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      一種水稻單穗脫粒工作裝置研制與試驗(yàn)

      2023-07-27 10:46:32李秀娟
      農(nóng)業(yè)科技與裝備 2023年2期
      關(guān)鍵詞:脫粒機(jī)單穗凈率

      李秀娟

      (遼寧省農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所,沈陽 110161)

      水稻育種過程繁瑣、工作量大[1],需要對(duì)大量單株單穗水稻種子進(jìn)行脫粒。水稻育種脫粒不同于普通脫粒,其質(zhì)量要求損傷小、雜質(zhì)少[2-3],但目前使用的脫粒機(jī)普遍存在種子易破損、易混雜、難清理等問題,導(dǎo)致勞動(dòng)強(qiáng)度增大、種子純度難以保證,影響育種質(zhì)量和效果。針對(duì)上述問題,設(shè)計(jì)一種水稻單穗脫粒工作裝置,介紹機(jī)具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、工作原理和試驗(yàn)方法,分析樣機(jī)試驗(yàn)結(jié)果,為水稻育種機(jī)械化提供裝備支撐。

      1 水稻單穗脫粒機(jī)總體設(shè)計(jì)

      1.1 機(jī)具結(jié)構(gòu)

      機(jī)具主要由上箱體、下箱體、合頁、把手組成,如圖1所示。

      圖1 機(jī)具結(jié)構(gòu)示意圖Figure 1 Structural diagram of the machine

      通過合頁連接上箱體和下箱體,組成脫粒室。上箱體、下箱體前開合端設(shè)有脫粒間隙,上箱體內(nèi)等間距設(shè)置多個(gè)脫粒板,脫粒板下端伸入下箱體。脫粒板下端面與下方箱體鋼絲表面相切,脫粒板長度方向和鋼絲軸向平行且在同一豎直面內(nèi)。脫粒板與鋼絲共同組成脫粒工作部件。

      1.2 工作原理

      脫粒作業(yè)時(shí),向上拉動(dòng)上箱體的拉手,打開脫粒室,將稻穗放入后將上箱體合上。關(guān)閉脫粒室,上箱體、下箱體間的開合端面間設(shè)有脫粒間隙,稻穗主莖稈通過脫粒間隙伸出脫粒室外。拉動(dòng)稻穗主莖桿,在脫粒板與鋼絲對(duì)稻穗的夾緊力作用下,莖稈被拉出,稻谷被捋下落入下箱體,最終完成脫粒作業(yè)。作業(yè)時(shí),上箱體和下箱體所組成的脫粒室應(yīng)與外界隔離,以確保稻谷純度和避免飛濺損失。

      1.3 主要技術(shù)參數(shù)

      水稻單穗脫粒機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見表1。

      表1 主要性能指標(biāo)Table 1 Main performance indicators

      2 主要部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

      2.1 脫粒室機(jī)構(gòu)

      脫粒室由上箱體、下箱體、上拉手、下拉手、合頁等組成,如圖2 所示。上箱體、下箱體的一側(cè)通過合頁連接,另一側(cè)的結(jié)合部位設(shè)有1~1.2 mm脫粒間隙,可讓稻穗主莖稈通過。上箱體、下箱體另一側(cè)分別安裝上拉手、下拉手,拉動(dòng)上箱體把手可使上箱體與下箱體自由開合。上箱體、下箱體組成脫粒室,脫粒作業(yè)時(shí)脫粒室處于封閉狀態(tài),以防止稻粒飛濺而出。

      圖2 脫粒室機(jī)構(gòu)示意圖Figure 2 Schematic diagram of threshing chamber mechanism

      2.2 脫粒部件設(shè)計(jì)

      脫粒部件由脫粒板、鋼絲、脫粒間隙組成,如圖3所示。設(shè)置多個(gè)脫料板,等間距安裝在上箱體上。脫料板由聚氨脂橡膠板制成,可減少稻谷損傷。脫粒板下端伸出上箱體底面10~15 mm。脫粒鋼絲與脫料板對(duì)應(yīng)設(shè)置,脫粒鋼絲通過鋼絲輔助件安裝在下箱體內(nèi),脫粒鋼絲的預(yù)緊力可調(diào)。

      圖3 脫粒板安裝結(jié)構(gòu)示意圖Figure 3 Structural mechanism of threshing plate installation

      2.3 鋼絲調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì)

      鋼絲調(diào)節(jié)裝置包括螺柱、墊圈及螺母,如圖4 所示。鋼絲端部固定在螺柱上,螺柱套置墊圈后安裝螺母,通過螺母調(diào)節(jié)鋼絲張緊力,即可達(dá)到提高脫粒效果的目的。

      圖4 脫粒鋼絲安裝結(jié)構(gòu)示意圖Figure 4 Structural mechanism of threshing steel wire installation

      3 性能試驗(yàn)與結(jié)果分析

      水稻品種選用沈農(nóng)9903,穗長210~230 mm,籽粒含水量18%~23%,籽粒千粒質(zhì)量21~25 g,莖稈含水率45%~55%,小穗含水率41%~50%。通過生產(chǎn)性能試驗(yàn),測(cè)定水稻單株單穗脫粒機(jī)主要性能指標(biāo),包括生產(chǎn)率、破損率、脫凈率、含雜率、飛濺率等。

      按照《脫粒機(jī)試驗(yàn)方法》(GB/T 5982-2017)進(jìn)行水稻單株單穗脫粒機(jī)性能測(cè)試。試驗(yàn)共4次,每次取水稻單穗數(shù)量30穗,性能測(cè)試結(jié)果見表2。

      表2 性能測(cè)試結(jié)果Table 2 Performance test results

      由表2可知:水稻單株單穗脫粒機(jī)采用手持單株(穗)捋穗式脫粒方式,測(cè)定生產(chǎn)率平均值為1 819.25穗/h,生產(chǎn)率出現(xiàn)差異是由操作人員熟練程度及水稻本身性能不同而引起;脫凈率、破損率分別為99.55%,0,脫凈率高、破損率小,達(dá)到人工脫粒脫凈水平,能夠滿足水稻考種要求;脫粒時(shí)只對(duì)莖稈進(jìn)行處理,余下稻穗部分含雜率極小;脫粒室為封閉式結(jié)構(gòu),脫粒作業(yè)后飛濺率為0。

      4 結(jié)論

      樣機(jī)試驗(yàn)結(jié)果表明:在籽粒含水量18%~23%、籽粒千粒質(zhì)量21~25 g、莖稈含水率45%~55%、小穗含水率41%~50%條件下,脫凈率>99.00%,破損率為0,含雜率為0.0 875%,飛濺率為0。這說明該機(jī)能實(shí)現(xiàn)水稻育種脫粒作業(yè),稻谷樣本損傷小、純度高,有助于解決稻谷破損與脫凈率之間的矛盾,能夠滿足水稻育種試驗(yàn)脫粒質(zhì)量要求。

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