低破碎玉米种子脱粒机的研制

甘肃畜牧工程职业技术学院 李宁 王子凡

1 脱粒机的工作原理及流程研究

目前，脱粒机的工作原理主要指的是利用仿人手模式对玉米种子进行剥离，通过机械中螺旋状板齿和玉米之间的摩擦使玉米种子被自动剥离。一般情况下，工作人员将一定量的玉米放入脱粒机入口处，玉米随着重力的作用向下运行，而后随着螺旋轴的转动进行横向移动，在经过螺旋状板齿和平状板齿的摩擦和剥离后，可以将玉米种子从玉米当中剥离出来，经过振荡将玉米种子和玉米棒完全分离。随后被剥离的玉米种子通过凹板被排至排芯口。凹板的快速转动可以使完整脱粒的玉米种子进入排芯口。通过高速转动使完整的玉米种子受到离心力的作用从而进入脱粒机的排芯口，流程如下：入口处→滚筒→凹板→排芯口。

脱粒机的工作流程主要是通过脱粒机的各种运行步骤来完成的。目前，我国低破碎玉米种子脱粒机需要对脱粒机内部的螺旋状板齿长度、宽度、间距进行试验调节，这样才能针对不同种类的玉米进行完整脱粒。螺旋状板齿的调节、凹板速度的控制都会对脱粒机的脱粒成果产生影响。脱粒机的工作原理主要是通过摩擦和离心力来实现的，高强度的摩擦可以使玉米种子快速从玉米上脱落，高速离心可以使玉米种子和玉米进行分离。因此，脱粒机主要是通过物理作用对玉米进行脱粒。除了物理因素影响外，玉米本身的湿度对脱粒效果也会产生影响，湿度较大的玉米种子容易在脱粒机中碎掉，因此，需要将玉米中的水分保持在15%～20%，这样才能保证玉米种子不发生高频率的破碎。此外，湿润度较大的玉米种子也可以通过烘干的方式进行干燥，只要湿度达标，脱粒机就可以实现低破碎玉米种子脱粒。由此可见，玉米种子的脱粒需要结合湿度、机械运转速度、轴距等因素。

2 脱粒机的部件构成分析

由于脱粒机的部件构成直接决定了脱粒机的功能，如若想要提升玉米种子的脱粒率就必须从脱粒机的滚筒、凹板、排芯口等部件进行提升。以下从三个角度对脱粒机的部件构成展开分析。

2.1 从滚筒角度分析

脱粒机的滚筒作用主要是将玉米投入到脱粒机后，调整滚筒的转速，使滚筒中的螺旋状板齿和平状板齿充分与玉米进行接触，玉米通过与螺旋状板齿进行摩擦使玉米种子与玉米分离。通常情况下，脱粒机滚筒的转速决定着螺旋状板齿与玉米之间的摩擦力，因此，要科学合理地调整转速，使脱粒机实现功率最大化。脱粒机的滚筒转速一般保持在3m/s，这种速度可以将玉米和滚筒之间进行充分摩擦进而使完整的玉米粒脱落。

滚筒是构成脱粒机的重要组成部分，滚筒的转速是由滚筒的中轴决定的，中轴可以带动滚筒进行转动。中轴上配备着很多螺旋状板齿和平状板齿，螺旋状板齿和平状板齿可以将玉米种子从玉米中脱粒下来。在玉米脱粒初期，玉米应和螺旋状板齿充分接触进行种子脱落，在玉米脱粒后期，玉米应和平状板齿进行充分接触使种子脱落。这样可以保证玉米种子的完整程度，螺旋状板齿可以快速与玉米发生摩擦，使玉米种子和玉米分离，而平状板齿可以使已经开始脱粒的玉米进行种子分离，如若长时间使用螺旋状板齿就会发生玉米种子大面积破碎的情况。因此，应把螺旋状板齿安排在中轴的前段，平状板齿安排在中轴的后段，这样可以防止玉米种子出现大面积破碎。螺旋状板齿的密度应大于平状板齿的密度，因为螺旋状板齿可以使玉米松动，需要以强大的摩擦力作为外援。平状板齿就是将残缺的玉米进行下一步种子剥离，需要稀疏的板齿对其进行摩擦，否则就会因为摩擦力过大而导致玉米种子的破碎。

由此可见，滚筒是玉米进行玉米种子剥离的首道工序，需要工作人员根据玉米的种类、玉米的大小对滚筒内的参数进行调节。合理的滚筒参数可以极大地减少玉米种子的破碎率。

2.2 从凹板角度分析

脱粒机的凹板主要指的是与滚筒相连接的，使玉米和玉米种子完全筛离的部分。凹板就是一个凹进去的槽，通常情况下，在玉米经过滚筒后，玉米和玉米种子已经处于分离状态，但由于玉米芯和玉米种子还混合在一起，因此需要将玉米芯和玉米种子进行分离。凹板部件里面有一层漏网，这种漏网可以使玉米种子在旋转的过程中将玉米种子透过网进行过滤。过滤后的玉米种子可以直接进行装袋和其他用途。凹板的网孔大小是决定玉米种子是否能通过的关键因素，网孔过小会导致玉米种子无法透过滤网，无法实现玉米种子和玉米芯分离。凹板的网孔过大会导致脱落下来的完整玉米粒和破碎玉米粒同时通过网孔，这就增加了玉米种子筛选的后期难度。凹板的直径一般为3cm，3cm的直径可以降低夹带损耗，由于玉米种子破碎会对夹带造成损耗，而合适的凹板直径可以避免此类问题的发生。

凹板的转动速率会直接对玉米种子的生产率产生影响。凹板是直接与滚筒相连接的部件，滚筒的高速转动无疑也需要带动凹板进行高速转动。凹板部件中有一个类似于储存玉米种子的部位，通过这个部位可以将剥离的玉米种子和玉米芯进行收集。由此可见，凹板的转动速率和凹板的内径是决定玉米种子是否能实现低破碎要求的重要指标。目前，我国低破碎玉米种子脱粒机的重难点一直卡在凹板部件中，长时间以来难以突破。如若想要实现真正意义上的低破碎玉米种子脱粒就要对凹板部件的运行速度和内径厚度进行深入分析，只有这样才能克服凹板部件中最为核心的难点。

2.3 从排芯口角度分析

脱粒机的排芯口，顾名思义，就是将脱粒后的玉米芯直接排除的部件。玉米置入脱粒机后，经过一系列的运作，玉米会与玉米种子分离，分离后玉米种子会经过凹板排除脱粒机，但玉米芯会储存在脱粒机内部。为了解决玉米芯在脱粒机中的大量存储问题，相关工作人员设计了排芯口，在脱粒机内储存一定量的玉米芯后，排芯口会快速打开，让玉米芯排出脱粒机。脱粒机中排芯口的打开速度和开口程度是由玉米芯的大小和数量决定的。较大的玉米芯会使排芯口支撑的大些，较大的转矩会使排芯口的动作大。较小的玉米芯会使排芯口的打开速度快且开放时间短，这也是为了避免玉米种子泄露而设定的。

排芯口的设计在某种程度上满足了低破碎玉米种子的脱粒要求。目前，低破碎玉米种子脱粒机对排芯口部件的设计也较为重视，通常情况下，技术人员针对玉米的种类和湿润程度进行划分，不同程度的玉米设置不同类型的转矩，这样就能间接有效地控制排芯口的开合时间。合理的排芯口开合时间是玉米种子脱粒完整的保证，一般情况下，排芯口开合时间过短，会导致排芯口的玉米芯无法完全排出。排芯口开合时间过长，会导致脱粒后的玉米种子也飞溅出来。由此可见，脱粒机排芯口的设置是非常重要的，需要技术人员根据脱粒玉米情况的不同进行机械数据调整，只有这样才能避免出现不必要的脱粒损失。目前，低破碎玉米种子脱粒机中也存在自动排芯口，这种排芯口与传统的排芯口相比，具有比较先进的自动感应技术，它不需要玉米芯自行进行置顶，而是通过感应技术来决定排芯口开合的时间与高度。这样可以大大降低排芯口的工作频率。自动排芯口逐步占领低破碎玉米种子脱粒的市场，先进的科学技术为脱粒工程带来了便利。因此，低破碎玉米种子脱粒智能化会成为机械化发展的主要方向。

3 脱粒机主要功能指标分析

目前，引入3TJYJ-12t/h 型号低破碎玉米种子脱粒机，将16%湿度的玉米种子放入此型号的机器中，将低破碎玉米种子脱粒机打开后，将滚筒的转速设定在3m/s，将凹板的内径设置在350mm，将排芯口的转矩设置为12，将3TJYJ-12t/h 型号的低破碎玉米种子脱粒机正常运转30 分钟后，观察脱粒机的主要功能指标（如表1 所示）。

表1 脱粒机的主要功能指标分析

由表1 可以得出，3TJYJ-12t/h 型号低破碎玉米种子脱粒机对玉米种子的损耗非常低，并且其生产量也很高。通过以上数据可以表明，脱粒机如若想实现低破碎玉米种子的脱粒，就必须结合脱粒玉米的种类和玉米的湿度对脱粒机进行合理化调整，通常情况下，是对脱粒机滚筒和凹板的调整。滚筒和凹板是对玉米种子进行脱粒的主要环节，滚筒就是将玉米和玉米种子进行分离的环节，凹板就是将玉米芯和玉米种子进行分离的环节，这两大环节在某种程度上代表着脱粒机的核心生产力。由此可见，我国低破碎玉米种子脱粒机的研制需要对脱粒机进行手动调整，这样可以实现玉米种子脱粒最大化。虽然我国低破碎玉米种子脱粒机已发展至一定阶段，但其中也存在不足，比如，必须在特定湿度下才能对玉米实现脱粒，并且，我国大部分脱粒机都没有烘干部件，这也是我国脱粒机实现低破碎玉米种子脱粒的一大障碍。相关技术人员应将烘干部件与脱粒机进行整合，这样可以避免因湿度不符合而导致的玉米剥落破碎的问题。对于烘干部件，可以采用电阻丝加热的方式对脱粒机进行烘干，并且通过智能数据显示对玉米烘干程度进行实时数据显示。

低破碎玉米种子脱粒机的研制是粮食缺口需求的必然结果。对于低破碎玉米种子脱粒机中存在的问题，技术人员应从湿度、转速、功率等多个角度进行提升，这样才能使低破碎玉米种子的脱粒精准实现。

4 小结

综上所述，新型螺旋低破碎玉米种子脱粒机具有可调节的螺旋状板齿和平头板齿。可调节的螺旋板齿可以使机器与玉米充分接触，可提升玉米种子的脱粒程度。因此，可调节的低破碎玉米种子脱粒机的研发是玉米种子脱粒的一大福音。