玉米脱粒机机械系统分析

机械系统设计课程论文题目：玉米脱粒机机械系统分析

学院机械电气工程学院

专业机械设计及理论

班级2012级

姓名******

学号***********

指导教师********

2013年3月1日

玉米脱粒机机械系统分析

摘要：为了降低农民在玉米脱粒时劳动强度、提高工作效率,对玉米脱粒机从整体上进行系统分析。该种机器主要有入料口、栅格式凹板和钉齿脱粒滚筒及传动部件等组成。以电动机为动力源，动力由电动机输出轴输出，再通过传动带传递到钉齿脱粒滚筒上，钉齿脱粒滚筒配合栅格式凹板将玉米脱粒，玉米粒从栅格式凹板分离并排出机体外，而玉米芯从入料的另一端排出机体之外。

关键词：玉米；脱粒机；黑箱法；功能分析

一、目的意义

玉米收获工作是整个玉米生产过程中最重要的一环，而玉米脱粒则是收获工作中的关键环节，它决定了玉米的破损程度。玉米的破损影响玉米籽粒短期或长期的储藏，遭受破损的玉米发芽率低，易生霉菌和虫子、易破碎，而且其市场价值和出口价值降低。对于一个玉米加工厂来说，1%的破损率就意味着相当大的经济损失。所以，降低玉米脱粒损伤成为机械脱粒的主要问题。玉米破碎过程中受力情况非常复杂，玉米在脱粒过程中的破碎主要与冲击力有关，是玉米与刚性部件冲击作用的结果。因此，从玉米芯上脱下籽粒需要一个适当力的作用，这依赖于应用的方法，方法的适当应用可减小损伤。根据我国玉米种植面积大、用种子量大、机械化程度低的情况，有必要从玉米脱粒机的整体系统角度入手，深入研究机械作用机理及其对玉米破碎的影响，进而为低损伤、低破碎玉米脱粒机的研制提供理论基础。

二、国内外研究现状

2.1 国外研究现状

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。

2.2 国内研究现状分析

上个世纪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, 我国又相继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, 我国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组织统一供种“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。1996年重庆市农机研究所陈吕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式玉米脱粒机, 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。

2.3 国内外玉米脱粒装置汇总

玉米脱粒装置的种类很多,可按不同种类分成不同类型。

1> 按驱动力分：

手动扳手式：

手动扳手（图1）式用扳手式揉搓工具代替人的一只手进行揉搓，在一定程度上减轻了玉米棒对人手的摩擦，但由于玉米棒大小不同，玉米棒呈圆锥形，所以两头玉米很难揉搓干净，大部分依靠人手完成，劳动强度大，效率低。

图1 手动扳手式

手摇式：

手摇玉米脱粒机（图2）是由手把、手柄、转轴、轮毂、支板、支架、插板、辐条、护罩、刀架组成，支架能以螺钉固定在木板上，转轴右边是插板和支架，可固定护罩，转轴右端连接手柄的一端，而手柄的另一端是手把，转轴左端是辐条插入孔，辐条的另一端焊在刀架上，刀架上均匀分布着四个刀片固定孔。

手摇式玉米脱粒机是一种新型农用玉米脱粒小机械，价格便宜，操作简单，本身结构简单，不用动力，破损率低，脱粒干净，效率可达每小时脱粒60公斤的高效。

图2 手摇式

电动式：

电动式（图3）玉米脱粒机，工作时，玉米由进料口为入，玉米在高速旋转的转子与滚筒内受到撞击，籽粒由筛孔分离出去，玉米芯从机器尾部排出，玉米丝，皮从风口排出。

图3 电动式

2> 按牵引方式分：

✧移动式：

主要由筛网上机盖(即滚筒)，转子总成，喂料装置，机架等5部分组成（图4），筛网与上盖转子总成共同形成脱粒室，转子总成是主要工作部件，玉米的脱粒就在脱粒室完成。

进料口设在机器上盖上部，玉米棒通过进料口进入脱粒室，在脱粒室内受到高速旋转的转子撞击玉米粒脱落，通过筛孔分离出去，喂入口前下部有一块挡板，防止脱落的玉米粒飞溅伤人。

图4 移动式

✧悬挂式：

悬挂式玉米脱粒机（图5）安装在拖拉机上，动力完全由拖拉机动力输出提供，脱粒效率较高，但安装调试不方便。

图5 悬挂式

✧牵引式：

牵引式玉米脱粒机（图6）主要用于光棒玉米及带皮玉米的脱粒作业；各种大、中型拖拉机牵引，后输出轴为动力进行脱粒，行走更方便，也可用柴油机传动，小车牵引。