螺旋擠搓式自動玉米脫粒機的設計研究

付清秀

摘 要：截至目前，我國的玉米脫粒機大部分無法離開人工的控制，而這種人工上料速度并不均勻，嚴重的影響了脫粒機的壽命以及脫粒的速度，此外，傳統脫粒機采用的是打擊原理，對玉米粒也會產生非常嚴重的傷害。因此，如何對傳統玉米脫粒機的設計進行升級，減少上述問題的發生，變稱為了當前相關企業最為關注的問題。本文將對螺旋擠搓式自動玉米脫粒機進行介紹，并對其設計原理進行詳細研究，以便于探討螺旋擠搓式自動玉米脫粒機的優勢在哪。

關鍵詞：螺旋擠搓式；自動玉米脫粒機；設計研究

據統計，我國的玉米產量占據全世界的第二名，截至到2014年，我國玉米的總產量高達3600萬hm2，并呈現出了遞增的趨勢。然而，我國的玉米脫粒技術還存在著一定的問題。在當下，我國大部分的玉米脫粒技術是通過人工來完成的，此外還會通過高速旋轉的釘齒等對玉米進行打擊，從而達到脫粒的目的。但這種傳統的方法過于依靠人力，降低了脫粒機的使用壽命，并會對玉米籽粒造成非常嚴重的損傷，大大降低玉米的發芽率。因此，對傳統玉米脫粒機進行改革，減少對人力資源的依賴性，提高相應的質量以及其使用的壽命，便是當前相關企業最為重要的事情。

一、螺旋擠搓式玉米脫粒機的結構和工藝流程

螺旋擠搓式自動玉米脫粒機的外殼呈現出錐形，具體結構如下圖所示，此外，自動玉米脫粒機的相關組成部分也在下圖中進行了較為明確的表示，因此將不再本文中進行過多的敘述。

螺旋擠搓式自動玉米脫粒機的主要工作流程為以下方面，首先，將玉米果穗放置于進料口之中，并通過電機帶動帶輪進行轉動，從而是軸與螺旋滾筒轉動，使玉米果穗與錐形壁進行摩擦，使玉米果穗之間得到更為充分的擠搓，讓玉米粒脫落。玉米果穗將會隨著螺旋滾筒的旋轉進行滾動，并沿著軸線的方向前進至排芯區。因玉米果穗上可能會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的固定圈，從而工程浮動齒，以便于充分的幫助玉米進行脫粒工作。而機蓋后方的排芯口中出現的玉米粒，則會通過收粒斗進行回收工作。

螺旋擠搓式自動玉米脫粒機結構圖

二、主體結構設計及計算

1.螺旋滾筒

在螺旋擠搓式自動玉米脫粒機的結構之中，滾筒上方裝有有板齒，而滾筒的作用則是帶動板齒進行轉動，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鍵部分，當玉米果穗經過這一環節之后，表面之上將會產生均勻的脫粒滾齒。在齒力的作用之下，玉米果穗將進行旋轉，并使其進行摩擦。螺旋擠搓式自動玉米脫粒機的齒根部直徑約為10mm，能夠滿足相應工作的需求，此外，其頂端采用的是圓弧設計，能夠有效的防止頂部對玉米粒的損傷，減少應力集中的現象。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落入間隙之中，而沿軸向齒距取15mm這一設計，也能夠有效的防止玉米脫粒機出現卡死或者玉米破碎的現象。最后，如何選擇螺旋滾齒滾筒的長度，也是非常重要的環節，若是長度過短則會影響其脫凈率，而過長則會導致玉米芯也會隨之被打破，加大功率的消耗，增加施工成本。

2.浮動齒

在螺旋滾筒的尾端，通常會裝有相應的浮動齒，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，因此玉米籽粒也會更為容易被打破。因此，在浮動齒的下端增加彈簧，能夠使其隨著玉米的大小進行收縮，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定位并束縛浮動齒頭。在齒籠的上方，布滿了長方形的孔洞，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應。且孔洞的大小應做好相應的準備，保證兩孔之間的隔板強度。齒籠沿軸向可以進行自由的移動，有效的保證了前部螺旋滾筒的鏈接與傳遞。

4.上下箱蓋

通過上下箱蓋與螺旋滾筒之間的聯系，可形成一個較為封閉的脫?？臻g，果穗在進行運動時，可同時沿著軸線的方向移動。而脫?？臻g的增長，雖然提高了喂入量，但對降低了脫粒的效率，若是減小脫粒空間，雖然降低了喂入量，但卻能有效的保證脫粒的質量。通過相關實驗可表明，脫?？臻g控制在30mm左右，是在保證質量的同時，最大的脫?？臻g。對于外形方面，上下箱蓋的外殼均為錐形，在長度不變的情況之下，錐度過大邊會導致玉米芯不易排出，使得玉米芯遭到粉碎，降低脫粒的質量，而過小的話，則會導致其對玉米施加的壓力不足，降低脫凈率，較小的玉米可能會并未得到脫粒便會排出機械外部。通過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的資金投入。

三、總結

通過STM32，結合進步電機的相關特性、螺旋擠搓的工作原理等相應的技術所設計出的螺旋擠搓式自動玉米脫粒機，能夠有效的提高玉米的脫凈率，降低傳統玉米脫粒機對玉米籽粒的損傷，有效的減少人力資源的應用。但這種脫粒機仍然存在著相應的問題，這也將是之后玉米脫粒機的研究方向。

參考文獻

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（作者單位：山東省濱州市無棣縣棣豐街道辦事處）