1 玉米脱粒机开发的目的、意义
1.1玉米机械化脱粒存在的高破、高损率问题
玉米是全世界的主要粮食和饲料作物，具有单产量高，总产量稳定的特点被称为“饲料之王”。我国是世界上玉米生产第二大国，仅次于美国。在我国，玉米是仅次于小麦的主要粮食作物，其种植面积和产量居秋粮作物之首，成为农业主要的经济作物之一。玉米种植面积一直处于稳步上升的状态。玉米已经发展成为粮食、饲料、经济兼用作物，新世纪兴起了以玉米为原料的乙醇燃料工业， 玉米在国际贸易中占有越来越重要的地位。随着高新技术应用和机械作业进程，稳定面积、增加单产，中国玉米生产还会有大发展。再看我国的玉米机器收割情况，随着科技的发展玉米收获机械的种类越来越多也越来越先进，联合收割机技术的成熟和易地作业范围的不断扩大,玉米棒的收获工作已经变得十分容易，目前我国生产的玉米联合收获机大部分只具有摘穗、剥皮和秸秆粉碎等功能 , 玉米籽粒的脱粒还主要依靠脱粒机来完成。另外我过农民的种植方式和秋播时间要求也不能给玉米棒留出充分的时间来自行风干不适合一次性脱粒作业。所以玉米的脱粒工作玉米仍靠手工和脱粒机械进行脱粒加工。但是现在玉米脱粒的脱粒质量问题还没有得到充分的解决，传统的玉米脱粒机容易挤压玉米种子使其破损，普遍存在破损率高、种子损失率高、效率低的缺点，这样不利于玉米种子的选育、收获以及储藏运输工作。所以就目前而言，需要一种能有效降低玉米种子破损率、提高生产效率的机器，来满足市场需求，解决此类问题。推动农业机械化的进程。
图 碎玉米芯、破坏率高
1.2所选题目的意义
根据上面所述 ,现在急需一款新型玉米脱粒机械实现机器自动脱粒，使其具有高脱净率、低破损率的特点保证玉米种子的质量，以减少人工劳动力消耗，适合普通农业生产作业。来满足广大用户的需求。
玉米脱粒机是我国粮食收获的重要农业机械之一。据调查，目前脱粒机在我国农村仍然被广泛使用于对水稻、小麦和玉米等作物的脱粒作业，全国约有60%以上的水稻是用动力或人力脱粒机进行脱粒，小麦有近30%是靠脱粒机脱粒。另外，由于我国地域广阔，各地的地理、气候、农艺要求和经济状况等差异都较大，在丘陵、半山区的间作套种地区以及杂粮、水稻种植区，玉米脱粒机的使用仍十分广泛。为了满足广大用户对玉米粒质量的高要求，本文通过种子对加工工艺以及相关实验研究影响种子破损率的相关因素，结合对现有的玉米脱粒机械进行研究现结合所学机械结构设计、优化设计、可靠性设计等知识研发出一种安全、便捷，高效并能以流水线方式高效生产的全自动玉米脱粒机。它采用挤搓式螺旋板齿脱粒装置和排芯口变刚度压板装置的玉米脱粒机的设计方法使凸轮平稳的进给提供玉米脱粒的轴向力，以刀具旋转对玉米产生的切向力使玉米粒快速、完整脱落，结构简单、便捷省力、效率高。既可用于农村家庭式、小型企业的定量生产，又可适用于中大型企业的批量生产，摆脱传统手搓和整体打碎的方式对玉米进行脱粒，减小劳动强度，提高劳动效率，既适合普通玉米脱粒、也适合种子玉米脱粒。促进农业机械化的发展进程。
2 分析该产品国内、外发展概况
（1）我国自动玉米脱粒机的行业现状
90年代末我国能生产为农作物脱粒的机械就有两百家以上的企业领取生产许可权，可谓是遍布长江南北及 黑吉辽等地对我国粮食高产区做出了巨大的贡献。小麦水稻等常见的多季节种植的农作物脱 粒机械比较普遍，对于单一农作物生产地区是一个突破，在玉米高产区的黑龙江、河南、山 东、辽宁、内蒙等地的脱粒企业在着重的突破技术革新对玉米进行更为完善安全的脱粒作业。由于地质气候特征影响着我国的北方，其中以山东为主的地区农作物以玉米、豆类为主，相对应的长江两岸，山东地区的脱粒机占比重较高，当地也称之为棒槌脱粒机。自动上料玉米脱粒机的生产企业以企业类型划分为中小型企业为主，其中小型企业占据着较为大的比例，在中型企业中以国有为主，小型企业以集体企业为主及少量的乡镇个体。在中型自动上料玉米脱粒机中，该企业的主要产品不单一是自动上料玉米脱粒机。据不完全统计计显示，对生产自动上料玉米脱粒机的企业在企业类型上可以分为：A.在各方面软硬件都做到完善，有较强的知识水平支撑以及大型生产集装设备，在后盾在有企业领导的大力支持及与市场调研行业的合作及时了解市场最新动态，对自动上料玉米脱粒机进行及时革新以便满足市场需求。在产量上也是惊人的，如兴民机械厂的自动上料玉米脱粒机在完成每年预定计划的百分之百以上外，对总量的对于百分之50的客户预定计划也 在同年完成。该企业在自动上料玉米脱粒机项目上被视为骨干企业B.再者就是与上诉相反的，在技术方面没有观察市场动态及时革新，管理较为松散、生产条件差，以老企业为主，在产品结构上表现出只能生产一些过气的玉米脱粒机，如半复式 脱粒机，但这样的产品在市场份额中的比例相对较少。可以说是在生产历史上虽是元老级产品了，占据着市场份额的百分数几。兴民机械利用收割机的原理与玉米脱粒机的完美结合生产出自动上料玉米脱粒机，在脱粒领域属于根据市场动态的革新（原因来自玉米脱粒机伤人事件），大受欢迎逐渐占据着脱粒机行业的市场份额。需要改进技术及管理来迎接新的挑战，反之，那么也就进入了企业生命周期中的衰退期。自动上料玉米脱粒机之所以在市场中迅速发展，因为其避开了人为的与玉米脱粒装置的直接接触，在安全上做到了有效的保障。利用动力带动及手摇式和半复式都在技术上徘徊，难以发展。近几年科研成果表示玉米可以提炼出机械动力石油成分，玉米的市场需求在慢慢的扩大，能更好更安全的对玉米进行脱粒作业是市场需求的关键。 （2） 国外自动玉米脱粒机的行业现状
从1785年苏格兰人安朱梅克( AndrewMeikle)发明第一个回转滚筒脱粒装置以来, 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, 在三个差速旋转的辊子所产生的摩擦力作用下, 玉米籽粒被脱下。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AECgroup公司生产的HS-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( 10-12t/h), 破碎率0.8%左右, 但体积庞大, 价格昂贵。
3 对该产品的市场需求进行分析
玉米目前在世界上农作物排名为第三农作物，我国有三大玉米生产地区，一是北方玉米区，包括吉林、黑龙江、辽宁、河北等省市，播种面积占全国40％；二是黄淮平原春夏玉米区，包括山东、河南、江苏等省市；播种面积占25％；三是西南丘陵玉米区，包括云贵等省，约占播种面积15％。三大玉米产区种植面积占全国80％以上。在第一二产区都是以全自动玉米脱粒机进行作业，在规定的时间内完成收获工作。而在第三产区，西南丘陵、云贵等地区机器收割达不到，为了降低农民在玉米脱粒时劳动强度、提高工作效率,设计小型玉米脱粒机。玉米是全世界的主要粮食和饲料作物，具有单产量高，总产量稳定的特点被称为“饲料之王”。在我国，玉米是仅次于水稻、小麦之后的主要粮食作物，其种植面积和产量居秋粮作物之首，成为农业主要的经济作物之一。玉米种植面积一直处于稳步上升的状态。玉米已经发展成为粮食、饲料、经济兼用作物，新世纪兴起了以玉米为原料的乙醇燃料工业， 玉米在国际贸易中占有越来越重要的地位。随着高新技术应用和机械作业进程，稳定面积、增加单产，我国玉米生产还会有大发展。再看我国的玉米机器收割情况，随着科技的发展玉米收获机械的种类越来越多也越来越先进，联合收割机技术的成熟和易地作业范围的不断扩大,玉米的收获工作已经变得十分容易，目前我国生产的玉米联合收获机大部分只具有摘穗、剥皮和秸秆粉碎等功能 , 玉米籽粒的脱粒还主要依靠脱粒机来完成。另外我国农民的种植方式和秋播时间要求也不能给玉米棒留出充分的时间来自行风干，所以玉米的脱粒工作仍靠手工和脱粒机械进行脱粒加工。但是现在玉米脱粒的脱粒质量问题还没有得到充分的解决，传统的玉米脱粒机容易挤压玉米种子使其破损，击碎玉米芯，普遍存在破损率高、种子损失率高、效率低的缺点，这样不利于玉米种子的选育、收获以及储藏运输工作。就目前而言，需要一种能有效降低玉米种子破损率、提高生产效率的玉米脱离机器，来满足市场需求，解决此类问题，推动农业机械化的进程。
4 对产品的原理方案及关键技术进行分析
螺旋挤搓板齿式玉米脱粒机机体采用圆钢焊制的栅格(或筛网)结构，其间隙大于玉米籽粒的宽度，主轴采用推料螺旋与齿板组合结构：工作过程中脱粒机主轴经皮带轮减速,带动脱粒机主轴旋转，主轴上焊有若干个倾斜的叶片，工作时玉米被主轴上的叶片带动,既向前运动,又做上，下运动。在运动的过程与两侧和底部(三个方向)的栅格(类似搓板)进行挤搓,依靠主轴上的进料螺旋和齿板推动果穗向前运动，使齿板与果穗之间、果穗与果穗之间、果穗与栅格之间产生揉搓力，将果穗上的籽粒脱掉，从而达到脱粒的目的。这种方式不仅对果穗冲击力较小，脱粒过程比较柔和，而且对玉米籽粒的破损较低。
该脱粒工艺是仿生技术的一种应用，模仿人工用手搓玉米的动作。在脱粒区内，滚筒平板齿拨动果穗沿栅格凹板作圆周运动，由于平板齿与滚筒轴心成一定的夹角，所以同时也将果穗向排芯口推动，玉米果穗的运动轨迹是螺旋线。设计成顶部带冠形状(三处凸起)，其作用如同人工用竹签子(过去北方农村用于人工脱玉米籽粒的工具)先将玉米果穗上的局部籽粒挤掉，以便后面挤搓顺利。由于排芯口压板的作用，正常工作时物料始终充满机器内部，所以平板齿拨动果穗时具有一定的推力，即果穗是在受到推挤的情况下与栅格凹板接触，与栅格凹板做相对运动，并且既滚动又滑动，以达到挤搓脱粒的效果。果穗相互之间也同样是在受到一定压力的作用下进行充分挤搓，并且机内所有果穗的任何部位都有充分的挤搓的机会，从而达到脱掉全部籽粒的目的。
5 对产品的技术发展及市场前景进行分析
新机型与老式的脱粒机在原理上有很大的不同，新式脱粒机具有破碎率低，另外对玉米含水率使用范围较广，脱净率也高，此外还有清机比较方便，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，填补了国内的空白。与老式脱粒机相比，玉米损失率降低了1%。
5TY-33型玉米脱粒机行业生命周期评价
2005-2009年5TY-33型玉米脱粒机行业总资产发展情况分析
5TY-33型玉米脱粒机行业市场集中度分析
今年以来，农业部继续加大玉米收获机械化工作力度，着力建立“补贴政策拉动、农机农艺互动、社会服务促动、梯度推进带动”的发展机制，玉米机收呈现出全面铺开、加速发展的良好态势。据统计，今年三秋期间，我国玉米主产区累计投入玉米联合收获机18.9万台，完成机收面积1.68亿亩，比上年增长4000万亩。全国玉米机收水平超过33%，实现连续两年超过7个百分点的高速增长，进入发展的快车道。
日前由农业部发布的《全国农业机械化发展十二五规划》提出：未来五年将提高农机装备和作业水平，到2015年农机总动力达到10亿千瓦，农机化率提升到60%以上。
看好农机行业的主要理由：
1是“农机化率”将由目前的52.3%提高到60%； ○2是国家不断加大农机购置补贴资金； ○3是作为新的刺激因素，○“以旧换新”首次被列入农机十二五规划，此举将加快老旧、高耗能、高排放、低安全性农机的更新。其政策作用类似于去年的消费电器；
4是优化农机装备结构布局，将促进大马力、高性能、先进适用农机的发展； ○5是2015年农机产业规模至少比现在要提高40%。农机概念相关公司第一拖拉机（港○股）、吉峰农机和新研股份等可进行关注。风险提示：市场系统性风险；政策支持力度不达预期。
6 对产品成本及经济效益进行分析
7 预期社会、经济效益分析
这世界变化真快，而跟着变化的是2012年的农机市场。开春以来，各地农机市场出现了微妙的变化，大中型拖拉机整体销售出现了下降，收割机品种苦乐不均，好的供不应求，不好的乏人问津。区域与区域之间也出现了很大的变化，有些区域什么品种都不太动，有些区域则销售较好，这在各省农机购置补贴资金使用进度上就可以看得出来。据国家统计局统计，4月份大中小型拖拉机的生产增幅与3月份相比均有所下降。可以说这种变化是当前市场多种因素综合作用的一个结果，分析起来主要有以下原因：
首先是农机补贴政策的创新与变化。今年的农机补贴政策在农业部鼓励创新试点的情况下，各级地方农机主管部门对农机补贴政策作了积极而稳妥的创新，很多省份进行了全额购机或资金结算下放的试点。从目前的效果来看，还是非常有效的，如安徽已经在5月底进行了第一批资金结算，6月份还将第二次结算；江苏由于全喂入收割机取消了报废更新限制，今年购买数量增长较快，由去年同期的60台猛增至6100台，补贴资金增长超过1.2亿。再如江苏今年省财政安排2.1亿资金扶持秸秆机械化还田工作，比去年增加6000万元，地方各级财政的配套资金达1.2亿，仅兴化市就新增秸秆还田机超过700套，推进了农机市场的发展。政策的变化，势必带来农机市场的变化，企业必须研究政策并及时跟进。
其次是种植结构的调整与变化。随着我国粮食的“八连增”，今年提出了确保粮食“九连丰”，各地加大了增产丰收的措施。一方面，我国加快了土地经营权流转的速度，据报道，截至2011年上半年，全国土地经营权流转总面积达2.07亿亩。另一方面，加快了种植结构的调整。以黑龙江为例，玉米、水稻分别比上年增加近700万亩和400万亩，而吉林省玉米增加165万亩，水稻与去年持平，大豆减少168万亩。
由此带来的农机市场变化则不可避免。笔者以《新的起点，新的挑战！》在5月份的《农机市场》观察家栏目中已经对拖拉机市场的变化进行了分析，这些变化势必带来农机营销的变化：
一是农机产品的创新变化。一方面，国外的先进产品已经加速进入中国市场，据报道，迪尔自5000系列拖拉机在中国市场取得较好成绩之后，其C110联合收割机也投放到了中国市场，同时常州爱科生产的拖拉机也开始进入中国市场；另一方面，国内的企业同样在加快产品开发的推进力度，如一拖与美国通用合作生产的电动拖拉机，雷沃的GE40新型谷物收割机上市发布等等。
二是流通渠道的创新与变化。随着农机补贴政策对经销商渠道的逐步完善和放开，渠道下沉已经成为农机生产企业拓展市场的战略之一，其实早在两年前，一些生产企业就瞄准了合作社这一新兴渠道。如雷沃与农机专业合作社签订的“社企共建协议”，以“租赁通”等金融产品为符合条件的农机合作社提供资金支持。
三是服务营销的创新与变化。
从发展趋势来看，农机行业的服务营销向纵深发展、向全过程发展。如奇瑞农业装备全国小麦机收信息服务中心的正式投入运营，雷沃进一步创新推出的“移动服务站”等。另外，雷沃还在行业内率先尝试在农机合作社建设“驻点服务站”，首批拟挂牌100个，将为农机合作社提供贴身式定点服务。
随着农机购置补贴政策的纵深发展，随着农机市场多种因素的不断调整和变化，可以预见，今后的农机市场营销，创新求变和调整是主流。
所以玉米脱粒机的发展前景是很好的
