5TYJ-40-155型玉米脫粒機研制與開發

楊晶

玉米脫粒機是提高玉米生產效率的重要手段。我國現有的玉米脫粒機種類很多，但普遍存在效率低、破碎率高等問題。我們研制開發的5TYJ-40-155型玉米脫粒機，在設計和制造中對主要部件又進行了改進完善，使其結構更加趨于合理，性能又得到進一步提升。該機具有破碎率低、對玉米籽粒損傷小、脫凈率高、清機方便、使用方便等優點，脫粒后的玉米芯可再次利用，破損率非常低。使用結果表明，該機性能良好，適于在農村家庭、小型養殖場大量使用。解決原始手搓玉米脫粒難題，減輕農民勞動強度。

1 5TYJ-40-155型玉米脫粒機結構、工作原理及主要技術參數

1.1結構

該新型玉米脫粒機是由機架、紋桿滾筒、玉米喂送組件、柵格式凹板（弧形限位篩）、出料口（輸料組件）、限位件、電機等機構組成。

1.2工作原理

玉米脫粒機工作時，玉米穗由進料口傾斜板喂入，傾斜板前端由限位件限制玉米穗彈出，玉米穗進入脫粒室后，由于其直徑大于柵格凹板與紋桿滾筒之間的間隙，被卡在柵格凹板兩根鋼筋之問，然后快速旋轉的滾筒紋桿將玉米強行脫粒。玉米粒在重力作用下通過凹板縫隙降落到篩片上進行二次除雜，然后沿篩片斜面即脫粒機出口處排出，出口處安裝活動擋板防治玉米粒噴濺。玉米芯由于直徑小于柵格凹板與紋桿滾簡之間的間隙，在滾筒的圓周慣性力作用下，從機體另一側排出，達到分離的目的，完成脫粒工作。

1.3主要技術參數

配套動力：1.8～2.2千瓦;主軸轉速：1400轉/分鐘;滾筒直徑：155毫米;滾筒長度：400毫米;電源電壓：220伏;生產率：1000-6000公斤/小時。

1.4技術路線

玉米喂入組件脫粒室柵格凹板紋桿滾筒篩片輸料組件（玉米粒和玉米芯）。

2設計過程

脫粒滾筒安裝在機架上部，由紋桿滾簡組成。紋桿滾筒由轉動軸、圓筒、紋桿組成，4個紋桿等距離焊接在圓筒表面，主要作用為驅動玉米穗轉動。轉動軸一端安裝皮帶輪，動力通過三角帶驅動脫粒滾筒轉動。柵格凹版由間隔相等的鋼筋焊接而成，主要作用是脫掉玉米粒。柵格凹版與紋桿滾筒之間的間隙小于玉米穗直徑，大于玉米芯直徑。脫掉后的玉米粒和雜質通過柵格凹版間隙落到有一定傾斜度的篩片上，將玉米粒和雜質分離，達到清選目的。玉米芯在紋桿滾筒圓周力帶動下通過柵格凹版和紋桿滾筒間隙排出機體另一側，完成脫離工作。玉米喂送組件是一個安裝在機架上的矩形框，其上表面垂直于脫粒滾筒的兩側邊沿分別設置有向內延伸的傾斜板件和平行板件。限位件主要作用是限定玉米穗位置的部件，保證玉米穗在被脫粒的過程中保持在圓筒與限位件之間。輸出組件設置在柵格凹版的下方，包括由三個面構成的邊框和有一定斜度的安裝在下面的篩片組成。玉米芯輸出部的一個側邊與玉米粒輸出部相對的端部固定連接，并傾斜地向上方延伸。

3技術創新點

玉米喂送組件安裝在紋桿脫粒滾筒上方，紋桿脫粒滾筒下方安裝的柵格凹版，主要用于玉米脫粒和玉米穗限位。在玉米喂送組件與紋桿脫粒滾筒之間設置有用于玉米穗脫粒過程中所在位置的限位件。脫粒滾筒采用紋桿滾筒，四個紋桿等距離焊接在圓筒上。紋桿滾筒與弧形柵格凹板之間的間隙小于玉米穗直徑，大于玉米芯直徑。

4國內外生產的玉米脫粒機現狀

4.1國外研究現狀分析

從1785年蘇格蘭人朱梅克（AndrewMeikle）發明了第一個回轉滾筒脫粒裝置，人們對種子玉米脫粒裝置做了大量的試驗和研究，不斷開發出新的種子玉米脫粒裝置。1815年美國開發出世界上第一臺專用于玉米脫粒的手工操作玉米脫粒機。該機的脫粒部分主要由裝有釘子的盤型脫粒裝置構成，通過手搖曲柄來轉動一個安裝有釘子的盤片。脫粒時，操作員一邊搖動曲柄來旋轉盤片，一邊使盤片緊壓玉米穗，這個盤片就從玉米芯上把籽粒脫落下來。

加拿大的Agriculex公司研制了用于單穗種子玉米脫粒的SCS-2型種子玉米脫粒機，它由3個包有橡膠的并以相同方向不同速度旋轉的輥子組成，在3個差速旋轉的輥子所產生的摩擦力作用下，玉米籽粒被脫落下來。該機不傷胚芽、不斷玉米芯，具有破碎率低、未脫凈率低及適應性強等特點。

美國AEC group公司生產的HIS-48型擠搓式種子玉米脫粒機，脫粒性能好，對不同類型種子玉米的適應性強，種子破碎率相對打擊式種子玉米脫粒機小，在歐洲及美國等發達國家應用普遍。該機生產率高（10～12噸/小時），破碎率0.8%左右，但體積龐大，價格昂貴。到目前為止，國內引進了4臺該機型，分別安裝在湖北省襄樊正大種子公司（正大集團獨資企業），中種集團——承德玉米種子加工中心，甘肅省酒泉登海先鋒種子加工廠，全國農業技術推廣服務中心承擔的“948”項目，安裝在山西省定襄縣天元種子公司加工中心。

4.2國內研究現狀分析

20世紀70年代初期，我國自行研制的沖擊式原理玉米脫粒機得到了普及應用，當時以大、中型脫粒機為主。進入80年代后，農村開始實行家庭聯產承包責任制，我國又相續研發了沖擊式原理的一系列中、小型玉米脫粒機，以適應農戶的生產需要。

80年代初期，我國開始推行實現種子生產專業化、種子加工機械化、種子質量標準化、品種布局區域化和以縣為單位統一供種“四化一供”的種子體系，政府撥款從國外引進一批種子加工成套設備。1966年重慶市農機研究所陳官西開發采用搓擦式原理5TY-0.2型玉米脫粒機。2001年農業部規劃設計研究院何曉鵬在消化吸收美國引進設備基礎上進行自主研發的新型擠搓型玉米脫粒機，由北京西達農業工程科技發展中心、甘肅酒泉奧凱種子機械有限公司和北京市豐田種子機械廠在進一步改進的基礎上生產出了各種系列擠搓式玉米脫粒機。2007年沈陽農業大學李心平研制出了差速式玉米脫粒機。

5脫粒機的市場前景

新機型與老式的脫粒機在原理上有很大的不同，新式脫粒機破碎率低，使用范圍較廣，脫凈率也高，此外清機方便，體積較小，放置簡單。在此之前，國內現有機型主軸轉速高，采用的是靠高速軸上的釘齒打擊玉米穗實現脫粒，籽粒破損嚴重。在玉米含水率18%時，國內實現技術指標：脫凈率98%～99%，破損率1%～2%，主機易堵塞。本項目實施后技術指標：脫凈率大于99.6%，破損率小于0.6%，主機不易堵塞，基本上接近國際水平，填補了國內空白。與老式脫粒機相比，玉米損失率降低了1%，特別適合農村家庭和小型養殖場使用，深受廣大農民歡迎。