5TYJ-40-155型玉米脱粒机研制与开发

杨晶

玉米脱粒机是提高玉米生产效率的重要手段。我国现有的玉米脱粒机种类很多，但普遍存在效率低、破碎率高等问题。我们研制开发的5TYJ-40-155型玉米脱粒机，在设计和制造中对主要部件又进行了改进完善，使其结构更加趋于合理，性能又得到进一步提升。该机具有破碎率低、对玉米籽粒损伤小、脱净率高、清机方便、使用方便等优点，脱粒后的玉米芯可再次利用，破损率非常低。使用结果表明，该机性能良好，适于在农村家庭、小型养殖场大量使用。解决原始手搓玉米脱粒难题，减轻农民劳动强度。

1 5TYJ-40-155型玉米脱粒机结构、工作原理及主要技术参数

1.1结构

该新型玉米脱粒机是由机架、纹杆滚筒、玉米喂送组件、栅格式凹板（弧形限位筛）、出料口（输料组件）、限位件、电机等机构组成。

1.2工作原理

玉米脱粒机工作时，玉米穗由进料口倾斜板喂入，倾斜板前端由限位件限制玉米穗弹出，玉米穗进入脱粒室后，由于其直径大于栅格凹板与纹杆滚筒之间的间隙，被卡在栅格凹板两根钢筋之问，然后快速旋转的滚筒纹杆将玉米强行脱粒。玉米粒在重力作用下通过凹板缝隙降落到筛片上进行二次除杂，然后沿筛片斜面即脱粒机出口处排出，出口处安装活动挡板防治玉米粒喷溅。玉米芯由于直径小于栅格凹板与纹杆滚简之间的间隙，在滚筒的圆周惯性力作用下，从机体另一侧排出，达到分离的目的，完成脱粒工作。

1.3主要技术参数

配套动力：1.8～2.2千瓦;主轴转速：1400转/分钟;滚筒直径：155毫米;滚筒长度：400毫米;电源电压：220伏;生产率：1000-6000公斤/小时。

1.4技术路线

玉米喂入组件脱粒室栅格凹板纹杆滚筒筛片输料组件（玉米粒和玉米芯）。

2设计过程

脱粒滚筒安装在机架上部，由纹杆滚简组成。纹杆滚筒由转动轴、圆筒、纹杆组成，4个纹杆等距离焊接在圆筒表面，主要作用为驱动玉米穗转动。转动轴一端安装皮带轮，动力通过三角带驱动脱粒滚筒转动。栅格凹版由间隔相等的钢筋焊接而成，主要作用是脱掉玉米粒。栅格凹版与纹杆滚筒之间的间隙小于玉米穗直径，大于玉米芯直径。脱掉后的玉米粒和杂质通过栅格凹版间隙落到有一定倾斜度的筛片上，将玉米粒和杂质分离，达到清选目的。玉米芯在纹杆滚筒圆周力带动下通过栅格凹版和纹杆滚筒间隙排出机体另一侧，完成脱离工作。玉米喂送组件是一个安装在机架上的矩形框，其上表面垂直于脱粒滚筒的两侧边沿分别设置有向内延伸的倾斜板件和平行板件。限位件主要作用是限定玉米穗位置的部件，保证玉米穗在被脱粒的过程中保持在圆筒与限位件之间。输出组件设置在栅格凹版的下方，包括由三个面构成的边框和有一定斜度的安装在下面的筛片组成。玉米芯输出部的一个侧边与玉米粒输出部相对的端部固定连接，并倾斜地向上方延伸。

3技术创新点

玉米喂送组件安装在纹杆脱粒滚筒上方，纹杆脱粒滚筒下方安装的栅格凹版，主要用于玉米脱粒和玉米穗限位。在玉米喂送组件与纹杆脱粒滚筒之间设置有用于玉米穗脱粒过程中所在位置的限位件。脱粒滚筒采用纹杆滚筒，四个纹杆等距离焊接在圆筒上。纹杆滚筒与弧形栅格凹板之间的间隙小于玉米穗直径，大于玉米芯直径。

4国内外生产的玉米脱粒机现状

4.1国外研究现状分析

从1785年苏格兰人朱梅克（AndrewMeikle）发明了第一个回转滚筒脱粒装置，人们对种子玉米脱粒装置做了大量的试验和研究，不断开发出新的种子玉米脱粒装置。1815年美国开发出世界上第一台专用于玉米脱粒的手工操作玉米脱粒机。该机的脱粒部分主要由装有钉子的盘型脱粒装置构成，通过手摇曲柄来转动一个安装有钉子的盘片。脱粒时，操作员一边摇动曲柄来旋转盘片，一边使盘片紧压玉米穗，这个盘片就从玉米芯上把籽粒脱落下来。

加拿大的Agriculex公司研制了用于单穗种子玉米脱粒的SCS-2型种子玉米脱粒机，它由3个包有橡胶的并以相同方向不同速度旋转的辊子组成，在3个差速旋转的辊子所产生的摩擦力作用下，玉米籽粒被脱落下来。该机不伤胚芽、不断玉米芯，具有破碎率低、未脱净率低及适应性强等特点。

美国AEC group公司生产的HIS-48型挤搓式种子玉米脱粒机，脱粒性能好，对不同类型种子玉米的适应性强，种子破碎率相对打击式种子玉米脱粒机小，在欧洲及美国等发达国家应用普遍。该机生产率高（10～12吨/小时），破碎率0.8%左右，但体积庞大，价格昂贵。到目前为止，国内引进了4台该机型，分别安装在湖北省襄樊正大种子公司（正大集团独资企业），中种集团——承德玉米种子加工中心，甘肃省酒泉登海先锋种子加工厂，全国农业技术推广服务中心承担的“948”项目，安装在山西省定襄县天元种子公司加工中心。

4.2国内研究现状分析

20世纪70年代初期，我国自行研制的冲击式原理玉米脱粒机得到了普及应用，当时以大、中型脱粒机为主。进入80年代后，农村开始实行家庭联产承包责任制，我国又相续研发了冲击式原理的一系列中、小型玉米脱粒机，以适应农户的生产需要。

80年代初期，我國开始推行实现种子生产专业化、种子加工机械化、种子质量标准化、品种布局区域化和以县为单位统一供种“四化一供”的种子体系，政府拨款从国外引进一批种子加工成套设备。1966年重庆市农机研究所陈官西开发采用搓擦式原理5TY-0.2型玉米脱粒机。2001年农业部规划设计研究院何晓鹏在消化吸收美国引进设备基础上进行自主研发的新型挤搓型玉米脱粒机，由北京西达农业工程科技发展中心、甘肃酒泉奥凯种子机械有限公司和北京市丰田种子机械厂在进一步改进的基础上生产出了各种系列挤搓式玉米脱粒机。2007年沈阳农业大学李心平研制出了差速式玉米脱粒机。

5脱粒机的市场前景

新机型与老式的脱粒机在原理上有很大的不同，新式脱粒机破碎率低，使用范围较广，脱净率也高，此外清机方便，体积较小，放置简单。在此之前，国内现有机型主轴转速高，采用的是靠高速轴上的钉齿打击玉米穗实现脱粒，籽粒破损严重。在玉米含水率18%时，国内实现技术指标：脱净率98%～99%，破损率1%～2%，主机易堵塞。本项目实施后技术指标：脱净率大于99.6%，破损率小于0.6%，主机不易堵塞，基本上接近国际水平，填补了国内空白。与老式脱粒机相比，玉米损失率降低了1%，特别适合农村家庭和小型养殖场使用，深受广大农民欢迎。