专利名称：玉米脱粒机及玉米脱粒方法玉米是中国的三大粮食品种之一。我国年种植玉米面积达到3000万公顷，主要分布在东北和华北玉米主产区以及西南西北的一部分地区。每年秋收后，人们要对玉米进行脱粒加工。目前，玉米脱粒的方式主要有机动脱粒和手工脱粒两种。常见的机动脱粒方式有直接将玉米棒子倒入滚筒内打碎，再用风力进行清选； 或者采用在立式锥轴上固定按螺旋线状排列的钉齿进行脱粒；或者在机架上固设一个外层为塑性的轧滚，脱粒时，手工将玉米棒一个一个地喂入进料，极容易发生危险，安全性不能保证。所有这些方式的脱粒效率低，能源消耗大，而且在使用上有很大的局限。手工脱粒方式一般是指用扁担或用手工搓玉米，费时费力，脱粒效率更低，劳动强度也更大，极其不适应农业现代化生产的需求。
为解决上述现有玉米脱粒机存在的效率低、劳动强度大、不安全的技术问题，本发明提供一种生产效率高、劳动强度小、安全性高的玉米脱粒机及其玉米脱粒方法，其采用旋转挤压的玉米脱粒方式，利用切向力进行脱粒，脱粒干净，脱粒后的玉米粒、玉米芯完整，无需再次进行风力清选。本发明的玉米脱粒机包括机架、电机、脱粒齿盘、定心套、推杆、螺旋轮和料斗。其中，电机安装在机架的下方，脱粒齿盘安装在机架的上方，定心套设置在机架上并位于脱粒齿盘与推杆之间，推杆设置在一个由螺旋轮驱动的滑动台上，电机通过皮带传动分别驱动脱粒齿盘和螺旋轮旋转，推杆的前端固设有玉米棒夹持机构(如顶针、齿或夹)，脱粒齿盘、 定心套和推杆同轴相对正，料斗设置在机架上方，料斗的出口对准脱粒齿盘与定位套之间的区域。本发明使用上述玉米脱粒机进行玉米脱粒的方法包括玉米棒由料斗的出口落入脱粒齿盘与定位套之间的区域，玉米脱粒机的推杆利用其夹持机构夹持住(如用顶针刺入)玉米棒一端，螺旋轮旋转推动推杆向脱粒齿盘水平移动，推杆穿过定心套将玉米棒逐渐送入旋转的脱粒齿盘中，脱粒齿盘上的齿与玉米棒接触并产生切向力，使玉米粒从玉米棒上脱离，玉米粒落在定心套与脱粒齿盘之间的下方并被收集，玉米芯从脱粒齿盘中穿过被送出，玉米粒与玉米棒完全分离。本发明采用上述技术方案所取得的有益技术效果为无需将玉米棒整个打碎，而是采用旋转挤压的方式，利用切向力进行脱粒，脱粒后的玉米粒和玉米芯完整，无需再次进行风力清选；在确保玉米粒与玉米芯完全分离的同时，能耗低、效率高、安全性好。本发明的玉米脱粒机结构简单，生产成本低，其脱粒方法实施简单，极大地减轻了劳动强度，因此适用范围广泛，具有较大的经济效益和社会价值。图I是本发明的玉米脱粒机的结构透视示意图；图2是本发明的玉米脱粒机通过挤压旋转实现玉米脱粒的原理图；图3是本发明的玉米脱粒方法的受力分析图。图中1_脱粒齿盘 2_定心套 3_推杆 4_螺旋轮 5_料斗6_玉米棒
作进一步详细的描述。参见图1，本发明的玉米脱粒机包括机架、电机、脱粒齿盘I、定心套2、推杆3、螺旋轮4和料斗5。其中，电机安装在机架的下方，当然也可以安装在机架的上方。脱粒齿盘I 安装在机架上方的一端，定心套2设置在机架上并且位于脱粒齿盘I与推杆3之间，推杆3 设置在一个由“8”字螺旋轮4驱动的滑动台上，螺旋轮4设置在机架上。电机通过皮带传动分别驱动脱粒齿盘I和螺旋轮4旋转，当然电机也可以通过其它传动机构例如齿轮箱直接驱动脱粒齿盘I和螺旋轮4旋转。推杆3的前端装设有玉米棒夹持机构，如顶针、齿或夹， 利用顶针刺入(或用齿、夹夹持住)玉米棒的一端以便于固定住玉米棒。脱粒齿盘I、定心套2和推杆3轴线相同且相对正。料斗5设置在机架上方，料斗5的出口对准脱粒齿盘I 与定位套2之间的区域。料斗5中的排列整齐的玉米棒依次通过料斗出口由推杆3推入脱粒机构——脱粒齿盘I。参见图2，本发明将脱粒齿盘I上的齿设在脱粒齿盘I的前端，即玉米棒穿入脱粒齿盘I时首先接触脱粒齿盘I的前端部，而不是设在脱粒齿盘的中空内壁上。本发明这样设计，除了能够保证脱粒齿盘I的齿与玉米棒上的玉米粒在整个周向上良好接触、保证脱粒干净之外，而且给已经脱离玉米芯的玉米粒留出向下落的空间，不至于造成玉米粒堵塞而被挤压和损坏。相反，若将齿设在脱粒齿盘的中空内壁上，由于先脱离玉米芯的玉米粒被集中在脱粒齿盘的内壁与玉米芯之间，极易形成玉米粒的堵塞，不仅容易造成玉米粒被挤压和损坏，而且已经脱离玉米芯的玉米粒没有好的下落空间而不便于下落排出。参见图I和图2，本发明使用上述玉米脱粒机进行玉米脱粒的方法，包括以下步骤玉米棒由料斗5的出口落入脱粒齿盘I与定位套2之间的区域，玉米脱粒机的推杆3利用其顶针刺入玉米棒一端，螺旋轮4旋转推动推杆3向脱粒齿盘I水平移动，推杆3穿过定心套2将玉米棒推入旋转的脱粒齿盘I中，继续推进使玉米粒与脱粒齿盘I上的齿接触并受到挤压，玉米棒6与脱粒齿盘I的相对旋转运动使玉米棒6上的玉米粒受切向力，使玉米粒从玉米棒上脱离开来，玉米粒落在定心套2与脱粒齿盘I之间的下方并被收集，玉米芯从脱粒齿盘I中穿过被送出，玉米粒与玉米棒完全分离。图2中的水平箭头表示推杆3的移动方向，旋向箭头表示脱粒齿盘I的旋转方向。优选地，脱粒齿盘上的齿为直齿、锥形齿或渐开线齿等。脱粒齿盘的中空直径与玉米棒的直径相适应，而且脱粒齿盘的中空直径可以根据玉米棒的粗细自动调节，以适应不同直径的玉米棒，或者可以根据玉米棒的粗细选择安装相应的脱粒齿盘。优选地，推杆3端部的顶针也可以替换为齿或夹，用于夹持玉米棒并防止其旋转。参见图3，玉米粒受轴向推力F1和切向力Fz的作用，其中轴向推力F1为将玉米棒推入的力，切向力FzS玉米粒和脱粒齿盘间产生的摩擦力，脱粒齿盘由驱动力产生的扭矩T 驱动旋转。下表为几组玉米进行脱粒时的受力测试数据
力轴向力F1(N)切向力Fz(N)扭矩T (N · M)第一组玉米35. 433. I3. 7第二组玉米34. 828. 73. 2第三组玉米40. 329. 43. 3 从大量试验数据可见，对样品干玉米，其脱粒所需最大轴向力F1 = 40. 3N，切向力脱粒力Fz = 33. IN，最大扭矩T = 3. 7N · M，因此，本发明采用的脱粒方法所需脱粒功率小。


一种玉米脱粒机，包括机架、电机、脱粒齿盘(1)、定心套(2)、推杆(3)、螺旋轮(4)和料斗(5)。定心套设置在脱粒齿盘与推杆之间，推杆设置在由螺旋轮驱动的滑动台上，电机分别驱动脱粒齿盘和螺旋轮旋转，推杆前端设有玉米棒夹持机构，脱粒齿盘、定心套和推杆同轴相对正，料斗出口对准脱粒齿盘与定位套之间区域。本发明的玉米脱粒方法，利用推杆将玉米棒穿过定心套推入旋转的脱粒齿盘，脱粒齿盘的齿与玉米粒间产生切向力使玉米粒从玉米棒上脱离开来，采用旋转挤压进行脱粒，脱粒干净，脱粒后的玉米粒和玉米芯完整。该玉米脱粒机结构简单，分离后的玉米粒干净无残渣，玉米芯完整易收集，脱粒所需功率小，节能环保，适用于家庭和企业。