一種玉米碎芯裝置及玉米收穫裝置的製作方法

2024-03-24 12:21:05

本發明涉及農業機械，尤其是涉及一種玉米碎芯裝置，主要適用於高、低含水率的玉米碎芯脫粒過程，為內脫式玉米脫粒機中的關鍵部件。

技術背景

玉米是我國第一大糧食作物，也是飼料和工業的重要原料，主要種植在東北地區、黃淮海地區和西南丘陵地區。在玉米的生產過程中，收穫是勞動量最大的環節，約佔整個勞動量的55%，人工收穫玉米效率低、勞動強度大，隨著農村勞動力的不斷減少，人工收穫玉米的成本必將大幅提高。採用機械化收穫可以比人工收穫效率提高至30倍，並且減少損失3%-5%。發展玉米收穫機械化是提高玉米單產和生產率、節約生產成本和增加糧食主產區農民收入的重要途徑，對於提高和穩定我國糧食生產能力保障糧食安全、解放勞動力有著重大的意義。

脫粒是玉米機械化收穫的關鍵步驟，主要起到使玉米籽粒和玉米芯脫離的作用。傳統玉米脫粒採用外脫粒方式，即在脫粒滾筒和篩板的揉搓、衝擊和碾壓等作用下，向玉米棒施加由外向內的力使籽粒脫落，該脫粒方法法只適用於含水率較低的玉米。我國絕大部分地區的玉米在收穫時含水率在25%~35%甚至更高，此時芯部韌性高、籽粒之間間隙小，不能在收穫時直接使用該方式進行籽粒直脫收穫，所以一般採用收穫玉米棒—晾曬—脫粒的模式，浪費大量的人力物力，收穫效率低，同時如果幹燥不及時產生的玉米黴變會造成巨大損失。因此，特別需要發明一種能夠針對我國高含水率玉米收穫時進行籽粒直脫、損傷率低的玉米脫粒機械，而碎芯裝置是該機械的關鍵部件。

技術實現要素：

本發明的目的是為了解決在玉米收穫時，含水率過高，芯部韌性高、籽粒之間間隙小，不能在收穫時直接使用傳統外脫的方式進行籽粒直脫收穫，現行收穫玉米棒—晾曬—脫粒的分段收穫模式浪費人力物力，收穫效率低，玉米黴變和脫粒損傷造成巨大損失的問題，提供一種玉米碎芯裝置及玉米收穫裝置。

本發明解決技術問題所採取的技術方案是：一種玉米碎芯裝置，它包括碎芯機構、彈性定位機構、夾持輸送機構、機架、入料鬥和傳動機構；入料鬥固定在機架內部的上端，彈性定位機構和夾持輸送機構上下交錯安裝在入料鬥下端的機架內部，傳動機構安裝在機架外部。

所述碎芯機構包括動力輸出軸、碎芯鑽、傳動箱架、動力輸入軸和錐齒輪，傳動箱架通過螺栓固定在機架下端的內部，動力輸出軸安裝在傳動機構的對側的機架和傳動箱架上，並通過錐齒輪與動力輸入軸、碎芯鑽相互嚙合，動力輸入軸通過滾動軸承安裝在與傳動機構同側的機架和傳動箱架上，碎芯鑽中心為螺旋鑽頭，外圈為鋸齒形刀刃，刀刃高度低於螺旋鑽頭高度，安裝在傳動箱架正中，動力輸出軸的軸線與動力輸入軸軸線重合、與碎芯鑽軸線垂直。

為了保證碎心鑽不會使玉米芯部外圈籽粒受損，所述碎芯鑽的鋸齒形刀刃直徑為18-24mm。

進一步的，所述傳動機構安裝在機架上，由齒輪傳動機構和鏈傳動機構構成，齒輪傳動機構由四個齒輪構成，上部齒輪分別與一級夾持輸送輥的兩彈性輥相連，下部齒輪分別與在二級夾持輸送輥的兩彈性輥相連，鏈傳動機構包括一級鏈傳動機構和二級鏈傳動機構，一級鏈傳動機構包括小鏈輪外部鏈條和外部大鏈輪，二級鏈動機構包括下大鏈輪、上大鏈輪和內部鏈條。

進一步的，所述機架為正六邊形。

進一步的，所述入料鬥為底面和頂面都為正六邊形的錐形結構，下部兩對邊的距離為80-120mm。

進一步的，所述彈性定位機構和夾持輸送機構交錯安裝在所述機架的中部、所述碎芯機構的上部。

一種採用所述玉米碎芯裝置的玉米收穫裝置，包括玉米脫粒機和玉米收穫機等。

本發明帶來的有益效果是：解決收穫時不能進行籽粒直脫收穫的難題，同時減少傳統收穫玉米棒、晾曬再脫粒的模式對大量人力物力的浪費，提高收穫效率，減少因傳統模式收穫玉米黴變和脫粒損傷造成巨大損失。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明玉米碎芯裝置的軸測示意圖；

圖2是本發明玉米碎芯裝置的俯視圖；

圖3是本發明玉米碎芯裝置的側視圖；

圖4是本發明彈性定位機構的裝配圖；

圖5是本發明碎芯機構的軸側示意圖；

圖6是本發明彈性定位機構的安裝距離示意圖；

圖7是本發明碎芯鑽尺寸要求示意圖；

圖8是本發明夾持輸送輥安裝距離示意圖；

圖9是本發明夾入料鬥底面尺寸示意圖；

圖10是本發明實施例中一種玉米碎芯機的裝配示意圖；

圖中，碎芯機構1、彈性定位機構2、夾持輸送機構3、機架4、入料鬥5和傳動機構6、動力輸出軸101、碎芯鑽102、傳動箱架103、動力輸入軸104、錐齒輪105、上彈性定位機構21、下彈性定位機構20，彈簧伸縮器a211、彈簧伸縮器b212、彈簧伸縮器c213、彈簧伸縮器f201、彈簧伸縮器e202、彈簧伸縮器d203、底座231、固定缸232、彈簧233、伸縮軸234和滾輪235、一級夾持輸送輥31、二級夾持輸送輥30、彈性輥a301、彈性輥b302、彈性輥c311、彈性輥d312、齒輪傳動機構60、鏈傳動機構61、上部齒輪a601、上部齒輪b602、下部齒輪c603、下部齒輪d604、鏈傳動機構61、小鏈輪616、外部鏈條615、外部大鏈輪、614，下大鏈輪613、下大鏈輪611、內部鏈條612、餵入鬥7、出料鬥8。

具體實施方式

下面將結合附圖和實例對本發明進一步說明。

如圖1-9所示，一種玉米碎芯裝置，它包括碎芯機構1、彈性定位機構2、夾持輸送機構3、機架4、入料鬥5和傳動機構6；入料鬥5固定在機架4內部的上端，彈性定位機構2和夾持輸送輥3上下交錯安裝在入料鬥5下端的機架4內部，傳動機構6安裝在機架4外部。所述碎芯機構1包括動力輸出軸101、碎芯鑽102、傳動箱架103、動力輸入軸104和錐齒輪105；傳動箱架103固定在機架4下端的內部，動力輸出軸101安裝在傳動箱架103和傳動機構6的對側的機架4上，並通過錐齒輪105與動力輸入軸104、碎芯鑽102相互嚙合，動力輸入軸104安裝在傳動機構6同側的傳動箱架103和機架4上。碎芯鑽102中心為螺旋鑽頭，外圈為鋸齒形刀刃，刀刃高度低於螺旋鑽頭高度，安裝在傳動箱架103正中，動力輸出軸101的軸線與動力輸入軸104重合、與碎芯鑽102垂直，碎芯鑽102最大直徑a小於24mm，碎芯鑽102得到動力輸入軸104的動力而轉動，將上方裝置輸送過來的已經定位的玉米棒芯部鑽碎，使玉米棒破碎成條狀和塊狀便於進行後續的脫粒加工。

如圖1、圖4、圖6所示，所述彈性定位機構2包括上彈性定位機構21和下彈性定位機構20，上彈性定位機構21由彈簧伸縮器a211、彈簧伸縮器b212、彈簧伸縮器c213在同一平面上相錯120°安裝組成，下彈性定位機構20與上彈性定位機構21在不同平面相錯60°安裝，由在同一平面的彈簧伸縮器f201、彈簧伸縮器e202、彈簧伸縮器d203構成，彈簧伸縮器211由底座231、固定缸232、彈簧233、伸縮軸234和滾輪235構成，彈簧233安裝在固定缸232內，另一端由底座231固定，伸縮軸234一端與彈簧233接觸，一端安裝滾輪235，上彈性定位機構21的彈簧伸縮器211、212、213的彈簧233位於最大舒展狀態時，三個滾輪235的三個端點圍成的圓的半徑r為30-40mm，下彈性定位機在上述相同狀態下半徑r為20-25mm，通過上下兩次三點定位將待加工的玉米棒軸線固定到預定位置，並且不損傷籽粒表面。

所述入料鬥5為底面和頂面都為正六邊形的錐形結構，下部兩邊的距離c為80-120mm，將玉米棒引入夾持輸送裝置並初步定位。

所述夾持輸送機構3由一級夾持輸送輥31和二級夾持輸送輥30構成，通過滾動軸承安裝在機架4上，一級夾持輸送輥31位於入料鬥5下部、上彈性定位機構21上部，由一對半徑漸變的彈性輥c311、彈性輥d312組成，兩輥半徑最小處表面曲線距離b為35-45mm，二級夾持輸送輥30與一級夾持輸送輥31結構相同，位於上彈性定位機構21和下彈性定位機構20之間，彈性輥311、312對向轉動，以使玉米棒被夾緊並持續向下運動，在此過程中初步定位。

所述機架4為正六邊形，支撐其他部件並避免碎出物飛濺。

所述傳動機構6由齒輪傳動機構60和鏈傳動機構61構成，齒輪傳動機構60由四個齒輪構成，上部齒輪a601、上部齒輪b602分別安裝在一級夾持輸送輥31上，下部齒輪c603、下部齒輪d604分別安裝在二級夾持輸送輥30上，鏈傳動機構61包括一級鏈傳動機構和二級鏈傳動機構，一級鏈傳動機構包括小鏈輪616外部鏈條615和外部大鏈輪614，二級鏈動機構包括下大鏈輪613、上大鏈輪611和內部鏈條612，起到將動力傳輸入本碎芯裝置中的作用，使碎芯鑽102高速轉動以破碎玉米芯，使一級夾持輸送輥31和二級夾持輸送輥30的彈性輥各自對向轉動。

本發明的另一目的是提供一種玉米收穫裝置，它通過上述玉米碎芯裝置相連而成；作為一個實施例，針對玉米籽粒直接收穫機械的需求，設計了一種玉米收穫裝置（玉米碎芯機），如圖10所示，該玉米收穫裝置包括4個串聯的玉米碎芯裝置、餵入鬥7和出料鬥8，相鄰的兩玉米碎芯裝置的彈性輥a301、彈性輥b302、彈性輥c311、彈性輥d312左右相連，碎芯機構1的動力輸出軸101與動力輸入軸104相連，整機通過傳動機構6進行傳動，實現碎芯效率的提高，完成碎芯工序的條狀、塊狀玉米籽粒-芯部結合物由出料鬥落入下方脫粒裝置中。

本發明的工作過程：安裝在玉米籽粒直接收穫機械上，工作時，拖拉機pto將動力傳入動力輸入軸104，動力通過傳動機構6使一、二級夾持輸送輥31、30和碎芯鑽102轉動，經過前端剝皮處理的玉米棒進入入料鬥5，在重力的作用下與一級夾持輸送輥31接觸並被夾持著向下輸送，在上彈性定位機構21的三點定位下將玉米棒軸線進行初步定位，接下來玉米由二級夾持輸送輥30夾持繼續向下輸送，在下彈性定位機構20、二級夾持輸送輥30、上彈性定位機構21的共同作用下完成對玉米棒軸線的最終定位，由從上到下逐漸縮小的通道尺寸和彈性定位機構2使玉米棒定位完成後在二級夾持輸送輥30的輸送作用下強制餵入碎芯機構1，由碎芯鑽102將玉米棒芯部鑽碎，使玉米棒破碎成條狀、塊狀的籽粒-芯部結合物，並且不傷害籽粒，最後失去籽粒間支撐和韌性芯部的玉米由出料口8進入下方的脫粒機構。本發明解決高含水率玉米籽粒間支撐和芯部韌性造成難以外脫籽粒直收的問題，適用於高低含水率的玉米碎芯，提高玉米收穫效率。