玉米色选机基本机械结构的研究

玉米色选机基本机械结构的研究
摘要目前玉米色选主要由杂粮色选机完成，针对玉米色选的独立机型还很少。

本文
以天津市光学精密机械研究所某型号玉米色选机为例简介了基于CCD传感器的专门用于玉米色选的玉米色选机工作原理、基本机械结构及其他相关技术特性。

玉米色选机可将玉米原粮中带有的霉变发黑的玉米及玉米莛等杂质剔除，保证经过色选后的玉米的品质。

关键词玉米分选；色选机；机械结构
玉米原粮中的杂质不良品主要来源于两方面。

一方面是由于农业机械化的推广，使玉米在脱粒时掺杂部分玉米莛等杂质；另一方面玉米由于仓储后如存储不当易发生霉变等变质现象。

这就给后续加工时带来原料质量问题，所以在进行玉米再次加工时要将不良品杂质剔除，保证原料质量。

玉米原粮中良品和不良品见图1。

顾玉米分选已经成为粮食加工中一道不可避免的工序，玉米色选机是实现粮食分选工艺的加工机械。

玉米色选机的诞生可以为粮食分选工序节省大量的人力物力财力，为粮食加工企业带来丰厚的利益。

玉米色选机是集光、机、电、气动于一体的高科技综合技术，是实现粮食精制过程机械化、自动化必不可少的粮食加工设备。

图1 良品与不良品物料
1、玉米色选机的工作原理
玉米色选是利用CCD光学成像技术对玉米中异色颗粒及杂质进行筛选的一道工序。

在玉米物料运抵加工地点后要确定单位时间内的产量，产量与色选机精度成反比即单位时间内产量越大色选效果越差。

为解决产量和色选精度的问题可以增加色选机色选通道来解决。

但增加色选通道又会使色选机机身长度过长，而钣金加工件易在长度过长的情况下产生形变，造成机械结构不稳定等问题。

因此，本文介绍了一种新型机械结构的色选机。

图2为此种机械结构的3D示意图。

如图2所示结构可有效解决为达到产量要求增加色选通道而使色选机跨度过长问题。

除去产量因素含杂率也是影响色选效果的关键因素之一。

含杂率即玉米原粮中异色颗粒及杂质所占比例，玉米物料里的含杂率直接影响到玉米色选机的色选精度，含杂率越高色选精度越低，效果越差。

所以一般在开机工作前，根据玉米物料的含杂率、产量等来设置色选机工作模式等相关参数。

参数设置完毕后，将被选玉米通过提升机械装入色选机进料斗内，玉米此时从进料斗经振动喂料器为溜槽通道（即色选通道，其表面应平整光滑无跳动现象）供料。

米粒在溜槽通道内进行摆列整形调速形成单层速度均匀的玉米流滑出溜槽通道，坠落到CCD镜头探测区内。

色选机主控系统根据CCD镜头采集的数据对米流进行分析判别，将米流中不良品利用高速喷气阀吹出米流，进入不良品斗中。

经过色选的优质玉
米物料将被送入下道工序处理，不良品另行存储处理。

图3 为玉米色选机工作原理图。

图2 双排背靠背式机械结构
图3 玉米色选机工作原理图
2、玉米色选机的基本机械结构
玉米色选机主要部件有：进料斗、振动喂料器、溜槽滑道、光源、背景板、CCD检测镜头、出料仓和喷气嘴等。

2.1 供料系统：由进料斗、振动喂料器和溜槽滑道等部件组成。

待分拣玉米物料由进料斗进入振动喂料器，通过振动和导向机构使物料自动排列成一列列连续的现状细束，在通过料槽加速后以恒定速度坠落至光电分选的探测区内，以确保物料清晰的呈现在光学分选和喷射区内。

供料系统除去为色选机提供待选原粮的功能外还可实现控制色选机产量。

通过对进
料斗流量控制板和振动料斗振动量的调整可实现对色选机单位时间内产量的控制。

由于玉米颗粒较大，由振动喂料器中坠落到溜槽通道后不可避免的会出现跳动现象，这样就会使玉米在通道内滚动时出现拥挤摞层现象，造成CCD镜头的误判。

所以要在通道上方加装有减震材质的防震盖，消弱玉米跳动。

2.2 光电系统：光电系统是色选机的核心部分，主要由光源、背景板、CCD镜头和有关辅助装置组成。

光源为被测物料和背景板提供稳定的均匀照明。

CCD镜头将探测区（探测区为密封哑光暗箱，目的为防止杂散光进入CCD镜头内，影响精度）内被测物料的反射光转化为电信号。

背景板则为电控系统提供基准信号，其反光特性与合格品的反光特性基本等效，而与剔除物差异较大。

2.3 分选系统：分选系统由出料仓、喷气阀、空气压缩机及空气过滤净化器等附件组成。

由于玉米物料在经过高速喷嘴喷射后动能较大，顾出料仓空间要足够大且在物料与出料仓接触部有减震措施。

防止大米因打在出料仓后反弹二次进入CCD镜头探测区内，造成误打现象发生。

经实验证明，喷嘴间隔宽度及喷嘴单位长度内个数是影响色选机精度的关键因素之一。

喷嘴截面积要渐进的变小以到达压缩空气目的，并配以高速喷气组阀保证在含杂率较高时阀门可有效开关，防止露打现象的出现。

2.4 清扫系统：清扫系统由气缸、玻璃雨刷器等部件组成。

由于玉米在色选过程中会产生灰尘及其他易附着于玻璃上的杂质。

视窗玻璃上一旦附着过多灰尘及杂质，透过视窗玻璃对物料进行分选检测的光电系统就会容易产生误检等链式连锁反应。

轻则对色选精度、色选带出比产生影响，重则造成喷气嘴频繁工作，减少喷嘴及控制系统寿命甚至烧毁喷嘴控制系统。

玻璃雨刷器安装于气缸上，由总控系统按预设时间通过控制气缸阀门开关推动气缸活塞滑动达到定时清扫玻璃上灰尘杂质效果。

2.5 操作系统：采用大屏幕宽视角彩色触摸操作平台，为客户预设多个色选模式。

并建立友好的人机界面，根据玉米物料具体情况方便快捷的实现调整。

3、结语
随着我国经济迅速发展，国民生活水平在日益提高，对饮食品质也提出了更高的要求，不仅要吃饱还要吃好、吃精、吃出品质和健康来；即便将玉米加工成饲料，也要将其精选后再投入加工。

而色选是玉米精加工中重要的一道工序，CCD玉米色选机是实现色选工艺的加工机械。

目前玉米色选机在我国粮食加工行业中应用越来越普及，已经成为提高玉米品质必不可少的高科技粮食加工设备。

其作用被诸多有识之士所看重，并为众多农民及粮商带来丰厚的利益。

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