專利名稱：玉米剝粒機的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種剝粒機械，更為具體地說涉及一種玉米剝粒機。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的靠擊打和擠搓的手工剝粒，很大程度上磨損了玉米顆粒的表面，使 得玉米顆粒在儲藏的過程中容易遭手微生物的腐蝕，不易長久儲藏。而現(xiàn)有的 大型的玉米剝顆粒機也存在著不同程度的破損，破損率比較高。玉米穗剝粒機 主軸的轉(zhuǎn)速，玉米受到的變形力及玉米含水率及玉米成熟程度是影響籽粒損失 率、籽粒破損率的主要因素。而且現(xiàn)有的玉米剝顆粒機結(jié)構(gòu)復雜，成本較高， 不便于操作和維修，不適用于普通家庭的使用。
如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)的擠搓式脫粒機主要由喂料、脫粒和排芯等部分組
成。電動機轉(zhuǎn)速經(jīng)皮帶輪3減速后帶動脫粒機主軸，主軸上有若干葉片，推動 喂入的玉米穗，玉米果穗進入進料箱4，帶輪帶動滾簡l轉(zhuǎn)動，滾簡l對應進料 箱的一段為一對短螺旋片2，螺旋片2轉(zhuǎn)動將果穗送入脫粒區(qū)；在脫粒區(qū)內(nèi)，果 穗沿柵格凹板6做螺旋滾動與滑動至排芯區(qū)，在此過程中果穗之間、果穗與柵 格凹板6之間進行充分擠搓，籽粒被擠搓下來；脫掉的籽粒穿過柵格凹板6排 出主機，送入預清機；全部脫掉籽粒的玉米芯被推送到排芯區(qū)，排芯區(qū)充滿后 在撥輪7的作用下將排芯口壓板8頂開，玉米芯排出機外，即完成整個脫粒過 程。
上述的擠搓式剝顆粒機，利用玉米進入帶有螺旋片2和柵格凹板6的脫離 滾筒，此時玉米做和滾簡均做旋轉(zhuǎn)運動，柵格凹板6不打擊玉米子粒，只起推 動作用，通過柵格凹板6與玉米顆粒的擠搓作用，使玉米顆粒錯位和剝落，達 到將玉米顆粒剝下的效果。盡管在規(guī)定滾簡轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運行可以減少打擊破碎 的可能性，但磕碎的現(xiàn)象依然存在，機型越小(凹板直徑越小)，磕碎的機會越多。 經(jīng)試驗觀察分析，磕碎情況分兩種， 一種情況是玉米果穗進入機內(nèi)時是呈縱橫無 規(guī)律狀況，其中果穗軸與脫粒滾簡軸空間垂直或近似垂直俗稱橫著進入)，若玉 米穗較長，則易被板齒磕斷，同時斷開處附近的籽粒容易被磕碎，第二種情況
3是果穗在脫粒運動過程中被隔板(用作支撐柵格圓鋼的鋼板)所磕，將籽粒磕碎 (這也是國外樣機存在的弊端。第一種情況最好的解決辦法是選用一種送料裝 置，這種送料裝置能使玉米穗有規(guī)律的、順著脫粒滾簡軸送進脫粒機，但目前 還沒有這種裝置。針對第二種情況，可以相應釆取一些措施以減輕破碎程度，對 于柵格凹板，圓鋼與隔板的聯(lián)接設計成圓鋼嵌入隔板半圓，使機器工作時玉米 穗接觸不到隔板下半部分棱角，另外將玉米穗可能接觸到的隔板上半部分、以 及其他零件有棱角的部位打磨成圓角。但是在其擠搓過程中不免會使玉米顆粒 與硬質(zhì)地柵格凹板進行摩擦和劃傷，會是玉米的破損率較高。這類玉米剝顆粒 機只能適合在玉米食品初級生產(chǎn)中，即剝下的顆粒立即投入食品的加工而不進 行長期的儲存。且由于玉米果實的大小和直徑不同，現(xiàn)有技術(shù)的玉米顆粒機滾 筒柵格尺寸固定，小的玉米的有些部位的玉米顆粒不能被剝下。
實用新型內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題為了解決如上所述的現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用 新型的目的在于提供一種利用旋轉(zhuǎn)切削原理的玉米剝粒機。
技術(shù)方案為了達到上述實用新型目的，本實用新型所釆用的技術(shù)方案為
本實用新型中的一種玉米剝粒機，主要由機座、空心滾筒、端蓋、玉米輸 送裝置組成，其特征在于所述的空心滾簡分為階梯段、羅紋段和切削段，三 段固定連在一起，空心滾簡切削段的入口作為切削刀口，安裝有板齒，空心滾 簡帶動板齒轉(zhuǎn)動，板齒推動玉米果穗作螺旋運動，階梯段與機座上的軸承相配 合，并通過兩端軸承端蓋固定，空心滾簡的出口處為羅紋段用銷釘與皮帶輪連 接，通過皮帶輪帶動空心滾簡旋轉(zhuǎn)；空心滾簡的切削刀口外固定安裝有玉米輸 送裝置，玉米輸送裝置由座體、轉(zhuǎn)輪和V型壓料板構(gòu)成，座體與機座固定相連， 座體的立板上設有四個孔用于安裝螺紋桿以及與螺紋桿相連的橡膠輥子組成， 橡膠輥子在螺紋桿上可以自由轉(zhuǎn)動，壓料板通過活動連桿及彈簧與座體相連接， 壓料板通過彈簧的自動調(diào)節(jié)來夾緊將要剝的不同大小直徑的玉米。剝粒時用手 將玉米推向空心滾簡的切削刀口處，通過旋轉(zhuǎn)的切削刀口將玉米顆粒剝掉，而 玉米棒則通過空心滾簡的另 一 頭出口處分離出來。
上述的玉米剝粒機，其特征在于前述空心滾簡的階梯段較羅紋段和切削 段直徑大。上述的玉米剝粒機，其特征在于上述機座下部為支撐部分，上部為簡狀 的機架，內(nèi)部用軸承與空心滾簡相連接，兩端由軸承端蓋固定。
本實用新型的有益效果是根據(jù)本實用新型的玉米剝粒機通過電動機帶動 的旋轉(zhuǎn)的滾簡口處作為切削刀口，并通過輸入玉米裝置的彈性裝置來滿足不同 大小的玉米剝顆粒，適合不同大小的玉米的剝粒，高效且玉米粒破損少，本實 用新型操作簡單安全，穩(wěn)定可靠，老少皆宜，產(chǎn)品價格低廉，實用性強。

圖l是現(xiàn)有技術(shù)擠搓式玉米剝粒機結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖2是本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是空心滾簡主視圖； 圖4是空心滾簡左視圖； 圖5是機座結(jié)構(gòu)主視圖； 圖6是機座結(jié)構(gòu)左視圖； 圖7是軸承端蓋主視圖； 圖8是軸承端蓋左視圖； 圖9是壓料板和座體結(jié)構(gòu)主視圖； 圖IO是壓料板和座體結(jié)構(gòu)左視圖；具體實施方式
下面，將參照附圖，對本實用新型的玉米剝粒機進行更為詳細的說明。 如圖2所示，本實用新型的玉米剝粒機由電動機11、機座12、空心滾簡13、 端蓋14、玉米輸送裝置15組成，空心滾簡13分為階梯段31、羅紋段32和切 削段33，三段固定連在一起，空心滾簡13切削段33的入口作為切削刀口，安 裝有板齒22,空心滾簡13帶動板齒22轉(zhuǎn)動，板齒22推動玉米果穗作螺旋運動， 階梯段31與機座12上的軸承相配合，并通過兩端軸承端蓋14固定，空心滾簡 13的出口處為羅紋段32用銷釘與皮帶輪36連接，通過皮帶輪36帶動空心滾簡 13旋轉(zhuǎn)；空心滾簡13的切削刀口外固定安裝有玉米輸送裝置15，玉米輸送裝 置15由座體16、轉(zhuǎn)輪17和V型壓料板18構(gòu)成，座體16與機座12固定相連， 座體16的立板上設有四個孔用于安裝螺紋桿19以及通過螺紋與螺紋桿19相連 接的橡膠輥子20組成，橡膠輥子20在螺紋桿19上可以自由轉(zhuǎn)動，壓料板18通過活動連桿及彈簧21與座體16相連接，壓料板18通過彈簧21的自動調(diào)節(jié) 來夾緊將要剝的不同大小直徑的玉米。剝粒時用手將玉米推向空心滾簡13的切 削刀口處，通過旋轉(zhuǎn)的切削刀口將玉米顆粒剝掉，而玉米棒則通過空心滾簡13 的另一頭出口處分離出來。
電動機11的選擇根據(jù)脫顆粒的需要來定，即根據(jù)空心滾筒13的轉(zhuǎn)速來確 定?？招臐L簡13轉(zhuǎn)速由空心滾筒13外緣(板齒22頂部)線速度決定，空心滾筒 13外緣線速度是以保證不傷害玉米籽粒為前提條件，由試驗數(shù)據(jù)獲得的。用籽 粒含水率為13% (因籽粒含水率較低，相對比較容易破碎)左右的玉米穗做試驗， 將其做自由落體試驗，相當于玉米穗撞擊堅硬的、質(zhì)量很大的物體。經(jīng)多次試驗 測得，超過0. 8m高落下就有可能產(chǎn)生破碎籽粒， 一般低于0. 8m高落下則基本不 會產(chǎn)生破碎籽粒。可根據(jù)此試驗數(shù)據(jù)計算空心滾簡13外緣線速度。
式中S—一試驗物料距地面高度，m; g—一重力加速度，9. 8m/s2; t — 一下 落時間，s; v—一下落至地面時的瞬時速度，m/s。
當S-0.8時，由公式(l) , (2)得出v = 4 m/s。則空心滾簡13外緣線 速度應《4m/s。但空心滾簡13外緣線速度不能過低，否則會影響生產(chǎn)率。根據(jù) 試驗數(shù)據(jù)，確認線速度值在3. 2 ~ 3. 9m/s之間最佳。因此該類機型空心滾簡13
轉(zhuǎn)速相對較低，比如dsy型電動機ir就可以滿足要求，其轉(zhuǎn)速為
300r/min-500r/min，功率為30w-120w。選定轉(zhuǎn)速為100 r/min，功率為60w其 輸出轉(zhuǎn)矩可以由公式計算
轉(zhuǎn)矩為T=0. 955Nm。
由上可知，確定了空心滾簡13的直徑，就能大致確定整個機構(gòu)的尺寸。從
根據(jù)公式:滾簡允許通過的最大的玉米棒的最大尺寸入手入手，計算尺寸?？招臐L簡13用 于切削玉米顆粒并且分離玉米棒，階梯段31用于定位， 一段的羅紋孔用于固定 皮帶輪36。由普通玉米棒芯的最大直徑確定空心滾簡13的尺寸，確定其內(nèi)徑為 50mm,外徑為55咖。并確定階梯段31為60mm,另外兩段軸長為79咖和52. 5腿， 總長為188. 5mm。
機座主體設計為一簡狀的杯狀結(jié)構(gòu)。下部為支撐部分，上部為筒狀的機架， 內(nèi)部用軸承與空心滾簡13相連接，兩端由軸承端蓋14固定，作為剝顆粒機的 主體部分。高為"5腿，長度為lllimn,簡狀結(jié)構(gòu)外圓直徑為120mm,簡狀端面 內(nèi)徑為108mm，內(nèi)部階梯軸段內(nèi)徑為90mm，厚度為2. 5mm。端面上有8個外徑為 4 mm的螺釘孔。
軸承端蓋14結(jié)構(gòu)主要是用來固定空心滾簡13和機座的。根據(jù)空心滾簡13 和機座確定其尺寸，外圈直徑為UO mm,各個羅紋孔的分布圓直徑為108 mm， 伸出端的外徑為"mm,內(nèi)徑為85 mm，中心孔直徑為57 mm其端面上優(yōu)個階梯 螺紋孔，階梯孔直徑為10 mm,螺紋孔直徑為6mm。端蓋14內(nèi)有密封圈槽。
壓料板18和橡膠輥子20為整個機構(gòu)中的關(guān)鍵部件。將玉米擠到彈性板和 橡膠輥子20之間，壓料板18可以通過彈簧21來自動夾緊玉米，只需施加推力 玉米便可以完成剝粒。壓料板18的主體是長為115 mm，寬為90 mm,高為140 mm 的椅狀座體16。座體16的立板上有四個直徑為lOmm的孔徑，通過長的螺紋桿 19通過螺紋連接將橡膠輥子20與桿連接起來，并使橡膠輥子20可以自由轉(zhuǎn)動。 而壓料板18則通過活動連桿及彈簧21與座體16相連接。因為在剝顆粒的過程 中需要可以剝不同直徑大小的玉米。
由于在玉米的剝粒過程中，空心滾簡13的切削刀口相當于旋轉(zhuǎn)的剝顆粒的 刀具，因此需要有一定的耐磨性?？刹捎酶咛间?。在切削過程中會產(chǎn)生震動， 為了減少震動和降低成本，因此機座和壓料板18采用HT200，灰鑄鐵具有良好 的減震吸振功能，且容易鑄造成型。而橡膠輥子20在夾緊玉米的過程中需要有 一定的彈性，因此用硬度較大的塑料或橡膠輥子20，可以減輕產(chǎn)品的重量和成 本。皮帶則選用V型帶，皮帶輪36釆用鑄鐵鑄造后再機加工成型。軸承選用標 準的6210深溝球軸承，銷釘和螺栓，螺母，彈簧21均選用標準件。
空心滾簡13能承受的最大壓力Fl查表取屈服強度"S-23MPa; 查表取許用屈服安全系數(shù)ns =2. 3; 則許用應力=&=^=10Mpa 仏 2.3
因為
Fl= [c7] xA=xfx^/;,10Map x三x 1072mnp 89.9KN
4 ' 4
所以
cr = = 7.6雄< IO蜂
滿足強度要求
銷釘?shù)男：?，知電機的功率為P-0.6kw，銷釘?shù)闹睆綖?， 則銷釘所受力矩為
r = ^^= 95.5Nm
銷釘受到的剪切力為
對桿進行靜載荷剪切校核分析。 4/ 4x47600
;rrf4 3.14x0扁2
所以固壓桿必能滿足強度要求。
當工作時，人的手動操作的力是變的，假設當人的手的最大工作力為800N 時，玉米給刀的力也是300N，連接螺栓所受的力為受拉螺栓，每個連接螺栓受 到的軸向力為
800
F=——AT = 8(W 8 。
因此連接是的工作力是變的，則取預緊力<formula>formula see original document page 9</formula>
查表的相對剛度
<formula>formula see original document page 9</formula>
由公式:
F' = F"+^T^XjP得受的總拉力為^* = 128^
<formula>formula see original document page 9</formula>
且查表得["]=M，= 1.8，" = 30M^"，得[M] = ^雄"=167M戸。
則校核螺栓動載荷強度 ot =-L^~ 二 27鄉(xiāng)"< 167鄉(xiāng)"
則螺栓的動載荷強度安全。
已知最大壓力為二128W最小壓力為Fmin =647V,
許用應力幅= =^ = ^ = 29.24M^則Fmax螺栓的拉力變幅為
<formula>formula see original document page 9</formula>
所以連接螺栓的應力幅滿足強度要求。 彈簧21力的計算如下
<formula>formula see original document page 9</formula>
式中Pl、 P2分別為彈簧21的安裝載荷和最大載荷；Tmax、 7 ^分別為材 料內(nèi)部的最小和最大循環(huán)剪應力；d為鋼絲直徑；D為彈簧21中徑；K為剛度系數(shù)。
由實驗知，夾緊玉米不脫離的最小載荷^=28^，所以在設計彈簧21時要 求P^8-MN為宜。而彈性壓料板18距橡膠輥子20的距離為30-80mm之間，而 玉米的最小直徑設50mm,則最小變形量為30mm，由胡克定律
F = Ax (3)
K為胡克系數(shù)；x為變形量。
則
<formula>formula see original document page 10</formula>
因此要選用K為0. 933N/m的彈簧21。
上述實施例不以任何形式限制本實用新型，本實用新型也并不限于上述實 施例。本技術(shù)領域的技術(shù)人員，在實用新型的實質(zhì)范圍內(nèi)，作出的添加、替換和 改型等，凡釆取等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本實用 新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種玉米剝粒機，主要由機座、空心滾筒、端蓋、玉米輸送裝置組成，其特征在于所述的空心滾筒分為階梯段、羅紋段和切削段，三段固定連在一起，空心滾筒切削段的入口作為切削刀口，安裝有板齒，空心滾筒帶動板齒轉(zhuǎn)動，板齒推動玉米果穗作螺旋運動，階梯段與機座上的軸承相配合，并通過兩端軸承端蓋固定，空心滾筒的出口處為羅紋段用銷釘與皮帶輪連接，通過皮帶輪帶動空心滾筒旋轉(zhuǎn)；空心滾筒的切削刀口外固定安裝有玉米輸送裝置，玉米輸送裝置由座體、轉(zhuǎn)輪和V型壓料板構(gòu)成，座體與機座固定相連，座體的立板上設有四個孔用于安裝螺紋桿以及與螺紋桿相連的橡膠輥子組成，橡膠輥子在螺紋桿上可以自由轉(zhuǎn)動，壓料板通過活動連桿及彈簧與座體相連接，壓料板通過彈簧的調(diào)節(jié)來夾緊將要剝的不同大小直徑的玉米。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的玉米剝粒機，其特征在于上述空心滾簡的階梯 段較羅紋段和切削段直徑大。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的玉米剝粒機，其特征在于上述機座下部為支撐 部分，上部為簡狀的機架，內(nèi)部用軸承與空心滾簡相連接，兩端由軸承端蓋固 定。
專利摘要本實用新型的一種玉米剝粒機，主要由機座、空心滾筒、端蓋、玉米輸送裝置組成，空心滾筒分為階梯段、羅紋段和切削段，三段固定連在一起，切削段的入口為切削刀口，安裝有板齒，并帶動板齒轉(zhuǎn)動，板齒推動玉米果穗作螺旋運動，階梯段與機座的軸承相配合，并通過兩端軸承端蓋固定，羅紋段為出口處用銷釘與皮帶輪連接，通過皮帶輪帶動空心滾筒旋轉(zhuǎn)；切削刀口外固定安裝有玉米輸送裝置，由座體、轉(zhuǎn)輪和V型壓料板構(gòu)成，座體與機座固定相連，座體的立板上設有四個孔用于安裝螺紋桿以及與其相連接的橡膠輥子組成，橡膠輥子在螺紋桿上可以自由轉(zhuǎn)動，壓料板通過活動連桿及彈簧與座體相連接，通過彈簧的調(diào)節(jié)來夾緊將要剝的不同大小直徑的玉米。
文檔編號A01F12/18GK201294767SQ2008201607
公開日2009年8月26日 申請日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者仲高艷, 何揚清, 楊井華, 顧紅艷 申請人:南京農(nóng)業(yè)大學