5TR—20型水稻單株單穗脫粒機的設計

高占文

摘要：針對現有單穗脫粒機存在的問題，設計5TR-20型水稻單株單穗脫粒機。根據設計要求確定設計方案，詳細介紹機具結構及關鍵部件的設計思路。機具性能試驗結果表明：在水稻籽粒含水量18%～23%的完熟條件下，當風機轉速為2 100 r/min時，脫凈率>99.5%，破碎率≤0.2%，飛濺率為0。

關鍵詞：脫粒機；水稻；設計；單株；破碎率；脫凈率

中圖分類號：S226.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2018）01-0023-03

水稻育種是育種試驗獲得正確結果的重要環節。與常規脫粒不同，育種脫粒作業除需滿足常規脫粒作業的要求外，還必須滿足無籽粒在機器內滯留、不混種、便清機的特殊要求。目前，我國水稻育種脫粒仍以人工脫粒或大型脫粒機脫粒為主，間接損失大，脫粒機內部清理困難，種子殘留量大，且易造成種子混雜，導致育種試驗數據失真。為此，設計5TR-20型半喂入式水稻單穗種子脫粒機，為提高育種脫粒作業效果及減輕勞動強度提供適用機具。

1 水稻單株單穗脫粒機設計方案

1.1 設計要求

1） 脫粒機要具有良好的脫粒和清選能力，脫粒干凈，脫凈率高，并能提高工作效率；

2） 脫粒后，脫粒機內部易清理，不殘留種子，以免種子混雜，導致育種試驗數據失真；

3） 脫粒裝置的脫粒破損率和損失率要低，以免影響水稻種子儲藏和生長發育；

4） 脫粒機的體積要小型化，便于攜帶，利于小區育種野外脫粒作業。

1.2 設計方案

水稻單株單穗脫粒裝置多以沖擊和蓖梳方式為主，沖擊方式易造成谷粒的損傷，蓖梳方式易造成稻穗纏繞。為解決以上技術問題，在借鑒國內外葉片式脫粒的基礎上，采用以柔性脫粒工作部件為主、葉輪脫粒為輔、氣流風選的封閉脫粒作業方式。優化技術參數和結構后，脫粒干凈，破損率和損失率低，脫粒全程無飛濺損失；脫粒后機具內部易清理，避免種子間混雜。

2 5TR-20型水稻單株單穗脫粒機總體結構

5TX-20型水稻單株單穗脫粒機主要由脫粒部件、清選部件、電動機和變頻調速器組成，如圖1所示。

風機固定于機架上，風機殼體的一側安裝電動機，另一側為風機側蓋，風機側蓋上部設有稻穗喂入口，稻穗喂入口也是風機進風口。風機葉片安裝在電動機輸出軸上并由電動機驅動。脫粒裝置安裝在風機葉片外側，與風機葉片繞同軸轉動。風機出風口與清選風管相連，清選管上出口為雜余出口，與雜余收集袋相連。清選管下出口與種子收集盒相連，種子收集盒用于收集脫粒后的稻谷。變頻調速器用于控制電動機轉速，實現電動機無級調速。根椐稻谷的含水率、品種等選用不同的旋轉速度，以減少稻谷的破損率和損失率。

脫粒機工作原理為：作業時，手持稻穗由喂入口喂入，脫粒裝置旋轉的同時梳刷、沖擊、震動，將稻谷沿輻條脫下來，稻谷和未脫凈的稻穗（或斷穗）進入風機，由風機對未脫凈的稻穗（或斷穗）進行再脫粒，之后通過風機將稻谷和雜余送入清選管，在風機風力的作用下，雜余由清選管上出口排出進入雜余收集袋，干凈稻谷落入種子收集盒。

3 5TR-20型水稻單株單穗脫粒機關鍵部件

3.1 風機

風機為農用葉輪式，由殼體、葉輪、側蓋組成，如圖2所示。側蓋主體部分為錐臺形，利于稻谷流動。側蓋設有如圖3所示的弧形長條孔，殼體設有如圖4所示的安裝柱。安裝時，風機側蓋上的大圓孔對準風機殼體的安裝柱，風機側蓋與風機殼體壓緊后向右旋轉到弧形長條孔的另一端。

風機葉輪的葉片兩面貼有橡膠，殼體的圓弧部分也貼有橡膠，橡膠的緩沖作用可減少稻谷破損率。

3.2 脫粒裝置

脫粒裝置包括左法蘭、右法蘭、主軸和輻條，如圖5所示。左法蘭和右法蘭分別設置在主軸2端，左法蘭和右法蘭之間的圓周上分別安裝有左、右傾斜輻條，左、右傾斜輻條成反向斜交叉布置。

左、右法蘭上分別沿圓周開2排安裝孔，左傾斜輻條一端安裝在左法蘭的內周安裝孔上，另一端安裝在右法蘭對應的外周安裝孔上；右傾斜輻條的一端安裝在左法蘭的外周安裝孔上，另一端安裝在右法蘭的相鄰內圓周安裝孔上，形成左、右輻條交叉布置。

左、右傾斜輻條均由直徑4 mm的銅芯電線構成，利用橡膠的緩沖作用減小稻谷破損率。由于左、右傾斜輻條成反向斜交叉布置，脫粒作業時，稻穗在受輻條的梳刷、震動作用的同時沿輻條左右滑動，可避免稻穗纏繞在脫粒元件上。未脫凈的稻穗（或斷穗）進入風機，在風機葉片的沖擊、柔搓作用下進行再脫粒，之后將稻谷和雜余送入清選風管。

3.3 電動機和變頻調速器

電動機的工作電壓為220 V/50 Hz、功率0.25 kW、工作轉速2 880 r/min。單項變頻器的功率為0.75 kW，調速范圍為0～2 800 r/min。

3.4 種子收集盒

種子收集盒與清選風管的連接如圖6所示。脫粒作業時，種子收集盒與清選風管緊密旋合固定，兩者封閉連接。脫粒作業結束時，可將種子收集盒拆下。清選風管的雜余排出口裝有雜余收集袋，保證作業場所清潔。

4 5TR-20型水稻單株單穗脫粒機性能試驗

在水稻籽粒含水量為18%～23%的完熟條件下，最佳風機轉速為2 100 r/min時，進行5TR-20型水稻單株單穗脫粒機脫粒工作部件對比試驗和整機生產性能試驗。

試驗結果表明：機具結構簡單，體積小，質量輕，使用操作方便，便于野外作業；整個脫粒過程為封閉式，作業場所清潔、干凈；脫粒作業后易清機，機內無存粒混雜，可保證試驗數據準確；脫凈率>99.5%，破碎率≤0.2%，飛濺率為0；適應性強，可根據水稻籽粒含水量、水稻品種調整脫粒和風機轉速，達到最佳脫粒效果。

參考文獻

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