趙武云，戴飛*，張鋒偉，王廣萬

（1. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；2. 酒泉奧凱種子機械有限公司，甘肅 酒泉 735000）

5TYJ-10A玉米種子脫粒機作業(yè)性能試驗

趙武云1，戴飛1*，張鋒偉1，王廣萬2

（1. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；2. 酒泉奧凱種子機械有限公司，甘肅 酒泉 735000）

為進一步探明脫粒裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)對玉米種子果穗脫粒生產(chǎn)作業(yè)的影響，依托自行研制的5TYJ-10A玉米種子脫粒機，通過置換分別攜有釘齒類、直板齒類、組合螺旋板齒類3類脫粒元件的脫粒裝置，分析玉米種子脫粒裝置工作性能，建立組合螺旋脫粒板齒幾何參數(shù)相關(guān)數(shù)學(xué)模型，分析獲得組合式螺旋板齒脫粒裝置相關(guān)脫粒板齒半徑、中心脫粒間距及板齒高度的設(shè)計參數(shù)。試驗結(jié)果表明，選取出作業(yè)性能良好的組合螺旋板齒式脫粒裝置，其脫凈率為99.16%、含雜率為3.26%、破碎率為0.43%，對應(yīng)實際生產(chǎn)率為11.6 t/h。采用脫粒板齒試驗裝置進行不同脫粒板齒螺旋角試驗選取，結(jié)果表明，當(dāng)組合螺旋板齒角為6°-12°時更適宜進行玉米種子脫粒作業(yè)。研究成果將為玉米種子脫粒生產(chǎn)裝備的研發(fā)提供參考與借鑒。

玉米種子；變徑變間距；脫粒裝置；脫粒元件；作業(yè)性能

Abstract：In order to prove the structure parameters of threshing device which influence on corn seed ear threshing production, by relying on the type of 5TYJ-10A corn seed thresher, through replacement of 3 different threshing units(spike-tooth and straight tooth and combined spiral bar tooth) to carry out the operating performance contrast test of these threshing device. Geometric parameter mathematical model with combined spiral bar tooth was established,which analyzed to obtain the relevant design parameters of the threshing units tooth radius and the center threshing distance and the threshing units tooth height. The experimental results showed that it must be chose the best operating performance of combined spiral bar tooth, the threshing rate was 99.16%, the impurity rate was 3.26%, the broken rate was 0.43% and the actual productivity was 11.6 t/h. Select test was completed with the threshing units tooth in different spiral angle, the experimental results showed that when the combined spiral tooth angle was selected in 6°-12° which more suitable for corn seed threshing operations. The results would provide reference for corn seed threshing production equipment research and development.

Key words：corn seed; varied-diameter and varied-spacing; threshing device; threshing components; performance

甘肅西部是中國重要的玉米種子育種基地之一，實現(xiàn)其玉米種子果穗機械化脫 粒 生 產(chǎn) 是 必 然 趨 勢[1-2]。玉米種子果穗及其籽粒均小于商品玉米，其形狀與穗軸的排列具有不規(guī)則性，籽粒與玉米芯結(jié)合力大，果穗各部位籽粒與玉米芯聯(lián)接強度差別較多，不易脫粒。同時，玉米種子是有生命的有機體，其物理機械特性相對復(fù)雜，對脫粒裝置工作質(zhì)量要求高[3-4]，因此，研制作業(yè)性能良好的玉米種子脫粒裝置已迫在眉睫，對我國制種業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

目前，國內(nèi)針對玉米種子脫粒機的研究較少，大部分玉米種子的脫粒作業(yè)仍舊采用人工手動脫?；騻鹘y(tǒng)玉米脫粒機完成。傳統(tǒng)玉米脫粒裝置通過安裝在脫粒主軸上的釘齒元件對玉米果穗進行攪動和擊打來完成脫粒作業(yè)，對玉米制種籽粒的損傷大、破碎率高，對玉米種子后續(xù)發(fā)芽、出苗產(chǎn)生嚴重影響與制約；同時，果穗在脫粒過程中，穗軸碎芯較多，對后續(xù)預(yù)清機的風(fēng)選、篩選系統(tǒng)構(gòu)成很大壓力，導(dǎo)致預(yù)清后種子清選含雜率較大[5-6]。因此，脫粒裝置是脫粒系統(tǒng)的重要工作部件，其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)直接影響玉米種子脫粒機的作業(yè)效果。

為此，依托自行研制的5TYJ-10A玉米種子脫粒機，通過置換分別攜有釘齒類、直板齒類、組合螺旋板齒類3類不同結(jié)構(gòu)參數(shù)脫粒元件的脫粒裝置，分析該玉米種子脫粒機脫粒裝置相關(guān)工作特性。同時，建立組合螺旋脫粒板齒幾何參數(shù)相關(guān)數(shù)學(xué)模型，分析獲得組合式螺旋板齒脫粒裝置相關(guān)脫粒板齒半徑、中心脫粒間距及板齒高度的設(shè)計參數(shù)，旨在進一步提升5TYJ-10A玉米種子脫粒機的作業(yè)性能。

1 整機結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)組成

設(shè)計的5TYJ-10A玉米種子脫粒機主要由脫粒裝置、排芯口變剛度壓板裝置及動力、傳動系統(tǒng)等部件組成[7]，整機結(jié)構(gòu)如圖1所示。整機工作腔可在脫粒裝置右端螺旋進料板齒的作用下快速填充，且通過左端排芯口變剛度壓板裝置壓板桿轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)，最終實現(xiàn)對工作腔內(nèi)玉米果穗擠搓脫粒壓力的動態(tài)控制。

圖1 5TYJ-10A玉米種子脫粒機結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure diagram of the type of 5TYJ-10A corn seed thresher

1.2 作業(yè)原理

玉米種子脫粒機作業(yè)時，剝?nèi)グ~的玉米種子果穗在人工投放下通過傳送帶作業(yè)勻速由喂料斗進入進料口，在滾筒端部螺旋板齒的旋轉(zhuǎn)帶動下輸送至作業(yè)機脫粒區(qū)，且在脫粒裝置打擊或擠搓脫粒過程中，玉米籽粒通過漏籽板進入出料斗進而排出機外。果穗芯繼續(xù)向前運動并滯留在排芯口附近，當(dāng)果穗芯大量堆積在脫粒區(qū)內(nèi)產(chǎn)生一定壓力后，頂起脫粒機排芯口變剛度壓板裝置而排出，完成玉米種子果穗高效脫粒的目的。

1.3 脫粒裝置工作性能分析

脫粒裝置是玉米脫粒機的關(guān)鍵核心部件之一，其脫粒性能優(yōu)劣直接影響脫粒機的整機作業(yè)性能[8-10]。5TYJ-10A玉米種子脫粒機脫粒裝置主體結(jié)構(gòu)為圓柱型，由前端螺旋喂入進料板齒、脫粒軸主體、排芯直板齒三部分組成（圖2）。作業(yè)時前端喂入進料板齒導(dǎo)板葉片旋轉(zhuǎn)，將傳送帶輸送的種子玉米果穗均勻喂入作業(yè)機內(nèi)部，安裝在脫粒裝置主體上的脫粒元件抓取物料進行脫粒并向后輸送，末端排芯直板齒將脫粒后的果穗軸芯排出作業(yè)機外。根據(jù)玉米種子脫粒作業(yè)機理，將脫粒裝置主體劃分為喂入段、脫粒段及排芯段3個作業(yè)區(qū)[11]。

脫粒裝置喂入段應(yīng)具有較強的物料輸送能力，能夠?qū)崿F(xiàn)脫粒物料均勻、有序喂入；脫粒段應(yīng)當(dāng)保證脫粒損失較小，同時避免因脫粒元件打擊、揉搓力過大而造成玉米種子籽粒暗傷與破碎，且有利于脫粒混合物軸向快速輸送；排芯段需具有較大的撥動脫粒物料能力，便于脫粒后穗軸的及時排出。因此，脫粒裝置作業(yè)區(qū)脫粒元件結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取尤為關(guān)鍵。

圖2 脫粒裝置作業(yè)區(qū)劃分示意圖Fig.2 Working district of conical threshing cylinder

2 脫粒裝置作業(yè)性能試驗

2.1 試驗設(shè)備

脫粒元件是實現(xiàn)玉米種子與果穗軸分離的最關(guān)鍵部件，需要對籽粒果柄連接部位產(chǎn)生沖擊或搓擦力，同時不易損傷種皮與胚芽；且設(shè)置的脫粒元件對脫粒物料應(yīng)具有軸向輸送功能，以便提高作業(yè)機生產(chǎn)效率。脫粒裝置作業(yè)性能試驗依托自行研制的玉米種子脫粒機，在綜合考慮傳統(tǒng)脫粒元件類型及課題組已有研究的基礎(chǔ)上分別選取釘齒、直板齒、組合螺旋板齒3類脫粒元件的脫粒裝置（圖3）。通過對脫粒機中脫粒裝置進行置換，并開展不同類型脫粒裝置工作性能對比試驗，選取最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)[12]。

圖3 帶有不同脫粒元件的脫粒裝置Fig.3 Structure of threshing cylinder with different threshing component

釘齒類脫粒元件，共15組，釘齒高40 mm，直徑11 mm，分別以每組2枚垂直、水平兩方向均勻分布在脫粒裝置軸上；直板齒類脫粒元件，共8組，板齒高40 mm，厚10 mm，長109 mm，分別以每組2枚垂直、水平兩方向在脫粒軸上均勻排列；組合螺旋板齒類脫粒元件，由呈螺旋線分布的螺旋平板齒、螺旋冠狀齒組成，其中平板齒與冠狀齒的齒寬均為109 mm，齒厚10 mm，二者的齒高螺旋增幅為25%，齒節(jié)距增幅為53%，裝置右端第1組小徑冠狀齒與平板齒的高度均為50 mm、齒節(jié)距為100 mm[11]。

2.2 試驗材料與方法

選取甘肅省玉米種子種植主導(dǎo)品種金穗4號玉米果穗作為試驗材料，試驗在甘肅白銀金穗種業(yè)有限公司果穗脫粒車間內(nèi)進行。玉米果穗平均長度為153 mm，大端平均直徑為47.2 mm，小端平均直徑為36.8 mm，穗行數(shù)為14-16行，偏馬齒型，籽粒含水率在17.3%-18.5%之間。

試驗時去除苞葉的玉米種子果穗通過傳送帶作用勻速進入脫粒機喂料斗，通過對傳送帶變速電機的調(diào)節(jié)，將脫粒機玉米果穗喂入量控制在2.80 kg/s，脫粒機脫粒裝置轉(zhuǎn)速選取為240 r/min，試驗重復(fù)3次。試驗方法參照《農(nóng)業(yè)機械試驗條件測定方法的一般規(guī)定》（GB/T 5262—2008）和《脫粒機試驗方法》（GB/T 5982—2005）的測定指標(biāo)進行試驗[13-14]。

2.3 試驗結(jié)果與分析

對于玉米種子脫粒機而言，在保障需求生產(chǎn)率的前提下，應(yīng)盡可能保證種子在脫粒時破碎率降到最小值；在此基礎(chǔ)上應(yīng)盡量減小玉米種子的脫凈率及含雜率，為后續(xù)預(yù)清機的風(fēng)選、篩選系統(tǒng)減小壓力[15-16]。因此，以脫凈率、含雜率、籽粒破碎率及生產(chǎn)率為試驗評價指標(biāo)，進行玉米種子脫粒機作業(yè)性能試驗與分析，試驗結(jié)果見表1。

表1 三類脫粒裝置作業(yè)性能試驗結(jié)果Table 1 Performance test results of the 3 kind of threshing unit

試驗過程中發(fā)現(xiàn)，對于釘齒類脫粒裝置而言，當(dāng)種子玉米果穗喂入時，具有很強的物料抓取能力，能滿足玉米果穗在脫粒區(qū)的及時喂入。該類脫粒主要依靠釘齒元件對果穗上籽粒的打擊進行脫粒，釘齒脫粒元件體積小與穗軸接觸面積少，致使其籽粒破碎率達到1.13%，較其余兩類脫粒裝置最大；采用該類脫粒元件進行作業(yè)時，玉米穗軸能夠在打擊作業(yè)時越過釘齒元件，因此果穗并不能實現(xiàn)有序脫粒，使得其籽粒脫凈率分別較后兩類脫粒元件降低0.29%和0.83%。

由于直板齒類脫粒元件體積較大，尺寸較寬，玉米果穗在軸向脫輸作業(yè)時不易越過直板齒脫粒元件，使得種子籽粒有序脫下，能夠提高果穗軸的脫凈率，可達98.62%。在脫粒過程中，板齒類脫粒元件與玉米籽粒接觸面積大且有規(guī)律，因此，采用直板齒類元件可減小玉米籽粒破碎，其破碎率為0.86%，較釘齒類脫粒元件破碎率1.13%降低了0.27%，這對于玉米種子脫粒機是至關(guān)重要的。同時，當(dāng)喂入的玉米種子果穗較長時，脫粒物料不能夠順著脫粒裝置軸向輸送，容易出現(xiàn)穗軸被板齒磕斷現(xiàn)象，致使脫粒區(qū)內(nèi)部碎芯增加，籽粒含雜率升高至4.55%。

組合螺旋板齒類脫粒元件是在直板齒類元件的基礎(chǔ)上進行改進的。其中，螺旋冠狀齒設(shè)計成頂部帶冠形狀，其作用如同人工用竹簽子先將玉米果穗上的局部籽粒擠掉，以便后面擠搓順利。試驗表明，組合螺旋板齒類脫粒元件不僅具有直板齒脫粒元件低破碎的良好作業(yè)性能，同時能夠使玉米果穗在脫粒過程中順著組合螺旋齒軸向快速輸送，基本無穗軸被折斷或堵塞的情況發(fā)生，減少了碎芯，降低了脫粒籽粒含雜率。

由上述三類脫粒裝置作業(yè)性能試驗生產(chǎn)率可以看出，釘齒類脫粒元件由于體積小對玉米果穗的運動擾動小、物料不宜膨脹，并在后續(xù)喂入料的作用下軸向推送速度較其余兩類脫粒元件最快，僅從生產(chǎn)率衡量最高，可達11.9 t/h。組合螺旋板齒和直板齒類似均對脫粒物料軸向輸送干擾較大，但由于其采用變徑變間距螺旋結(jié)構(gòu)而使得脫粒物料輸送較直板齒類脫粒元件更為迅速，因此前者裝置生產(chǎn)率較后者提高了0.4 t/h。

3 組合螺旋板齒脫粒裝置優(yōu)化設(shè)計

三種裝置脫粒元件的脫粒作業(yè)效果對比分析表明，組合螺旋板齒式脫粒裝置采用的變徑變間距結(jié)構(gòu)，能夠保證在脫粒開始階段盡量多增加螺旋冠狀齒與玉米果穗的脫粒接觸，從完整的玉米果穗上剝掉玉米籽粒；脫粒后期階段盡量多增加螺旋平板齒與玉米果穗的脫粒接觸，以保證種子玉米籽粒破碎率的降低。

由于在組合螺旋板齒類脫粒元件中，螺旋平板齒、螺旋冠狀齒按照雙螺旋線排列，其齒高螺旋增幅與齒節(jié)距增幅相一致，使得螺旋平板齒與冠狀板齒的螺距、半徑、齒高度均相等。因此，以其中的螺旋冠狀齒為例對其結(jié)構(gòu)排列參數(shù)進行分析計算。

3.1 脫粒裝置數(shù)學(xué)模型建立與簡化

螺旋線的排列為變徑變間距螺旋板齒脫粒軸上冠狀齒的排列。隨著轉(zhuǎn)軸從喂入段到排料端的不斷變化，冠狀板齒的高度（Rn）與兩板齒中心點間距（an=Sn/2）不斷增大（圖4）。

圖4 螺旋冠狀板齒變徑變間距示意圖Fig.4 Schematic of the diameter changes and varied-linespacing coronary tooth

建立變徑變間距螺旋冠狀板齒脫粒軸參數(shù)模型時，根據(jù)脫粒裝置作業(yè)情況，提出4個前提條件[15]：1）不考慮種子玉米果穗在螺旋冠狀板齒間的壓縮情況；2）螺旋冠狀板齒間的玉米果穗軸向輸送速度等于螺旋冠狀板齒自身的軸向推移速度；3）玉米種子果穗個體之間差異不大，且在軸向脫粒輸送時均勻置于各冠狀板齒之間；4）脫粒裝置在螺旋工作時，玉米果穗的填充系數(shù)為1。

3.2 脫粒裝置關(guān)鍵排列參數(shù)確定

為保證玉米種子果穗在脫粒區(qū)內(nèi)無阻塞和滯留，全面暢通輸送，必須使脫粒裝置整個脫粒作業(yè)段上每個螺距脫粒果穗的體積等于包括本螺距在內(nèi)的前面各螺距上的玉米果穗體積之和[17]，即：

式中：S1，S2，…，Sn分別為第1，2，…，n個螺距的長度（mm）；E為脫粒軸單位長度每轉(zhuǎn)輸送種子玉米果穗體積（mm3/(r·mm)）；Vi為第1，2，…，n個螺距的體積（mm3）。由上式推導(dǎo)得：

式中：Q表示生產(chǎn)率（t/h）；NS表示脫粒裝置的工作轉(zhuǎn)速（r/min）；ρ表示物料密度（kg/m3）；κd表示物料的填充系數(shù)。

脫粒裝置第一個螺距的體積不能小于單位長度的脫粒果穗輸送量，否則就不能保證種子玉米果穗在脫粒軸螺旋冠狀板齒內(nèi)部全面的輸送、玉米籽粒全面的流動。由式（1）歸納可得[18]：

按照設(shè)計的組合式螺旋板齒玉米種子脫粒機結(jié)構(gòu)及工作參數(shù)可知：生產(chǎn)率Q=10 t/h，螺旋平板齒、冠狀板齒所在脫粒區(qū)長度L=872 mm，脫粒軸直徑d=120 mm，脫粒軸作業(yè)轉(zhuǎn)速NS=240 r/min，不同類型板齒個數(shù)均為5組。在實際脫粒試驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)玉米果穗軸在脫粒軸不斷地揉搓、擠壓過程中，脫粒穗芯能夠在螺旋板齒之間基本填充飽滿，因此可近似選取填充系數(shù)κd=1，脫粒物料的密度為ρ=460 kg/m3[19]。

試驗選取的金穗四號玉米種子籽粒高度范圍在10.22-10.86 mm，為便于后續(xù)計算，取11 mm為佳。為保證脫粒物料喂入均勻、有序，冠狀板齒最小外徑應(yīng)當(dāng)與脫粒軸前端螺旋輸送板齒外徑相一致，取D1=220 mm。假設(shè)當(dāng)玉米果穗在脫粒階段后期，只剩少數(shù)籽粒未脫凈時，則玉米果穗直徑減小了穗軸對稱2顆籽粒高度。為保證脫粒間隙變化范圍一定，按照脫粒裝置排芯段填充滿玉米果穗進行設(shè)計，排芯口端部每個螺旋冠狀齒的高度均應(yīng)當(dāng)增加2顆玉米籽粒的高度，因此，螺旋冠狀板齒最大外徑應(yīng)當(dāng)為一對冠狀螺旋板齒最小外徑D1與穗軸4顆種子玉米籽粒高度和為264 mm。

按照金穗4號種子玉米果穗穗長L約153 mm，依照圖5所示，螺旋板齒始端螺距為2/3L，且為便于計算加工，取始端螺距S1=100 mm。由上述分析可以得出，螺旋脫粒板齒外徑從220-264 mm均勻變化，將各參數(shù)帶入式（2）中，可得：E=1731.3 mm3/(r·mm)。

圖5 螺旋板齒始端螺距確定示意圖Fig.5 Beginning of screw pitch with spiral plate tooth

設(shè)計的脫粒軸整段共分為4個螺距，且始端螺距S1=100 mm，結(jié)合邱愛紅等[18]的具體分析方法，分別計算可得：各螺旋冠狀板齒中心脫粒間距a1=50 mm、a2=69.18 mm、a3=126.71 mm、a4=173.34 mm；各螺旋冠狀板齒半徑為R1=110 mm、R2=113 mm、R3=118 mm、R4=125.6 mm、R5=132 mm；螺旋冠狀板齒高度H1=50 mm、H2=53 mm、H3=58 mm、H4=65.6 mm、H5=72 mm。脫粒裝置中螺旋平板齒的排列參數(shù)與螺旋冠狀齒的設(shè)計參數(shù)相同，因此與螺旋冠狀齒排列相同。

3.3 脫粒裝置板齒螺旋角試驗選取

影響螺旋板齒類脫粒元件脫粒軸作業(yè)效果的一個關(guān)鍵因素是板齒螺旋角，因此，針對板齒螺旋角的設(shè)定范圍，進行試驗選取[8,20-21]。為充分觀察脫粒裝置不同螺旋角板齒與玉米種子果穗的動態(tài)互作關(guān)系，采用自制的脫粒板齒試驗裝置應(yīng)用CTT1000電子扭轉(zhuǎn)試驗機在低轉(zhuǎn)速下進行螺旋角試驗選取，其中，扭轉(zhuǎn)試驗機轉(zhuǎn)速設(shè)置為2-6 r/min，玉米果穗進給速度為30 mm/min。

如圖6所示，脫粒板齒試驗裝置由3°-30°不同角度脫粒板齒、柵格凹板和支撐架組成，脫粒板齒通過螺栓固定在支撐架上，柵格凹板可沿著支撐架長槽方向進行調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同尺寸的玉米棒。柵格凹板能與玉米果穗在圓周方向的接觸面積可達到3/4，保證了玉米果穗在脫粒過程中的穩(wěn)定性[11]。

圖6 脫粒板齒試驗裝置Fig.6 Test apparatus of threshing plate tooth

圖7 板齒螺旋角選取試驗Fig.7 Select test of threshing plate tooth spiral angle

如圖7所示，模擬種子玉米果穗脫粒工作狀態(tài)，將玉米果穗夾持在扭轉(zhuǎn)試驗機主軸上，通過更換脫粒板齒桿件，實現(xiàn)板齒脫粒角度變換。其中，脫粒板齒桿件螺旋角范圍為3°-30°，每隔3°對應(yīng)置換一個脫粒板齒元件。結(jié)合實際試驗結(jié)果，對板齒螺旋角進行試驗選取。

試驗結(jié)果表明，當(dāng)選取的螺旋板齒角較小為3°-6°進行脫粒時，隨著脫粒板齒試驗裝置轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，螺旋板齒對玉米籽粒表皮的劃傷情況嚴重，籽粒損傷較大；當(dāng)選取的螺旋板齒角適中為6°-12°進行脫粒時，作業(yè)效果良好，基本無籽粒刮傷與破碎情況產(chǎn)生；當(dāng)選取的螺旋板齒角較大為12°-30°進行脫粒時，穗軸與板齒接觸作用角度變大，板齒對穗軸產(chǎn)生刮擦與擠壓情況嚴重，容易出現(xiàn)碎芯現(xiàn)象。因此，經(jīng)試驗選取后，板齒螺旋角選取為6°-12°時較為適宜。

如圖8所示的玉米果穗脫粒過程的扭矩—扭角曲線圖，在玉米果穗靜止、脫粒板齒試驗裝置轉(zhuǎn)動時，分別測出螺旋平板齒、螺旋冠狀齒脫粒元件各個點上對應(yīng)的扭矩值。當(dāng)選取的螺旋板齒角為6°-12°時，脫粒板齒試驗裝置受到的最大扭矩為44 N·m，最小扭矩趨近2 N·m，呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢，有利于果穗芯從變剛度壓板裝置中順利排出。

圖8 脫粒板齒試驗裝置扭矩-扭角曲線圖Fig.8 Curve chart of torque and torsional angle

4 結(jié)論

1）依托自行研制的玉米種子脫粒機，通過置換攜有釘齒類、直板齒類、組合螺旋板齒類不同脫粒元件的脫粒裝置，開展脫粒裝置工作性能對比試驗，試驗結(jié)果表明，組合螺旋板齒類脫粒裝置采用變徑變間距特殊結(jié)構(gòu)，作業(yè)性能良好，樣機的脫凈率為99.16%、含雜率為3.26%、破碎率為0.43%、生產(chǎn)率可達11.6 t/h，滿足玉米種子育種生產(chǎn)需求，較釘齒類、直板齒類脫粒裝置更加適宜于玉米種子果穗的脫粒作業(yè)。

2）通過建立組合螺旋脫粒板齒幾何參數(shù)相關(guān)數(shù)學(xué)模型，分析獲得了組合螺旋板齒脫粒裝置相關(guān)螺旋平板齒與螺旋冠狀板齒半徑、中心脫粒間距及板齒高度設(shè)計參數(shù)，為后續(xù)相關(guān)玉米種子果穗脫粒機的研制提供參考依據(jù)。

3）為充分觀察脫粒裝置不同螺旋板齒角與玉米種子果穗的動態(tài)互作關(guān)系，采用自制的脫粒板齒試驗裝置結(jié)合電子扭轉(zhuǎn)試驗機進行了螺旋角試驗選取。試驗結(jié)果表明，當(dāng)選取的螺旋板齒角為6°-12°時，脫粒板齒所受扭矩呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢，基本無籽粒刮傷與破碎，便于穗芯從變剛度壓板裝置中排出，適宜進行玉米種子脫粒作業(yè)。

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Performance test of the type of 5TYJ-10A corn seed thresher

ZHAO Wu-yun1, DAI Fei1, ZHANG Feng-wei1, WANG Guang-wan2
（1. College of Mechanical and Electrical Engineering, Gansu Agricultural University, Lanzhou, Gansu 730070, China;2. Jiuquan OK Seed Machinery Co. Ltd, Jiuquan, Gansu 735000, China）

S226.1

A

1000-0275（2017）05-0907-07

國家自然科學(xué)基金項目（51565001）。

趙武云（1966-），男，甘肅蘭州人，教授，博導(dǎo)，主要從事旱區(qū)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)與裝備研究，E-mail: zhaowy@gsau.edu.cn；

戴飛（1987-），男，甘肅榆中人，講師，主要從事北方旱區(qū)作物生產(chǎn)裝備工程，Email: daifei@gsau.edu.cn。

2017-04-26，接受日期：2017-07-12

Foundation item:National Natural Science Foundation of China (51565001).

Corresponding author:DAI Fei, E-mail: daifei@gsau.edu.cn.

Received26 April, 2017;Accepted12 July, 2017

10.13872/j.1000-0275.2017.0093

趙武云, 戴飛, 張鋒偉, 王廣萬. 5TYJ-10A玉米種子脫粒機作業(yè)性能試驗[J]. 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究, 2017, 38(5): 907-913.

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