种子分离转盘

张世一

农作物在生长过程中，由于光照、养分的不均衡，会造成部分颗粒不饱满，即所谓的“次品”。播种前，必须将种子中的“次品”剔除，以免影响种植效果。作为产品出售时，“次品”也会影响卖相。

如何快速地将“次品”种子从成千上万的种子中筛选出来？在学习离心力后，我设计了一种旋转转盘，结构如图1所示。

图1中的上图是平面图，下图为侧视图。通过底部的电动机带动传动轴转动。传动轴与大、小转盘相连，当以一定的速度旋转时，带动大、小转盘转动。将需要分离的种子放入转盘中，种子受力情况如图2所示。

设种子质量为m，转盘以ω的角速度旋转，种子受到与转盘半径垂直的离心力F，其大小为F=mrω2。颗粒饱满的种子质量m较大，其受到的离心力F较大。而颗粒较小的“次品”种子质量m较小，其受到的离心力F较小。

离心力大的种子斜向运动的力较大，会挤压离心力小的种子。通过数轮旋转，离心力大的种子逐渐向大转盘的外缘运动，而离心力小的种子在离心力大的种子的挤压下，逐渐向小转盘汇集，最终达到平衡状态。

如图3所示，大颗粒的种子留在大转盘里，其中颗粒越大的种子越靠近大转盘的边缘处。而颗粒较小的种子会留在小转盘里，且越靠近小轉盘颗粒越小。此时，只需清理小转盘内的种子就可有效清除种子中的“次品”。