手动—电动组合式家用玉米脱粒机

赵强

研究背景

我的家乡在宁夏中卫，这里大面积种植玉米。我家每年都计划出70%的土地种植玉米。玉米不仅是一种粮食作物，而且还是一种经济作物。它耐干旱，抗倒伏，产量高，易管理。可是当玉米从田里收下来之后，人们现在还只能选择传统原始的落后方式给玉米脱粒，既费时，又费力，效率也低。于是，我就想设计一种手动

电动组合式家用玉米脱粒机。

玉米脱粒机应该具备的特点

脱粒机要具备一定的工作效率，使用操作要方便灵活。

脱粒机要容易制作，制造成本要低，可操作性要强。

产品的结构、组成、材料及工作状态要稳定、可靠，一定要确保人身安全。

不论在什么地点，以什么方式操作，玉米脱粒机都要节能、环保。

研制过程

制作原理模型。将外径65mm、高120mm的圆柱形金属罐（如某些饮料罐）改制成底端外径65mm、顶端外径55mm、高115mm圆台体，作为脱粒机的定子；选用一根长140mm、直径50mm的木棒，并在木棒的外圆上安装固定60mm长的铁钉10个，做成转子，也就是破碎钉齿。将带壳的花生放入这种简易的模型里，不断实验、分析、改进、完善，再制作出接近手动式的玉米脱粒机模型。

制作和改装脱粒机零部件及相关配套的材料。脱粒机的转子、定子为铸铁件，电机是从3台废旧洗衣机上拆卸的，功率分别为75W、90W和120W，废旧摩托车的电机1台，功率为8.2kW，支架及传动带等。

寻找实验场地，安装实验。

开展测定分析，整理实验数据。

完成手动玉米脱粒机的制作。

完成电动玉米脱粒机的制作。

主要技术参数测试分析

手动-电动组合式家用玉米脱粒机全部的零部件装置制作、安装完成后，我多次在我的指导教师及家长的协助下，分别在手动方式操作和电动方式操作情况下，对玉米脱粒机的人机疲劳强度、加工玉米粒与玉米棒的质量、电动机功率配套瓦数及转数、手动及电动脱粒方式的效率等参数认真地进行了测试、分析、对比、记录，最终选择确定了其中主要的数据方案。

系统的机械结构、工作原理及主要参数

家用玉米脱粒机总体组成与工作原理

玉米脱粒机由入料口、玉米夹具、转盘钉齿、左右机架、前后机壳、机壳挡板、出料口、电机、主支架、加长支架腿、主动轮、被动轮、传动带、安全防护罩及控制开关、电源导线等部分组成。其中转盘钉齿和玉米夹具是2个关键零部件。零件壁厚5-7mm，用金属铸造加工而成，它的几何形状与玉米棒的锥体相似，用它充当加工物品的锥形夹持器，其下面连接到半圆形的底板上。2个夹板有专设的活动夹块，具备方便、灵活、安全等优点，不论是手动、电动都能顺畅地完成玉米棒的脱粒。

手动-电动组合式的玉米脱粒机的主要参数

电机功率：P=145W

手动生产量：120kg/h

电动生产量：230kg/h

外形尺寸：长×宽×高=

60cm×35cm×65/90cm

总重：22.5kg

脱粒机结构见图1，实物照片见图2。

主要创新点

脱粒过程柔和，成品率高。本机具有高脱净率和低破碎率，从而最大程度地减少了脱粒过程中的粮食损耗，确保经济效益最大化。

加工效率高，电动脱粒每小时可加工230kg玉米。

100%保证不会打烂玉米籽粒，同时也能保证玉米棒不烂芯。

成本低、功能强、操作简单方便、省力、省时、实用性强。

系统功率消耗低，即使在无电条件下，也能手动工作。

维护简便，重量轻，搬运方便，可快速更换零配件。

进一步完善作品的设想

改用转速高、横截面小的三相电动机，这样的动力源可大大提高脱粒的效率，也能提高脱粒机的生产量。

将玉米脱粒机的底座与支架的安装孔加工设计成长槽型的，安装、维修更方便，效率更高，同时也便于使用不同长度的传动皮带，调整松紧度或更换皮带也更方便。

将作品的外观几何尺寸、重量、材料进一步优化，能少则少，能轻则轻，能小则小，使产品更加精致美观大方。