第九章 脱粒机械第一节 脱粒机的种类和构造第二节 脱粒装置第三节 分离装置第一节 脱粒机的种类和构造一、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、按谷物喂入的方式分类：全喂入脱粒机半喂入脱粒机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 长茎秆籽粒混合物半复式脱粒机有脱粒、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。 复式脱粒机除了有脱粒、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。 全喂入式脱粒机 （一）普通滚筒式脱粒机 （二）轴流滚筒式脱粒机 半喂入式脱粒机 玉米脱粒机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。脱粒机的一般组成籽粒滑板脱粒机械的一般结构组成及工作原理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、脱粒滚筒功率耗用和运转稳定性八、滚筒的平衡一 脱粒装置的技术要求和工作原理 对脱粒装置的技术要求主要是：脱得干 净；谷粒破碎、暗伤尽可能少；分离性 能好，这一点是联合收获机向大生产率 方向发展所特别提出的要求；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 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。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。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。 P2、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。 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%籽粒二、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 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 。 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 三、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。 (1) 钉齿滚筒 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有板刀齿、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。 图9-19 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 a. 包角图9-20 钉齿的脱粒作用(二)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，如 果钉齿数量一定，而一个钉齿的运动轨 迹内只有一个钉齿通过，则不仅生产率 很低，而滚筒必须很长。因此，设计时 总是让若干个钉齿在同齿迹内回转。为 了工作均匀，这些齿在同一齿迹内应是 均匀分布的。这就形成了按多头螺旋线 来排列钉齿。 图9-22 钉齿排列(三) 凹板 钉齿滚筒的凹板有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。 图9-23 钉齿凹板 a）整体式b）组合式 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.尾栅条四.双滚筒脱粒装置图9-26 双滚筒脱粒装置 a）双滚筒 b）带中间轮的双滚筒 .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(一) 特点: 双滚筒脱粒装置采用两个滚筒串联工作 。第一个滚筒的转速较低，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。第二个滚筒 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。(二) 结构形式与配置 双滚筒脱粒装置的第一滚筒大多采用钉 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，这种形式 适用于收获稻麦。双纹杆式滚筒仅用于 收获小麦。(三) 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1/21/3。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的相 同或稍大。第二滚筒的入口间隙河减小 1/3左右，前后两滚筒的出口间隙则均可 比单滚筒脱粒装置用得稍大。 (四) 生产率与间隙 其生产率一般比单滚筒提高3065。 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1520。五.轴流滚筒脱粒装置图9-27 轴流式脱粒装置 .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(一) 轴流式滚筒脱粒装置的类型: 按谷物喂入滚筒的方向不同可分为纵向 轴流式，即谷物轴向喂入，轴向排出； 横向轴流式脱粒装置；以及切流轴流组 合式。(二) 轴流式滚筒脱粒装置的构造及 参数选择 1.滚筒 滚筒上的脱粒部件一般为纹杆式或杆齿 式、板齿式，或纹杆与杆齿组合式。 图9-28 轴向喂入.轴向排出式轴流滚筒 (用于联合收获机.直径762mm，喂入量 约6kg/s小麦 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)2.凹板与上盖 凹板的型式有编织筛式、冲孔式和栅格 式三种，其中栅格式凹板的脱粒和分离 能力最强、虽然茎秆的破碎较重、但仍 是较广泛应用的一种。 (三) 脱粒速度与脱粒间隙 由于轴流滚筒式脱粒装置对谷物的脱粒 时间较长，滚筒转速和间隙有少许变化 对脱粒质量的影响不大，因而对安装间 隙和速度调节要求不很严格，这也是它 的一个优点。(4) 生产率和功率耗用 轴流滚筒式脱粒装置的生产率与滚筒尺 寸、凹板结构、作物状况和功率配备的 情况有密切关系。概括说来，在脱粒机 上每米滚筒长度约可负担的喂入量为0.6 0.7kg/s；分离面积大、在脱粒机上带 有输送装置的可取较大值，在联合收获 机上可增大一倍或一倍以上。若以分离 面积计，则单位喂入量所需凹板分离面 积为0.50.7m2/kg/s。 轴流式滚筒功率耗用受作物物理机械特性影响 较大，比传统型更为敏感，喂入作物长度、含 水率的影响均较大。 采用大直径的轴流式滚筒有减少单位喂入量功 率耗用的趋势。在脱小麦和整株玉米时为5.7 7.4kW/kg/s，脱大豆和玉米穗为2.6 4.8kW/kg/s，而脱水稻时为8.19.2kW/kg/s； 其中用于脱茎叶的功率耗用大致占60以上。 在脱粒全过程中，喂入脱粒段的功率耗用为82 ，用于分离排草段为18；而在横向轴流式 脱粒机上分别为65与35。六.半喂入式脱粒装置图9-2 工农-400半喂入式脱粒机 .前滑板 2.凹板筛 3.夹持台 4.夹持输送链 5.防夹带板 6.弓齿 7.滚筒 8.切刀 9.排杂副滚筒 10.振动筛 11.振动滑板 12.固定线筛 13.谷粒推运器 14.风扇工作原理和主要参数 (一) 滚筒 滚筒喂入端为一段截锥体（锥角一般约 500左右，宽50毫米左右），便于谷物轴 向喂入。滚筒上设有多种弓齿，常用的 型式如图所示。 图9-33 半喂入脱粒装置的梳整齿 1.第一梳整齿 2.第三梳整齿 3.梳整 齿的内齿(二) 凹板 凹板有编织筛式和栅格式两种。前者处 理断穗能力强，断穗量少，但分离能力 较差，谷粒损失会多些，湿脱时易堵塞 ；后者的性能正相反，干脱时碎草要多 些。前者结构简单，常用于脱粒机上； 后者在联合收获机上较普遍。 (三) 排杂装置 排杂装置由排杂轮和筛板组成，设在排 杂口后方，用以排出脱下的碎草、断穗 ，并将谷粒分离出来。排杂轮直径为200 250mm，长100150mm。其上齿高约 40mm，并后倾300安装。齿距为30 70mm，齿顶线速度45m/s，筛板与编 织筛凹板相似。(四) 夹持输送装置 由夹持输送链、夹持台和传动装置等组 成。输送链的齿形链片与夹持台上下配 合，并在横向左右交错以便将茎秆夹成 曲折使其具有抗抽出的能力。 图9-37 夹持输送器 1.弹簧 2.夹持台 3.夹持输送链(五) 功率耗用与生产率 半喂入脱粒装置的功率耗用与滚筒型式 、喂入量、谷物湿度等有关。一般脱水 稻时单位喂入量功率耗用为2.94kW/kg/s 。脱小麦时由于茎秆光滑、干燥、牵连 性小，其单位喂入量功率耗用2.2kW/kg/s 。由于夹持脱粒滚筒所需扭矩变化小， 其最大功率为平均值的1.2倍。 七 脱粒滚筒功率耗用和运转稳定性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 占全部工作部件功耗的40或以上 。它运转的稳定与否直接决定了脱 粒和分离作业的质量。(一) 脱粒滚筒的功率耗用 滚筒在工作中的功率消耗在两上方面： 第一，滚筒空转功率消耗, 亦称为无用功 率L1，它包括轴承内摩擦和空气对滚筒 旋转的阻力所消耗的功率。 第二，脱粒的有效功率L2，它是直接消 耗在脱粒工作上的(二) 对脱粒滚筒功率耗用影响的若干因素 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。但试验表明在超过上述喂入量以 后功率耗用会按曲线较快地上升。这是 由于谷层厚度