藺吉順，包玉成

(內蒙古民族大學 機械工程學院，內蒙古 通遼 028000)

0 引言

玉米是中國最重要的糧食作物之一，是重要的戰(zhàn)略性作物。玉米在國內外貿易、國庫存糧中均占有較大份額，是調節(jié)糧食供需平衡、保證食物安全、維護社會安定的調節(jié)器[1]。據(jù)統(tǒng)計，我國玉米年種植面積為2 446.67萬hm2,約占全國糧食作物種植面積的25%；年總產量達1.27億t左右，約占全國糧食總產量的27%[2-3]。因此，對于各種玉米所用的農業(yè)機械的研發(fā)迫在眉睫。目前，玉米生產過程中的播種等機械已基本解決，而在收獲季節(jié)時，由于玉米穗外面有多層包皮，在玉米脫粒之前，先要去掉包皮，若不及時處理，由于水分較大，其苞葉吸濕性很強，籽粒不能及時通風干燥，會很快霉爛變質[4-6]。過去，去除玉米包皮都是靠手工操作，勞動強度很大。近年來，市場上推出多種玉米剝皮機，減輕了人的勞動負擔[7];但現(xiàn)有玉米剝皮機的性能還很不穩(wěn)定， 玉米皮的除凈率低于80%，限制了玉米剝皮機的應用。研究表明：玉米皮脫不凈的原因主要是現(xiàn)有設備的結構不完善[8-10]?，F(xiàn)有玉米剝皮機的剝皮部件是多對平置的摩擦輥，每對摩擦輥均有一個主動輥，一個隨動輥，主動輥表面有多個凸齒，帶動隨動輥相對轉動；玉米穗在一對摩擦輥之間隨摩擦輥的轉動而平移到另一端[11-13]，由于玉米穗僅靠自重與摩擦輥相摩擦，壓力較小，因而造成包皮撕扯不徹底。如果增加對玉米穗的壓力，則玉米穗移動困難，會出現(xiàn)堵塞。此外，由于摩擦輥的振動，玉米穗多向中部集中，兩側的摩擦輥空轉率較高，影響工作效率[14-15]。玉米穗在中部堆積，相互阻礙，接觸摩擦輥的機會減少，也是降低包皮除凈率的原因。再有，玉米穗在剝皮的過程中也會碰掉一些玉米粒，玉米粒與脫下的玉米皮一同向下排出，不易分離，會造成糧食損失。

發(fā)明專利：立式玉米扒皮機(201310247800.9)

1 設計思路

本設計的目的是提供一種新型玉米剝皮機。這種玉米剝皮機工作時，玉米穗與摩擦輥之間摩擦力較大，玉米穗分布均勻，且移動順暢，剝皮效果好，工作效率高，脫落的玉米粒與玉米皮排出方向不同，便于分別收集。

上述目的是由以下技術方案實現(xiàn)的：研制一種立式玉米剝皮機，包括機架和多對摩擦輥，特點是：機架是一種豎立的筒狀框架，機架內周安裝多對豎立的摩擦輥；機架中間有一個豎立轉筒，轉筒上端有錐狀筒蓋，筒蓋上面均布多條斷面為角形的導向槽；轉筒外周安裝多片沿切向延伸豎立的彈簧片，彈簧片與摩擦輥相抵觸。工作時，玉米穗從上方落到轉筒的上方，且沿凹槽下滑，在彈簧片的疏導和壓迫下，從各對摩擦輥之間通過，包皮即被去除。

剝皮機的機架是一個豎立的圓筒，上下邊緣通過向內的折邊安裝摩擦輥，每對摩擦輥均有一支主動輥和一支從動輥，主動輥外表面設有多個凸齒；主動輥與從動輥錯開排列，即軸線分布在不同的半徑上，主動輥在動力機帶動下轉動；轉筒位于各對摩擦輥圍成的圓周之內，轉筒的下端通過立軸與機架轉動連接，立軸上設有傳動輪與動力機相傳動；摩擦輥上的凸齒沿螺旋線排列，轉筒的筒蓋上面設有毛刷，毛刷的刷柄固定在機架上，刷毛與筒蓋相對。

2 設計基本方法和步驟

本設計總的構思是提供一種剝皮效果好、工作效率高的玉米剝皮機，下面圍繞這一構思介紹兩種實施例：

1)第1種實施例。圖1為第一種實施例立式玉米剝皮機的工作示意圖所示。

1.機架 2.摩擦輥 3.轉筒 4.筒蓋 5.導向槽 6.立軸 7.傳動輪 8.玉米穗 9.彈簧片 10.主動輥 11.被動輥 12.鏈條 圖1 第1種實施例立式玉米剝皮機的工作示意圖Fig.1 The operation schematic diagram of the vertical corn husker in the first implementation

這種玉米剝皮機的機架是一種豎立的筒狀框架，機架內周安裝多對豎立的摩擦輥。結合圖2主動摩擦輥的主視圖和圖3從動摩擦輥的主視圖可見：機架上下邊緣通過向內的折邊安裝摩擦輥，每對摩擦輥均有一支主動輥和一支從動輥，主動輥外表面設有多個凸齒，凸齒最好沿螺旋線排列；主動輥與從動輥錯開排列，即以圓筒的圓心作半徑，主動輥和被動輥的軸線分別在不同的半徑上；各個主動輥之間在鏈條傳動下轉動，其中至少有一個主動輥是在動力機帶動下轉動；機架中間有一個豎立轉筒，轉筒下端通過立軸與機架轉動連接，立軸上設有與動力機相傳動的傳動輪；轉筒上端設有尖端向上的錐狀筒蓋。結合圖4筒蓋的斷面圖可見：筒蓋上面均布多條斷面為角形的導向槽，轉筒外周安裝多片沿切向延伸豎立的彈簧片，彈簧片與摩擦輥相抵觸。

圖2 主動摩擦輥的主視圖Fig.2 Front view of the active friction roller

圖3 從動摩擦輥的主視圖Fig.3 Front view of the subordinate friction roller

圖4 筒蓋的斷面圖Fig.4 Cross-section diagram of the cover

工作時，玉米穗從上方落到轉筒的錐形筒蓋上面，由于筒蓋在轉動，玉米穗受到振動而均勻地分散到各個導向槽內，且沿導向槽下滑，在彈簧片的疏導和壓迫之下，進入各對摩擦輥之間，且隨摩擦輥的轉動而向下移動；當玉米穗通過摩擦輥時，包皮即被去除?？梢?，這種機構可以保證玉米穗均勻分配，玉米穗能夠準確有序地進入各個摩擦輥之間，因而各個摩擦輥的空轉率很低。玉米穗與摩擦輥之間的壓力主要來自彈簧片，控制彈簧片的參數(shù)和摩擦輥的粗糙度及長度，即可把壓力控制在合理的范圍，確保玉米穗獲得足夠的摩擦，又能夠順暢下行，且完全脫凈包皮。

該立式玉米剝皮機的主要技術參數(shù)如表1所示。

表1 立式玉米剝皮機的主要技術參數(shù)Table 1 Main technical parameter of the Vertical Corn Husker

2)第2種實施例。圖5為第2種實例的立式玉米剝皮機的主視圖。這種玉米剝皮機與前一實施例基本相同，所不同的是，在轉筒的筒蓋上方設有多支毛刷，毛刷的刷柄固定在機架的壁上，刷毛與筒蓋相對。這種毛刷的作用是限制玉米穗的堆積高度，使玉米穗都進入導向槽，并且依次有序地進入摩擦輥，剝皮效果更好。

1.導向槽 2.立軸 3.傳動輪 4.機架 5.摩擦輥 6.轉筒 7.筒蓋 8.毛刷 圖5 第2種實施例的立式玉米剝皮機的主視圖Fig.5 Front view of the vertical corn husker in the second implementation

3 立式玉米機故障原因及排除方法

立式玉米剝皮機在使用過程中難免會出現(xiàn)某些故障，表2對其一般故障原因及排除方法做了詳細的分析和處理。

表2 立式玉米剝皮機的常見故障及排除方法Table 2 Common malfunctions and troubleshooting of the Vertical Corn Husker

4 結論

1)此玉米剝皮機的機架是一種豎立的筒狀框架，且內部周圍安裝多對豎立的摩擦輥，中間有一個豎立轉筒，轉筒上端有錐狀筒蓋，筒蓋上面均布多條斷面為角形的導向槽，轉筒外周安裝多片沿切向延伸豎立的彈簧片，彈簧片與摩擦輥相抵觸。

2)機架的上下邊緣通過向內的折邊安裝摩擦輥，每對摩擦輥均有一個主動輥和一個從動輥。主動輥外表面設有多個凸齒，主動輥與從動輥錯開排列，即軸線分布在不同的半徑上，主動輥在動力機帶動下轉動來進行作業(yè)。

3)轉筒位于各對摩擦輥圍成的圓周之內，轉筒的下端通過立軸與機架轉動連接，立軸上設有傳動輪與動力機相連。

4) 摩擦輥上的凸齒沿螺旋線排列，轉筒的筒蓋上面設有毛刷，毛刷的刷柄固定在機架上，毛刷的刷毛與筒蓋相對。工作時，玉米穗能夠均勻分配到各對摩擦輥內，且在彈簧片的壓力下與摩擦輥保持足夠的壓力，靠摩擦輥的螺旋和重力下行，移動順暢，工作效率顯著提高，包皮脫凈率較高，具有良好的應用前景。

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