螺旋擠搓式自動(dòng)玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)研究

付清秀

摘 要：截至目前，我國(guó)的玉米脫粒機(jī)大部分無(wú)法離開(kāi)人工的控制，而這種人工上料速度并不均勻，嚴(yán)重的影響了脫粒機(jī)的壽命以及脫粒的速度，此外，傳統(tǒng)脫粒機(jī)采用的是打擊原理，對(duì)玉米粒也會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的傷害。因此，如何對(duì)傳統(tǒng)玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)進(jìn)行升級(jí)，減少上述問(wèn)題的發(fā)生，變稱為了當(dāng)前相關(guān)企業(yè)最為關(guān)注的問(wèn)題。本文將對(duì)螺旋擠搓式自動(dòng)玉米脫粒機(jī)進(jìn)行介紹，并對(duì)其設(shè)計(jì)原理進(jìn)行詳細(xì)研究，以便于探討螺旋擠搓式自動(dòng)玉米脫粒機(jī)的優(yōu)勢(shì)在哪。

關(guān)鍵詞：螺旋擠搓式；自動(dòng)玉米脫粒機(jī)；設(shè)計(jì)研究

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的玉米產(chǎn)量占據(jù)全世界的第二名，截至到2014年，我國(guó)玉米的總產(chǎn)量高達(dá)3600萬(wàn)hm2，并呈現(xiàn)出了遞增的趨勢(shì)。然而，我國(guó)的玉米脫粒技術(shù)還存在著一定的問(wèn)題。在當(dāng)下，我國(guó)大部分的玉米脫粒技術(shù)是通過(guò)人工來(lái)完成的，此外還會(huì)通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的釘齒等對(duì)玉米進(jìn)行打擊，從而達(dá)到脫粒的目的。但這種傳統(tǒng)的方法過(guò)于依靠人力，降低了脫粒機(jī)的使用壽命，并會(huì)對(duì)玉米籽粒造成非常嚴(yán)重的損傷，大大降低玉米的發(fā)芽率。因此，對(duì)傳統(tǒng)玉米脫粒機(jī)進(jìn)行改革，減少對(duì)人力資源的依賴性，提高相應(yīng)的質(zhì)量以及其使用的壽命，便是當(dāng)前相關(guān)企業(yè)最為重要的事情。

一、螺旋擠搓式玉米脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)和工藝流程

螺旋擠搓式自動(dòng)玉米脫粒機(jī)的外殼呈現(xiàn)出錐形，具體結(jié)構(gòu)如下圖所示，此外，自動(dòng)玉米脫粒機(jī)的相關(guān)組成部分也在下圖中進(jìn)行了較為明確的表示，因此將不再本文中進(jìn)行過(guò)多的敘述。

螺旋擠搓式自動(dòng)玉米脫粒機(jī)的主要工作流程為以下方面，首先，將玉米果穗放置于進(jìn)料口之中，并通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)帶輪進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而是軸與螺旋滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，使玉米果穗與錐形壁進(jìn)行摩擦，使玉米果穗之間得到更為充分的擠搓，讓玉米粒脫落。玉米果穗將會(huì)隨著螺旋滾筒的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行滾動(dòng)，并沿著軸線的方向前進(jìn)至排芯區(qū)。因玉米果穗上可能會(huì)殘留小部分的玉米籽粒，滾筒尾部裝有專用的彈簧以及相應(yīng)的固定圈，從而工程浮動(dòng)齒，以便于充分的幫助玉米進(jìn)行脫粒工作。而機(jī)蓋后方的排芯口中出現(xiàn)的玉米粒，則會(huì)通過(guò)收粒斗進(jìn)行回收工作。

螺旋擠搓式自動(dòng)玉米脫粒機(jī)結(jié)構(gòu)圖

二、主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算

1.螺旋滾筒

在螺旋擠搓式自動(dòng)玉米脫粒機(jī)的結(jié)構(gòu)之中，滾筒上方裝有有板齒，而滾筒的作用則是帶動(dòng)板齒進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，使玉米果穗得到更為充分的摩擦。這一部分使玉米脫粒的關(guān)鍵部分，當(dāng)玉米果穗經(jīng)過(guò)這一環(huán)節(jié)之后，表面之上將會(huì)產(chǎn)生均勻的脫粒滾齒。在齒力的作用之下，玉米果穗將進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并使其進(jìn)行摩擦。螺旋擠搓式自動(dòng)玉米脫粒機(jī)的齒根部直徑約為10mm，能夠滿足相應(yīng)工作的需求，此外，其頂端采用的是圓弧設(shè)計(jì)，能夠有效的防止頂部對(duì)玉米粒的損傷，減少應(yīng)力集中的現(xiàn)象。通常情況下，齒的高度約為13mm，其相鄰兩齒之間的夾角約為12°，這一距離能夠有效的保證玉米果穗不會(huì)落入間隙之中，而沿軸向齒距取15mm這一設(shè)計(jì)，也能夠有效的防止玉米脫粒機(jī)出現(xiàn)卡死或者玉米破碎的現(xiàn)象。最后，如何選擇螺旋滾齒滾筒的長(zhǎng)度，也是非常重要的環(huán)節(jié)，若是長(zhǎng)度過(guò)短則會(huì)影響其脫凈率，而過(guò)長(zhǎng)則會(huì)導(dǎo)致玉米芯也會(huì)隨之被打破，加大功率的消耗，增加施工成本。

2.浮動(dòng)齒

在螺旋滾筒的尾端，通常會(huì)裝有相應(yīng)的浮動(dòng)齒，其主要的功能便是將玉米尖部以及玉米芯上殘留的玉米粒脫凈。因越到機(jī)械尾端，其空間便越小，這使得玉米所承受的壓力越大，因此玉米籽粒也會(huì)更為容易被打破。因此，在浮動(dòng)齒的下端增加彈簧，能夠使其隨著玉米的大小進(jìn)行收縮，有效的避免顆粒破碎，保證了脫凈率以及完整度。

3.齒籠

所謂的齒籠主要用來(lái)定位并束縛浮動(dòng)齒頭。在齒籠的上方，布滿了長(zhǎng)方形的孔洞，且其相鄰的孔洞之間的半徑夾角為15°，與固定圈上的凸起圓柱對(duì)應(yīng)。且孔洞的大小應(yīng)做好相應(yīng)的準(zhǔn)備，保證兩孔之間的隔板強(qiáng)度。齒籠沿軸向可以進(jìn)行自由的移動(dòng)，有效的保證了前部螺旋滾筒的鏈接與傳遞。

4.上下箱蓋

通過(guò)上下箱蓋與螺旋滾筒之間的聯(lián)系，可形成一個(gè)較為封閉的脫?？臻g，果穗在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)，可同時(shí)沿著軸線的方向移動(dòng)。而脫?？臻g的增長(zhǎng)，雖然提高了喂入量，但對(duì)降低了脫粒的效率，若是減小脫?？臻g，雖然降低了喂入量，但卻能有效的保證脫粒的質(zhì)量。通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)可表明，脫?？臻g控制在30mm左右，是在保證質(zhì)量的同時(shí)，最大的脫?？臻g。對(duì)于外形方面，上下箱蓋的外殼均為錐形，在長(zhǎng)度不變的情況之下，錐度過(guò)大邊會(huì)導(dǎo)致玉米芯不易排出，使得玉米芯遭到粉碎，降低脫粒的質(zhì)量，而過(guò)小的話，則會(huì)導(dǎo)致其對(duì)玉米施加的壓力不足，降低脫凈率，較小的玉米可能會(huì)并未得到脫粒便會(huì)排出機(jī)械外部。通過(guò)上箱蓋與下箱蓋之間的配合，使錐度與其一致，并在底部均勻布滿直徑為10mm，間隔為5mm的孔洞，便能夠有效的提升玉米的脫凈率，并能夠有效的減少相應(yīng)的資金投入。

三、總結(jié)

通過(guò)STM32，結(jié)合進(jìn)步電機(jī)的相關(guān)特性、螺旋擠搓的工作原理等相應(yīng)的技術(shù)所設(shè)計(jì)出的螺旋擠搓式自動(dòng)玉米脫粒機(jī)，能夠有效的提高玉米的脫凈率，降低傳統(tǒng)玉米脫粒機(jī)對(duì)玉米籽粒的損傷，有效的減少人力資源的應(yīng)用。但這種脫粒機(jī)仍然存在著相應(yīng)的問(wèn)題，這也將是之后玉米脫粒機(jī)的研究方向。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：山東省濱州市無(wú)棣縣棣豐街道辦事處）