是板刀齿脱水稻的一个优点。三、钉齿滚筒式脱粒装置机械工程学院66钉齿的脱粒作用三、钉齿滚筒式脱粒装置钉齿滚筒脱粒装置a.入口间隙b.重合度c.出口间隙h.齿高α.包角机械工程学院674、钉齿的排列,滚筒长度和直径滚筒生产率取决于钉齿的多少。但是钉齿的排列对脱粒性能有很大的影响。例如：如果钉齿数量一定，而一个钉齿的运动轨迹之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，设计时总是让若干个钉齿在同一个钉齿运动轨迹之内来回转动。为了工作均匀，这些钉齿在同一齿迹内应是均匀分布的，这就形成了按多条绕着滚筒轴的“螺旋线”来排列钉齿。三、钉齿滚筒式脱粒装置机械工程学院685、凹板钉齿滚筒的凹板分为组合式和整体式两种。组合式凹板由钉齿凹板、栅格凹板、侧弧板等组成。整体式凹板的钉齿直接固定在格板上。三、钉齿滚筒式脱粒装置机械工程学院69钉齿凹板1.齿板2.栅格板3.侧弧板4.钉齿凹板5.栅格凹板6.后栅格凹板7.尾栅条三、钉齿滚筒式脱粒装置a）整体式b）组合式机械工程学院70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7.中间轮8.喂入轮四、双滚筒脱粒装置四.双滚筒脱粒装置机械工程学院711、特点:双滚筒脱粒装置采用两个滚筒串联工作。第一滚筒的转速较低，可以把成熟的好、饱满的籽粒先脱下来，并尽量在第一滚筒的凹板上分离出来。同时可使喂入的谷物层均匀和拉薄。第二滚筒的转速较高，间隙较小，可使前一滚筒未脱净的谷粒完全脱粒。四、双滚筒脱粒装置机械工程学院722、结构形式与配置双滚筒脱粒装置的第一滚筒一般为钉齿式滚筒，第二滚筒为纹杆式滚筒。个别的机型上两个滚筒均采用纹杆式滚筒。第一滚筒用钉齿式有利于抓取作物，脱粒能力也强。第二滚筒用纹杆式有利于提高分离率，减少碎茎秆（降低断稿率）。钉齿+纹杆双滚筒适用于收获稻麦。双纹杆式滚筒仅用于收获小麦。四、双滚筒脱粒装置机械工程学院733、脱粒速度与间隙第一滚筒的脱粒速度约比单滚筒脱粒装置减低1/2～1/3。第二滚筒则可低2～3m/s。第一滚筒的入口间隙一般与单滚筒脱粒装置的相同或稍大，第二滚筒的入口间隙比单滚筒脱粒装置减小1/3左右。前后两个滚筒的出口间隙则均可比单滚筒脱粒装置更大。四、双滚筒脱粒装置机械工程学院744、生产率与间隙其生产率一般比单滚筒提高30～65％。双滚筒的配置设计合理时，1kg/s喂入量的功率消耗比单纹秆滚筒式脱粒装置仅增加15～20％。四、双滚筒脱粒装置机械工程学院75五、轴流滚筒脱粒装置轴流式脱粒装置1.顶盖2.螺旋倒板3.喂入口4.纹杆和钉齿组合滚筒5.排除口6.栅格式凹板机械工程学院76轴向喂入.轴向排出式轴流滚筒1.分离段叶片2.脱粒段导板3.螺旋线脱粒纹杆4.附加脱粒纹杆5.喂入导板6.喂入螺旋叶片7.分离段凹板(栅格)五、轴流滚筒脱粒装置机械工程学院77六、半喂入式脱粒装置机械工程学院78六、半喂入式脱粒装置机械工程学院79七、脱粒装置附件机械工程学院80七、脱粒装置附件机械工程学院81机械工程学院滚筒脱粒装置的脱粒是一个很复杂的过程，脱粒中的功率消耗在整机功率消耗中占较大的比重。如在脱粒机上约占70％，在联合收获机上占全部工作部件功率消耗的40％以上。滚筒脱粒装置运转的稳定与否直接决定了脱粒和分离作业的质量。八、脱粒滚筒功率消耗和运转稳定性(一)脱粒滚筒的功率消耗脱粒装置在工作时，在运转稳定性较好的条件下，其功率总消耗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%）和用于克服脱粒阻力而消耗的功率Nt。82机械工程学院1.空转功率消耗Nk式中：A——系数，Aω为克服轴承及传动装置的摩擦阻力的功率消耗，A=（0.2～0.3）×10ˉ3。B——系数，Bω3为克服滚筒转动时的空气迎风阻力而消耗的功率，B=（0.48～0.68）×10ˉ6。八、脱粒滚筒功率消耗和运转稳定性83机械工程学院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为冲击力，△t为冲击时间，△m为△t时间内脱粒元件抓取的谷物量，m’为单位时间喂入的谷物量，f为综合搓擦系数，0.7～0.8，V为滚筒的切向速度，m/s。八、脱粒滚筒功率消耗和运转稳定性84机械工程学院(二)影响脱粒滚筒功率消耗的若干因素无论何种型式的脱粒滚筒的功率耗用，在达到某一量之前，总是随后者呈“直线”规律上升。但是，试验表明在超过上述喂入量以后功率消耗会按“曲线”较快地上升。这是由于谷层厚度与压缩载荷原以弹性变形规律变化，但在超过该值后压缩变形很小，谷层密度大增，因而功率耗用也激增。八、脱粒滚筒功率消耗和运转稳定性85机械工程学院(三)脱粒滚筒的运转稳定性现代化联合收获机的发展方向是在增大生产率的同时提高作业质量。收获的损失主要原因是脱粒不净、谷粒破碎和分离不净，而这些损失与脱粒滚筒和逐稿器的转速波动有密切的关系。为此一般要求脱粒滚筒和逐稿器的转速波动不超过5～7％。(四)对发动机的要求1．应具有足够而适当的功率储备；2．发动机或脱粒滚筒应具备足够的转动惯量。3．收获机发动机应用全程式调速器，并有足够的调速灵敏度。八、脱粒滚筒功率消耗和运转稳定性86九、割前脱粒（带式）定义：田间对站立的作物直接进行脱粒，即利用作物在田间生长时根部与土壤的连结力来支持住茎杆，对谷穗进行脱粒。特点：脱粒时作物仍长在地上可以省去作物的输送机构；由于只对作物的穗部进行脱粒，可以不用专门的分离装置；能适应对潮湿、倒伏及高产密植作物的收获。机械工程学院87九、割前脱粒（气吸式）梳脱式联合收割机的主要工作部件之一是梳脱割台。它直接将籽粒从仍然处于田间直立状态的茎秆上梳脱下来。脱出物主要是籽粒、断穗头和少量短茎秆。特点：大大减轻了复脱分离和清选装置的负荷，降低了机器的功率消耗。工作效率高、结构简单、工作性能好。机械工程学院88第三节分离机构机械工程学院89一、分离机构的功用,类别和构造特点二、目前分离装置存在的问题第三节分离机构机械工程学院90机械工程学院一、分离机构

的功用,类别和构造特点只有全喂入式脱粒装置才设有分离装置，其目的就是将经脱粒装置排除的“长脱出物”中夹带的籽粒及断穗头分离出来，将长茎秆排出机外。由于分离原理不同，分离装置的类型也不同。目前常用的分离装置有：键式逐稿器、平台式逐稿器、分离轮式逐稿器等。后两种在脱粒机械或联合收获机上应用较少。91机械工程学院一、分离机构

的功用,类别和构造特点92机械工程学院一、分离机构

的功用,类别和构造特点93机械工程学院一、分离机构

的功用,类别和构造特点94机械工程学院一、分离机构

的功用,类别和构造特点95机械工程学院键式逐稿器的分离原理（抛扬原理）：当分离机构对谷物茎秆层进行抛物运动时，利用籽粒比重大、茎秆漂浮性能好的特性，将籽粒从松散的茎秆层中分离出来。一、分离机构

的功用,类别和构造特点96机械工程学院双轴键式逐稿器一、分离机构

的功用,类别和构造特点97机械工程学院一、分离机构

的功用,类别和构造特点98A．键式逐稿器是由几个相互平行的键箱组成，有三、四、五、六键四种。由曲柄和键组成平行四杆机构。键箱作平面运动。将其上的脱出物不断抖动和抛扔。一、分离机构

的功用,类别和构造特点机械工程学院99机械工程学院B．主要参数：2～5阶梯，阶梯长400～800mm（未被取长值），阶梯落差约为150mm，阶面倾角β=8°～30°，通常第一