基于绘图软件的葵花脱粒机的设计

王立恒 张峰 孟泽 李媛媛

摘 要：在向日葵生产过程中向日葵收获是关键的环节，而向日葵脱粒则是收获的重要一环，它决定了向日葵花盘的破损程度和籽粒的含杂率。经过充分的调研发现，现有的脱粒机存在着机型大，适应性差等问题，无法适应我国葵花种植在小块地和山地等地势现状。因此设计了一款操作简便、脱粒质量高、效率高、破碎率≤1%的葵花脱粒机。结合实际生产效率，在满足使用性能的前提下，力争结构简单，使用操作方便，坚固耐用，在农村使用配套动力来源广泛。

关键词：葵花脱粒机；向日葵脱粒；破碎率；结构设计

引言

农作物的脱粒是收获中重要的環节，脱粒的效率关系着产品收获时间，在秋收阶段时间非常宝贵。脱粒的破碎率决定农民经济收入。葵花籽的质量将影响瓜子的贮藏和下一年葵花种子的发芽率。因此，在引进国外先进技术的基础上，优化提高葵花脱粒机的效率，使脱粒质量高，破籽率低。同时降低机身重量，减少能量的消耗，增加机器寿命，减少生产价格对减轻农户的劳动强度有重大意义。

1葵花脱粒机的总体设计

1.1 葵花脱粒和分离方式的选定

揉搓式脱粒是指葵盘进入凹形栅板和表面带螺旋纹理的橡胶材料制成的脱粒辊之间通过挤压、摩擦等方法，使葵花粒从葵盘上脱落。揉搓式脱粒机的特点是：生产效率高，能量消耗低，劳动强度低，操作安全方便等[2] 。揉搓式脱粒原理示意图见图1。

1-脱粒辊，2-凹栅网，3-葵花盘

筛分式是指脱落下来的葵花粒，通过筛子或者振动筛网，将脱落的葵花粒与破碎的葵盘、花絮等杂质分离开的方法。该方式的特征是效率高，分离率高，适应性强等。

1.2 葵花脱粒机整体结构与工作原理

葵花脱粒机主要由动力传动机构、脱粒装置、筛分装置、外壳、机架和进料出料部件组成。筛分装置是由筛网和葵花籽收集口等组成，通过振动筛的振动，葵花粒通过筛网分离，得到干净的葵花粒，整体机构图见图2。

1-机架，2-凹栅网，3-第二带轮，4-第三带轮，5-轴承及轴承支座，6-第一带轮，7-第一筛摇杆，8-振动筛，9-外壳，10-第二筛摇杆，11-弹簧调节装置，12-第四带轮，13-第五带轮，14-葵花籽收集口，15-出料口，16-偏心轮，17-锥齿，18-脱粒辊，19-入料口，20-振动筛摇杆

如图2所示，拖拉机经过带传动方式将动力传递给第一带轮6，然后将动力传递给第三带轮4。若用电动机作为动力源，动力可通过皮带传动直接传递到第三带轮4，第三带轮4带动脱粒辊18旋转，同时带动锥齿17转动，经过第四带轮12和第五带轮13带转动降速后带动偏心轮16旋转，最后通过振动筛摇杆20运行，带动振动筛8做往复运动。

2 脱粒装置的设计及确定

脱粒装置的组成部分有弹簧调节装置、凹栅网和脱粒辊等。其中，脱粒辊是由硬质橡胶按照一定的排布顺序安装在辊轴上组成；凹栅网是有若干根圆钢筋折弯成圆弧形排列而成；弹簧调节装置是用来调节凹栅网和脱粒辊之间的间隙。

2.1 脱粒辊的选型

对于葵花脱粒机设计的关键部件而言，脱粒辊的结构现状选定与设计较为重要，因为脱粒辊的结构直接影响到葵花脱粒机的脱粒效率、杂质含量等。脱粒辊的结构形状图见图3。

图3 脱粒辊的结构形状图

（a）带齿钉式脱粒辊；（b）纹杆开式脱粒辊；（c）螺旋型闭式脱粒辊

通过查阅相关资料和文献，目前的脱粒辊的结构形状，有上图所示几种形式。其中c形式的辊，是b型脱粒辊做了改进之后而得到的，这种脱粒辊具有损伤率低，脱粒效率高，以脱粒辊旋转传动的输送原理，葵花盘脱粒后能够较好的将其排出，避免了葵花盘卡在脱粒滚筒中而不能排出的问题[4] 。

脱粒辊选用c形式辊，将圆形螺旋纹理的硬质橡胶按照螺旋线形式等距排布安装在辊轴上。

2.2 脱粒滚筒的设计

脱粒滚筒尺寸：脱粒辊的长度L应该在1000mm～1500mm范围内，本设计选取脱粒辊的长度L=1200mm。

葵花葵盘的厚度一般在15～25mm的范围内，葵花盘上的葵籽要想完全被揉搓下来，就须保证葵花盘的厚度小于等于脱粒辊辊条的直径大小，因此，选取20mm为脱粒辊辊条的直径。

2.3 凹栅网和弹簧调节装置的选型

通过查阅资料文献，选取相关参数如下：用直径10mm的钢筋做为栅条材料；凹栅网和脱粒辊之间的间隙为30mm，即以R=205mm的弧长半径进行弯曲成型；栅条之间距离最佳的范围是10mm-15mm之间，取栅条之间距离为10mm；通过焊接方式固定栅条；栅条的个数为60个。

3.筛分装置的选型

筛分装置主要包括筛网、振动机构和振动筛悬挂机构等。筛体由1mm厚的薄钢板焊接而成的，筛网由相互交错的细钢丝构成，共有两层，用来分离大小不一的杂质，振动机构的摇杆一端与偏心轮连接，另一端与振动筛连接。筛分装置的结构图见图4。

图4 筛分装置的结构图

4结语

论文主要围绕葵花脱粒机的结构设计为中心撰写，通过调研分析发现现有的脱粒机存在着机型大，成本高，农户无力购买，适应性差等问题，无法适应我国葵花种植在小块地和山地等地势现状。因此，在现有葵花籽脱粒机的基础上进行了机械结构优化设计，选定方案后基于实用的原则，从满足任务书中的需求出发，进行结构设计、尺寸设计，整体装配设计。确定了葵花脱粒机的整体结构。

参考文献：

[1] 杨英芸，李春花.油葵脱粒分离机的设计[J].湖南农机，2014，41（01）：55-56.

作者简介：

王立恒，1998年4月，青岛黄海学院 智能制造学院 机械设计制造及其自动化专业 本科在读。

（作者单位：青岛黄海学院 智能制造学院）