螺旋挤搓式自动玉米脱粒机的设计研究

付清秀

摘 要：截至目前，我国的玉米脱粒机大部分无法离开人工的控制，而这种人工上料速度并不均匀，严重的影响了脱粒机的寿命以及脱粒的速度，此外，传统脱粒机采用的是打击原理，对玉米粒也会产生非常严重的伤害。因此，如何对传统玉米脱粒机的设计进行升级，减少上述问题的发生，变称为了当前相关企业最为关注的问题。本文将对螺旋挤搓式自动玉米脱粒机进行介绍，并对其设计原理进行详细研究，以便于探讨螺旋挤搓式自动玉米脱粒机的优势在哪。

关键词：螺旋挤搓式；自动玉米脱粒机；设计研究

据统计，我国的玉米产量占据全世界的第二名，截至到2014年，我国玉米的总产量高达3600万hm2，并呈现出了递增的趋势。然而，我国的玉米脱粒技术还存在着一定的问题。在当下，我国大部分的玉米脱粒技术是通过人工来完成的，此外还会通过高速旋转的钉齿等对玉米进行打击，从而达到脱粒的目的。但这种传统的方法过于依靠人力，降低了脱粒机的使用寿命，并会对玉米籽粒造成非常严重的损伤，大大降低玉米的发芽率。因此，对传统玉米脱粒机进行改革，减少对人力资源的依赖性，提高相应的质量以及其使用的寿命，便是当前相关企业最为重要的事情。

一、螺旋挤搓式玉米脱粒机的结构和工艺流程

螺旋挤搓式自动玉米脱粒机的外壳呈现出锥形，具体结构如下图所示，此外，自动玉米脱粒机的相关组成部分也在下图中进行了较为明确的表示，因此将不再本文中进行过多的叙述。

螺旋挤搓式自动玉米脱粒机的主要工作流程为以下方面，首先，将玉米果穗放置于进料口之中，并通过电机带动带轮进行转动，从而是轴与螺旋滚筒转动，使玉米果穗与锥形壁进行摩擦，使玉米果穗之间得到更为充分的挤搓，让玉米粒脱落。玉米果穗将会随着螺旋滚筒的旋转进行滚动，并沿着轴线的方向前进至排芯区。因玉米果穗上可能会残留小部分的玉米籽粒，滚筒尾部装有专用的弹簧以及相应的固定圈，从而工程浮动齿，以便于充分的帮助玉米进行脱粒工作。而机盖后方的排芯口中出现的玉米粒，则会通过收粒斗进行回收工作。

螺旋挤搓式自动玉米脱粒机结构图

二、主体结构设计及计算

1.螺旋滚筒

在螺旋挤搓式自动玉米脱粒机的结构之中，滚筒上方装有有板齿，而滚筒的作用则是带动板齿进行转动，使玉米果穗得到更为充分的摩擦。这一部分使玉米脱粒的关键部分，当玉米果穗经过这一环节之后，表面之上将会产生均匀的脱粒滚齿。在齿力的作用之下，玉米果穗将进行旋转，并使其进行摩擦。螺旋挤搓式自动玉米脱粒机的齿根部直径约为10mm，能够满足相应工作的需求，此外，其顶端采用的是圆弧设计，能够有效的防止顶部对玉米粒的损伤，减少应力集中的现象。通常情况下，齿的高度约为13mm，其相邻两齿之间的夹角约为12°，这一距离能够有效的保证玉米果穗不会落入间隙之中，而沿轴向齿距取15mm这一设计，也能够有效的防止玉米脱粒机出现卡死或者玉米破碎的现象。最后，如何选择螺旋滚齿滚筒的长度，也是非常重要的环节，若是长度过短则会影响其脱净率，而过长则会导致玉米芯也会随之被打破，加大功率的消耗，增加施工成本。

2.浮动齿

在螺旋滚筒的尾端，通常会装有相应的浮动齿，其主要的功能便是将玉米尖部以及玉米芯上残留的玉米粒脱净。因越到机械尾端，其空间便越小，这使得玉米所承受的压力越大，因此玉米籽粒也会更为容易被打破。因此，在浮动齿的下端增加弹簧，能够使其随着玉米的大小进行收缩，有效的避免颗粒破碎，保证了脱净率以及完整度。

3.齿笼

所谓的齿笼主要用来定位并束缚浮动齿头。在齿笼的上方，布满了长方形的孔洞，且其相邻的孔洞之间的半径夹角为15°，与固定圈上的凸起圆柱对应。且孔洞的大小应做好相应的准备，保证两孔之间的隔板强度。齿笼沿轴向可以进行自由的移动，有效的保证了前部螺旋滚筒的链接与传递。

4.上下箱盖

通过上下箱盖与螺旋滚筒之间的联系，可形成一个较为封闭的脱粒空间，果穗在进行运动时，可同时沿着轴线的方向移动。而脱粒空间的增长，虽然提高了喂入量，但对降低了脱粒的效率，若是减小脱粒空间，虽然降低了喂入量，但却能有效的保证脱粒的质量。通过相关实验可表明，脱粒空间控制在30mm左右，是在保证质量的同时，最大的脱粒空间。对于外形方面，上下箱蓋的外壳均为锥形，在长度不变的情况之下，锥度过大边会导致玉米芯不易排出，使得玉米芯遭到粉碎，降低脱粒的质量，而过小的话，则会导致其对玉米施加的压力不足，降低脱净率，较小的玉米可能会并未得到脱粒便会排出机械外部。通过上箱盖与下箱盖之间的配合，使锥度与其一致，并在底部均匀布满直径为10mm，间隔为5mm的孔洞，便能够有效的提升玉米的脱净率，并能够有效的减少相应的资金投入。

三、总结

通过STM32，结合进步电机的相关特性、螺旋挤搓的工作原理等相应的技术所设计出的螺旋挤搓式自动玉米脱粒机，能够有效的提高玉米的脱净率，降低传统玉米脱粒机对玉米籽粒的损伤，有效的减少人力资源的应用。但这种脱粒机仍然存在着相应的问题，这也将是之后玉米脱粒机的研究方向。

参考文献

[1]韩东.农用玉米脱粒机机械结构分析、设计方案及电动机的选择[J].农村实用技术，2018（05）：57-58.

[2]吴俊飞，韩云飞，王倩，杜照远，黄旭.小型玉米脱粒机高速转子的结构设计及有限元分析[J].内蒙古农业大学学报（自然科学版），2017，38（05）：40-44.

[3]刘家荣，黄廷杰.蒙城县玉米籽粒机械化收获技术应用现状及推广前景分析[J].农机使用与维修，2017（06）：10-11.

[4]张洪军，王凤娟，姬晓东.螺旋钉齿式滚筒转速对玉米脱粒效果的影响分析[J].机械设计与制造，2016（03）：58-60.

（作者单位：山东省滨州市无棣县棣丰街道办事处）