新型玉米种子脱粒机的原理和结构
文章来源：本站 文章添加：wzl 文章阅读数：2322 发布时间：2013-1-5 14:17:44
1 工艺流程及工作原理
在玉米制种过程中，脱粒是影响种子质量和成本的一个关键环节。因为种子不同于粮食，必须在加工过程中保持其活力，如果脱粒不当，会造成种子受伤甚至破碎，直接影响种子的生命力和发芽生长。玉米脱粒机用于对晾干后的玉米果穗进行脱粒。
我国种子加工工艺流程与国外存在差异，国外大田玉米果穗收获后水分一般为35%,在经过烘干室果穗烘干后，使果穗水分达到12.5%,然后进行脱粒。而国内种子公司规模一般比较小，没有足够的资金建立果穗烘干室，基本上没有果穗烘干工艺过程。国内种子公司通常采用的办法是将玉米果穗场上晾干后，使水分降至18%,然后进行脱粒，再使用烘干塔对玉米籽粒烘干，使玉米籽粒水分降到13%。由于国内玉米果穗脱粒时水分较高，籽粒与芯轴联结强度大，致使脱粒质量下降，脱粒损失提高。结合我国的国情，研制出能满足我国脱粒市场需要的高脱净率、低破碎率玉米脱粒机，是我国种子加工中迫切需要解决的一个实际问题。
1.1 工艺流程
脱粒机结构如图1所示。该型号种子脱粒机内置种子真空数粒仪，能够保证脱离出来的玉米种子保持一定的净度和粒数，玉米果穗进入进料箱，皮带轮带动板齿滚筒转动，板齿滚筒对应进料箱的一段为一对短螺旋片，螺旋片转动将果穗送入脱粒区；在脱粒区内，果穗沿凹板做螺旋滚动与滑动至排芯区，在此过程中果穗之间、果穗与栅格凹板之间进行充分挤搓，籽粒被挤搓下来。脱掉的籽粒穿过栅格凹板排出主机。脱掉籽粒的玉米芯被推送到排芯区，排芯区充满后在拨轮的作用下将排芯口压板顶开，玉米芯排出机外，即完成整个脱粒过程。
图1 挤搓式玉米种子脱粒机
1.2 工作原理
该脱粒工艺模仿人工用手搓玉米的动作。在脱粒区内，板齿滚筒拨动果穗沿栅格凹板作圆周运动，由于板齿沿板齿滚筒轴线成螺旋排列，所以同时也将果穗向排芯口推动，实际上玉米果穗的运动轨迹是螺旋线。如图2所示，板齿滚筒由焊接在主轴上的变螺距螺旋线分布的螺旋冠状齿和螺旋平板齿组成，工作时带动板齿运动从而推动玉米果穗沿凹板转动和沿滚筒轴线从进料口向排芯口移动。螺旋冠状板齿设计成顶部带冠形状，其作用如同人工用竹签子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。
图2 板齿滚筒
2 主要部件设计
2.1 板齿滚筒
2.1.1 滚筒转速
滚筒转速由滚筒外缘（板齿顶部）线速度决定，滚筒外缘线速度是以保证不伤害玉米籽粒为前提条件，试验数据表明，籽粒含水率为13%时，滚筒外缘（板齿顶部）线速度
2.1.2 滚筒直径
滚筒直径由凹板直径决定，并且应比凹板直径小90~100 mm。
2.1.3 滚筒板齿
采用螺旋冠状板齿和平板齿按照变节距排列安装到滚筒轴上，从主轴前段到后段，冠状齿排列节距增大，平板齿排列节距减小。脱粒开始阶段尽量多增加螺旋冠状齿与玉米果穗的脱粒接触，从完整的玉米棒子上剥掉玉米籽粒，脱粒后期阶段尽量多增加螺旋平板齿与玉米果穗的脱粒接触，保证低的玉米籽粒破碎率。推动玉米穗向排芯口方向移动。板齿宽度：板齿应设计的比较宽，根据机器大小一般范围为60~120 mm,目的是工作时与玉米穗接触面较大，避免接触点太小，产生对玉米穗的局部压力集中，损伤玉米籽粒。板齿高度：板齿高度=（滚筒直径-滚筒轴径）。
图3 带筛网的复合式凹板
2.2 凹 板
2.2.1 凹板直径
凹板直径（工作截面积参数）是决定生产率的主要参数，在限制滚筒转速的情况下，凹板直径是决定生产率的唯一参数，凹板直径与生产率成正比，但不是一次线性关系。经参考国内外机型确定10t/h玉米种子脱粒机凹板直径为300mm。
2.2.2 凹板结构
为减少玉米碎芯夹带，降低对预清机的风选、筛选系统压力，设计带有筛网的U型复合式凹板，如图3所示。
2.2.3 栅格间隙
栅格圆钢之间的缝隙大小直接影响脱粒效果。缝隙较大，籽粒通过性好，夹带损失小，但碎玉米芯漏过的也多，影响籽粒净度；缝隙较小，则夹带损失大。经试验确定，栅格间隙选为13.5mm。
2.3 排芯口压板装置
排芯口压板装置的作用在于控制脱净率。排芯口变刚度压板装置如图4所示，玉米芯充满排芯区后，在拨轮的推动下压板被顶开，使玉米脱粒机排出芯棒后，变刚度压板装置快速关闭排芯口，提高指标检测结果未脱净率弹簧拉力控制种子玉米的脱净率，根据不同品种、不同含水率的种子玉米果穗，调整变刚度弹簧在压板杆上的位置，从而调节压板杆的转矩大小。当种子玉米果穗较难脱粒时，移动弹簧在弹簧变位装置和压板杆上的位置，加大压板杆的转矩，增加了玉米果穗在脱粒区的脱粒时间，从而提高脱净率。若种子玉米果穗较易脱粒时，可通过减小压板杆的转矩，脱净的玉米芯能快速排出。
3 5TYJ-10A玉米脱粒机技术性能指标
新型低破碎玉米脱粒机已由甘肃酒泉奥凯种子机械有限公司生产，其中生产率为10 t/h的机型脱粒金穗四号玉米，在玉米含水率为15.6%时，其主要技术性能指标检测结果见表1。
表1 5TJYJ-10t/h玉米脱粒机主要技术性能指标
4 结 论
（1）新型螺旋板齿脱粒装置采用变节距排列的螺旋冠状板齿和平板齿，在脱粒工作时使玉米果穗轴线沿脱粒主轴轴线接近一致，使玉米芯碎率降低。根据整体玉米果穗难脱粒的特点，在主轴上排布变节距螺旋线分布的螺旋平板齿、冠状齿。新型螺旋板齿脱粒装置保证了玉米果穗的脱净率，降低了玉米破碎率和玉米芯轴碎芯率。
（2）排芯口变刚度压板装置使脱粒机排出芯棒后，能快速的关闭排芯口，提高了脱净率。调整变刚度弹簧预紧力，从而调节压板杆的转矩大小，以适应不同品种、不同含水率的玉米果穗的脱粒。
（3）新型低破碎玉米种子脱粒机具有脱净率高、破碎率低、玉米碎芯少等特点，适应玉米籽粒含水率在13% ~20%范围内，既适合普通玉米脱粒、也适合种子玉米脱粒。
