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一、研究意義及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述
1．研究的意義
隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，在農(nóng)村，人們的生活水平得到了很大的提高，生活中的常用農(nóng)業(yè)機具也都向機械化，自動化發(fā)展，玉米脫粒機就是其中一個很典型的實例，隨著人們的玉米產(chǎn)量的不斷增加，玉米脫粒就成為了一個擺在人們面前的一個問題，人工脫粒太慢，費時間，而且需要的人很多，很不方便，玉米脫粒機的出現(xiàn)，解決了一起問題，需要的人工少，而且主要是工作效率有大大的提高，2到3個人一上午就能完成10萬斤玉米的脫粒。所以玉米脫粒機是農(nóng)家不可缺少的必備農(nóng)機。但是現(xiàn)有玉米脫粒機有許多的不足之處，例如玉米脫凈率低，脫離完成之后還需要人工將未脫凈的玉米棒搓干凈，浪費大量的人力、物力；玉米粒摻雜大量的雜物，還需要進行人工清選，效率低；脫粒完成之后還要人工進行清選裝袋；玉米破損率高，容易導(dǎo)致玉米發(fā)生霉變，其市場價值和出口價值降低等等。現(xiàn)在迫切需要一種新型玉米脫粒機的出現(xiàn)來彌補現(xiàn)行脫粒機的缺點。
2.國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀
國外：
從1785年蘇格蘭人安朱梅克( AndrewMeikle)發(fā)明第一個回轉(zhuǎn)滾筒脫粒裝置以來, 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(fā)出新的種子玉米脫粒裝置。1815年, 美國開發(fā)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(gòu)成, 通過手搖曲柄來轉(zhuǎn)動一個安裝有釘?shù)谋P片。脫粒時, 操作員一邊搖動曲柄來旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)的輥子組成, 在三個差速旋轉(zhuǎn)的輥子所產(chǎn)生的摩擦力作用下, 玉米籽粒被脫下。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(yīng)性強等特點。
美國AECgroup公司生產(chǎn)的HS-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(yīng)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(fā)達國家應(yīng)用普遍。該機生產(chǎn)率高( 10-12t/h), 破碎率0. 8%左右, 但體積龐大, 價格昂貴。
2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析
上個世紀(jì)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(yīng)用, 當(dāng)時以大、中型脫粒機為主。進入80年代后, 農(nóng)村開始實行家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制, 我國又相繼研發(fā)了沖擊式原理的一系列中、小型玉米脫粒機, 以適應(yīng)農(nóng)戶的生產(chǎn)需要。
80年代初期, 我國開始推行實現(xiàn)種子生產(chǎn)專業(yè)化、種子加工機械化、種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化、品種布局區(qū)域化和以縣為單位組織統(tǒng)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(shè)備。1996年重慶市農(nóng)機研究所陳呂西開發(fā)采用搓擦式原理5TY-0. 2型玉米脫粒機。2001年農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計研究院何曉鵬在消化吸收美國引進設(shè)備基礎(chǔ)上進行自主研發(fā)的新型擠搓式玉米脫粒機, 由北京西達農(nóng)業(yè)工程科技發(fā)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(chǔ)上生產(chǎn)出了各種系列擠搓式玉米脫粒機。2007年沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)李心平研制出了差速式玉米脫粒機。
雖然最近幾年有許多玉米脫粒機問世，但是由于市場競爭激烈，許多生產(chǎn)廠家降低產(chǎn)品的質(zhì)量和成本，不進行脫粒技術(shù)的研發(fā)和功能的改進，使得玉米脫粒機市場發(fā)展緩慢，甚至不進反退。
研究方法
通過閱讀查找資料和實際拆解各種脫粒機，對國內(nèi)外玉米脫粒機的機械結(jié)構(gòu)、脫粒方法充分研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際生產(chǎn)過程在原有脫粒機的基礎(chǔ)上進行改進，在老師的指導(dǎo)下根據(jù)設(shè)計要求和控制要求進行精確的計算，研究、設(shè)計脫粒機的總體構(gòu)成和執(zhí)行機構(gòu)，用CAD對機械進行設(shè)計，并利用pro/e運行動畫模擬，防止運動干涉和進行結(jié)構(gòu)的改進。
技術(shù)路線：
該新型玉米脫粒裝袋機由六大部分組成：機架部分、入料部分、脫粒部分、清選部分、電動機。整個工作過程是：玉米從入料口進入脫粒滾筒，通過滾筒與柵板的擠壓，玉米芯由滾筒推往機架后部排出，玉米粒透過柵板在重力作用下掉落到清選部分，通過風(fēng)機和篩子的清選，完成玉米的脫粒工作。
可行性分析:
新型玉米脫粒機與老式的有很大的不同，新型玉米脫粒機具有破碎率低，效率高，對玉米含水率使用范圍廣，脫凈率高，清選干凈，放置簡單等優(yōu)點。目前國內(nèi)現(xiàn)有機型主軸轉(zhuǎn)速高，采用的是靠高速軸上的釘尺打擊玉米穗實現(xiàn)脫粒，籽粒破損嚴(yán)重。在玉米含水率18％時，國內(nèi)實現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)：脫凈率98％-99％，破損率1％-2％，主機易堵塞。本項目實施后的技術(shù)指標(biāo)：脫凈率大于99.6％，破損率小于0.6％，主機不易堵塞，節(jié)省時間，提高效率。與老式脫粒機相比，玉米損失率降低了1％。
預(yù)期結(jié)果：
脫凈率大于99.6％，破損率小于0.6％，主機不易堵塞，脫粒能力2t/h。
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[11]《齒盤式玉米脫粒機的運動和參數(shù)分析》崔東飛