5TYJ-40-155型玉米脫粒機(jī)研制與開發(fā)

楊晶

玉米脫粒機(jī)是提高玉米生產(chǎn)效率的重要手段。我國現(xiàn)有的玉米脫粒機(jī)種類很多，但普遍存在效率低、破碎率高等問題。我們研制開發(fā)的5TYJ-40-155型玉米脫粒機(jī)，在設(shè)計和制造中對主要部件又進(jìn)行了改進(jìn)完善，使其結(jié)構(gòu)更加趨于合理，性能又得到進(jìn)一步提升。該機(jī)具有破碎率低、對玉米籽粒損傷小、脫凈率高、清機(jī)方便、使用方便等優(yōu)點，脫粒后的玉米芯可再次利用，破損率非常低。使用結(jié)果表明，該機(jī)性能良好，適于在農(nóng)村家庭、小型養(yǎng)殖場大量使用。解決原始手搓玉米脫粒難題，減輕農(nóng)民勞動強(qiáng)度。

1 5TYJ-40-155型玉米脫粒機(jī)結(jié)構(gòu)、工作原理及主要技術(shù)參數(shù)

1.1結(jié)構(gòu)

該新型玉米脫粒機(jī)是由機(jī)架、紋桿滾筒、玉米喂送組件、柵格式凹板（弧形限位篩）、出料口（輸料組件）、限位件、電機(jī)等機(jī)構(gòu)組成。

1.2工作原理

玉米脫粒機(jī)工作時，玉米穗由進(jìn)料口傾斜板喂入，傾斜板前端由限位件限制玉米穗彈出，玉米穗進(jìn)入脫粒室后，由于其直徑大于柵格凹板與紋桿滾筒之間的間隙，被卡在柵格凹板兩根鋼筋之問，然后快速旋轉(zhuǎn)的滾筒紋桿將玉米強(qiáng)行脫粒。玉米粒在重力作用下通過凹板縫隙降落到篩片上進(jìn)行二次除雜，然后沿篩片斜面即脫粒機(jī)出口處排出，出口處安裝活動擋板防治玉米粒噴濺。玉米芯由于直徑小于柵格凹板與紋桿滾簡之間的間隙，在滾筒的圓周慣性力作用下，從機(jī)體另一側(cè)排出，達(dá)到分離的目的，完成脫粒工作。

1.3主要技術(shù)參數(shù)

配套動力：1.8～2.2千瓦;主軸轉(zhuǎn)速：1400轉(zhuǎn)/分鐘;滾筒直徑：155毫米;滾筒長度：400毫米;電源電壓：220伏;生產(chǎn)率：1000-6000公斤/小時。

1.4技術(shù)路線

玉米喂入組件脫粒室柵格凹板紋桿滾筒篩片輸料組件（玉米粒和玉米芯）。

2設(shè)計過程

脫粒滾筒安裝在機(jī)架上部，由紋桿滾簡組成。紋桿滾筒由轉(zhuǎn)動軸、圓筒、紋桿組成，4個紋桿等距離焊接在圓筒表面，主要作用為驅(qū)動玉米穗轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動軸一端安裝皮帶輪，動力通過三角帶驅(qū)動脫粒滾筒轉(zhuǎn)動。柵格凹版由間隔相等的鋼筋焊接而成，主要作用是脫掉玉米粒。柵格凹版與紋桿滾筒之間的間隙小于玉米穗直徑，大于玉米芯直徑。脫掉后的玉米粒和雜質(zhì)通過柵格凹版間隙落到有一定傾斜度的篩片上，將玉米粒和雜質(zhì)分離，達(dá)到清選目的。玉米芯在紋桿滾筒圓周力帶動下通過柵格凹版和紋桿滾筒間隙排出機(jī)體另一側(cè)，完成脫離工作。玉米喂送組件是一個安裝在機(jī)架上的矩形框，其上表面垂直于脫粒滾筒的兩側(cè)邊沿分別設(shè)置有向內(nèi)延伸的傾斜板件和平行板件。限位件主要作用是限定玉米穗位置的部件，保證玉米穗在被脫粒的過程中保持在圓筒與限位件之間。輸出組件設(shè)置在柵格凹版的下方，包括由三個面構(gòu)成的邊框和有一定斜度的安裝在下面的篩片組成。玉米芯輸出部的一個側(cè)邊與玉米粒輸出部相對的端部固定連接，并傾斜地向上方延伸。

3技術(shù)創(chuàng)新點

玉米喂送組件安裝在紋桿脫粒滾筒上方，紋桿脫粒滾筒下方安裝的柵格凹版，主要用于玉米脫粒和玉米穗限位。在玉米喂送組件與紋桿脫粒滾筒之間設(shè)置有用于玉米穗脫粒過程中所在位置的限位件。脫粒滾筒采用紋桿滾筒，四個紋桿等距離焊接在圓筒上。紋桿滾筒與弧形柵格凹板之間的間隙小于玉米穗直徑，大于玉米芯直徑。

4國內(nèi)外生產(chǎn)的玉米脫粒機(jī)現(xiàn)狀

4.1國外研究現(xiàn)狀分析

從1785年蘇格蘭人朱梅克（AndrewMeikle）發(fā)明了第一個回轉(zhuǎn)滾筒脫粒裝置，人們對種子玉米脫粒裝置做了大量的試驗和研究，不斷開發(fā)出新的種子玉米脫粒裝置。1815年美國開發(fā)出世界上第一臺專用于玉米脫粒的手工操作玉米脫粒機(jī)。該機(jī)的脫粒部分主要由裝有釘子的盤型脫粒裝置構(gòu)成，通過手搖曲柄來轉(zhuǎn)動一個安裝有釘子的盤片。脫粒時，操作員一邊搖動曲柄來旋轉(zhuǎn)盤片，一邊使盤片緊壓玉米穗，這個盤片就從玉米芯上把籽粒脫落下來。

加拿大的Agriculex公司研制了用于單穗種子玉米脫粒的SCS-2型種子玉米脫粒機(jī)，它由3個包有橡膠的并以相同方向不同速度旋轉(zhuǎn)的輥子組成，在3個差速旋轉(zhuǎn)的輥子所產(chǎn)生的摩擦力作用下，玉米籽粒被脫落下來。該機(jī)不傷胚芽、不斷玉米芯，具有破碎率低、未脫凈率低及適應(yīng)性強(qiáng)等特點。

美國AEC group公司生產(chǎn)的HIS-48型擠搓式種子玉米脫粒機(jī)，脫粒性能好，對不同類型種子玉米的適應(yīng)性強(qiáng)，種子破碎率相對打擊式種子玉米脫粒機(jī)小，在歐洲及美國等發(fā)達(dá)國家應(yīng)用普遍。該機(jī)生產(chǎn)率高（10～12噸/小時），破碎率0.8%左右，但體積龐大，價格昂貴。到目前為止，國內(nèi)引進(jìn)了4臺該機(jī)型，分別安裝在湖北省襄樊正大種子公司（正大集團(tuán)獨資企業(yè)），中種集團(tuán)——承德玉米種子加工中心，甘肅省酒泉登海先鋒種子加工廠，全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心承擔(dān)的“948”項目，安裝在山西省定襄縣天元種子公司加工中心。

4.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析

20世紀(jì)70年代初期，我國自行研制的沖擊式原理玉米脫粒機(jī)得到了普及應(yīng)用，當(dāng)時以大、中型脫粒機(jī)為主。進(jìn)入80年代后，農(nóng)村開始實行家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制，我國又相續(xù)研發(fā)了沖擊式原理的一系列中、小型玉米脫粒機(jī)，以適應(yīng)農(nóng)戶的生產(chǎn)需要。

80年代初期，我國開始推行實現(xiàn)種子生產(chǎn)專業(yè)化、種子加工機(jī)械化、種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化、品種布局區(qū)域化和以縣為單位統(tǒng)一供種“四化一供”的種子體系，政府撥款從國外引進(jìn)一批種子加工成套設(shè)備。1966年重慶市農(nóng)機(jī)研究所陳官西開發(fā)采用搓擦式原理5TY-0.2型玉米脫粒機(jī)。2001年農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計研究院何曉鵬在消化吸收美國引進(jìn)設(shè)備基礎(chǔ)上進(jìn)行自主研發(fā)的新型擠搓型玉米脫粒機(jī)，由北京西達(dá)農(nóng)業(yè)工程科技發(fā)展中心、甘肅酒泉奧凱種子機(jī)械有限公司和北京市豐田種子機(jī)械廠在進(jìn)一步改進(jìn)的基礎(chǔ)上生產(chǎn)出了各種系列擠搓式玉米脫粒機(jī)。2007年沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)李心平研制出了差速式玉米脫粒機(jī)。

5脫粒機(jī)的市場前景

新機(jī)型與老式的脫粒機(jī)在原理上有很大的不同，新式脫粒機(jī)破碎率低，使用范圍較廣，脫凈率也高，此外清機(jī)方便，體積較小，放置簡單。在此之前，國內(nèi)現(xiàn)有機(jī)型主軸轉(zhuǎn)速高，采用的是靠高速軸上的釘齒打擊玉米穗實現(xiàn)脫粒，籽粒破損嚴(yán)重。在玉米含水率18%時，國內(nèi)實現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)：脫凈率98%～99%，破損率1%～2%，主機(jī)易堵塞。本項目實施后技術(shù)指標(biāo)：脫凈率大于99.6%，破損率小于0.6%，主機(jī)不易堵塞，基本上接近國際水平，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。與老式脫粒機(jī)相比，玉米損失率降低了1%，特別適合農(nóng)村家庭和小型養(yǎng)殖場使用，深受廣大農(nóng)民歡迎。