楊國(guó)寶，張官明，賈 峻，付秋峰，曹光喜

（酒泉奧凱種子機(jī)械股份有限公司，甘肅 酒泉 735000）

隨著種子行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，種子行業(yè)對(duì)種子的各種要求不斷提高，尤其對(duì)種子的大小均勻程度要求較高。通過分級(jí)使種子分成不同等級(jí)，從而提高了種子的利用率和種子在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。根據(jù)我國(guó)種子公司及大型種子加工生產(chǎn)線的需要，酒泉奧凱公司研制出適用于玉米種子清選分級(jí)用的5XYF-6.0型圓筒分級(jí)機(jī)及機(jī)組。

1 5XYF-6.0型圓筒分級(jí)機(jī)工作原理及影響分級(jí)的因素

1.1 工作原理

種子由暫存箱進(jìn)入給料箱再通過進(jìn)料管（一）、進(jìn)料管（二）、進(jìn)料管（三）進(jìn)入滾筒，種子隨著滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)并且向前輸送，同時(shí)小于滾筒孔直徑的小粒種子隨著滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)由滾筒甩出進(jìn)入震動(dòng)出料槽送出；個(gè)別的種子由于大小的原因而夾在滾筒孔中甩不出去從而影響分級(jí)效果，此時(shí)清篩輥隨著滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)向其相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)從而把夾在滾筒孔的種子打入滾筒中；其余種子隨著滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)從滾筒的左端送出，進(jìn)入大籽粒出料口送出機(jī)體外。

種子的分級(jí)質(zhì)量，主要取決于清篩輥的清篩能力與滾筒的加工質(zhì)量，由于清篩輥是特殊制作，滾筒質(zhì)量嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求制作和標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)，完全能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求，因此該機(jī)性能穩(wěn)定。

種子有3個(gè)尺寸，即長(zhǎng)度、寬度和厚度。其中規(guī)定長(zhǎng)度比寬度大，寬度比厚度大。同一作物的種子，它的長(zhǎng)、寬和厚度尺寸是不相等的，而是在某一范圍內(nèi)變化。夾雜在種子中的混雜物（如雜草種子）也有相應(yīng)的尺寸及變化范圍。按統(tǒng)計(jì)方法可將谷粒尺寸變化規(guī)律繪制成曲線，即種子尺寸變化曲線。

在清選的主要作物種子中，包含有雜草種子以及其它各種混雜物，根據(jù)分離尺寸來(lái)看，可將其分為5種類型（見圖1）：

圖1 主要作物種子和混雜物尺寸的分布

I混雜物的尺寸小于主要作物種子的最小尺寸Lmin。

Ⅱ混雜物的尺寸大于主要作物種子的最大尺寸見Lmax。

Ⅲ混雜物的最大尺寸L'max大于主要作物種子的最小尺寸見Lmin。

IV混雜物的最小尺寸L'min小于主要作物種子的最大尺寸Lmax。

Ⅴ混雜物和主要作物種子尺寸分布全部重疊。

屬于Ⅰ、Ⅱ兩種情況可以比較滿意地將兩者分離開，屬于V的情況很難分離，在Ⅲ、Ⅳ兩種情況下，視情況可以部分地分離[1]。

1.2 影響設(shè)備分級(jí)的主要因素

1.2.1轉(zhuǎn)速

對(duì)一般圓筒篩而言，其轉(zhuǎn)速有一定的限制，若轉(zhuǎn)速過高，種子在離心力的作用下，將緊壓在圓筒篩的內(nèi)壁上，與篩面之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，減少種子穿過篩孔的機(jī)會(huì)。若轉(zhuǎn)速太低，種子的翻動(dòng)不徹底，從而影響分級(jí)效果。因此應(yīng)保證種子重力大于離心力，即：

式中：R為圓筒篩半徑,m；ω為圓筒篩角速度:ω=2πn/60；mg為種子重力,N。

由上式可推導(dǎo)出圓筒篩的轉(zhuǎn)速n應(yīng)為[2]：

目前采用的轉(zhuǎn)速在30～55 r／min。由于清選物料的表面特性不一，圓筒篩的轉(zhuǎn)速最好在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。線速度在0.8～1.5 m/s范圍內(nèi)。

1.2.2傾角

為了保證種子在分級(jí)過程中軸向移動(dòng)，通常圓筒篩有一傾斜度，入口端較高。傾角的大小影響種子在篩筒內(nèi)的軸向移動(dòng)速度。傾角太大，軸向移動(dòng)速度提高，生產(chǎn)率也相應(yīng)增加，但分級(jí)質(zhì)量會(huì)下降。傾角太小，種子軸向速度降低，能提高分選質(zhì)量，但生產(chǎn)率下降。因此在圓筒篩長(zhǎng)度一定時(shí)，傾角的大小必需選取合理，通常為1～3°。

1.2.3篩面負(fù)荷

單位面積的負(fù)荷一般取值范圍為500～1 000kg/m2（按小麥計(jì)），滾筒直徑小時(shí)取小值。圓筒篩直徑一般為?300、400、500、600、700和800 mm，筒長(zhǎng)與直徑之比L/D=2～5。直徑大，種子與篩面接觸面積大，分選效率高，但尺寸過大，造價(jià)高。應(yīng)根據(jù)加工要求，合理選用，在滿足加工要求的前提下，使結(jié)構(gòu)尺寸盡可能小。合理設(shè)計(jì)篩孔形狀，有利于提高篩面負(fù)荷能力。目前大多采用波紋形長(zhǎng)孔篩和凹窩形圓孔篩，能使種子直立起來(lái)，較順利地通過篩孔，分選質(zhì)量好，工作效率高[1]。

2 該設(shè)備的創(chuàng)新點(diǎn)

5XYF-6.0型圓筒分級(jí)機(jī)及機(jī)組，創(chuàng)新設(shè)計(jì)的圓筒沉孔篩氣動(dòng)間斷性清篩的裝置，包括清篩輥組合（1）、滑道組合（2）、凸輪組合（3）、清篩輥組合支撐（4）、清篩連桿組合（5）、氣缸（6）、圓筒沉孔篩（7）和箱體（8），如圖2所示。

圖2 5XYF-6.0型圓筒分級(jí)機(jī)及機(jī)組裝置

其中主要的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)是氣動(dòng)式間斷性清篩機(jī)構(gòu)和圓筒沉孔篩兩大機(jī)構(gòu)；氣動(dòng)式清篩機(jī)構(gòu)中由氣缸帶動(dòng)清篩連桿等組合聯(lián)動(dòng)，凸輪組合擠壓清篩輥向下運(yùn)動(dòng)與篩筒接觸并隨著篩筒轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到清篩的目的，經(jīng)過一段時(shí)間氣缸拉動(dòng)清篩連桿，清篩連桿拉動(dòng)轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)凸輪組合轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪組合向上運(yùn)動(dòng)，清篩輥上的彈簧回彈使清篩輥向上運(yùn)動(dòng)脫離篩筒完成一次清篩。這套機(jī)構(gòu)使清篩效果提高，分級(jí)質(zhì)量提高，操作簡(jiǎn)便；清篩輥與篩筒的間斷性接觸使清篩輥壽命增長(zhǎng)。

圓筒分級(jí)機(jī)中的圓筒沉孔篩可根據(jù)物料品種的不同，變化圓筒篩孔徑的規(guī)格，使其應(yīng)用更廣泛，適用性更強(qiáng)。

3 5XYF-6.0型圓筒分級(jí)機(jī)及機(jī)組的技術(shù)指標(biāo)

5XYF-6.0型圓筒分級(jí)機(jī)及機(jī)組適用于玉米種子的清選分級(jí)，單機(jī)每小時(shí)分級(jí)玉米種子6 t。該機(jī)及機(jī)組可按種子的寬度、厚度進(jìn)行分級(jí)，既可以單機(jī)使用，也可以多臺(tái)單機(jī)組合成機(jī)組使用，能夠?qū)⒎N子分成2級(jí)、3級(jí)、4級(jí)等。該機(jī)及機(jī)組通過控制振動(dòng)給料裝置、皮帶輸送裝置及進(jìn)料裝置等，使種子分級(jí)過程全程保持良好的作業(yè)狀態(tài)，不會(huì)出現(xiàn)篩筒內(nèi)和進(jìn)出料通道擁堵。該機(jī)組的研制主要解決舊分級(jí)機(jī)沉孔圓筒篩制作工藝不完善、旋轉(zhuǎn)方向不易控制、淸篩滾壽命不長(zhǎng)等問題。

圓筒分級(jí)機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 主要技術(shù)指標(biāo)

4 設(shè)備的制作工藝要求

4.1 工藝設(shè)計(jì)要求

（1）工藝設(shè)計(jì)合理、機(jī)械布置緊湊、各設(shè)備間產(chǎn)能匹配。

（2）提升及輸送過程中種子破碎率低、避免種子再次損傷。

（3）清機(jī)方便、無(wú)死角，修理、保養(yǎng)無(wú)阻礙。

（4）操作作業(yè)方便、安全。

（5）該機(jī)可配用于種子加工成套設(shè)備，對(duì)種子分級(jí)后再通過其它清選設(shè)備進(jìn)行清選，這樣就可以形成連續(xù)性作業(yè)。

4.2 圓筒分級(jí)機(jī)及機(jī)組要求

（1）加工件、焊接件必須嚴(yán)格按現(xiàn)行版本圖紙進(jìn)行生產(chǎn)，保證所用材料、加工尺寸精度均符合圖紙規(guī)定要求。

（2）所有加工面和受力部位，不得有砂眼、氣孔等影響強(qiáng)度和安裝質(zhì)量的缺陷，其他表面允許有密集的凹陷在25 mm2內(nèi)、直徑≤2 mm、深度≤3 mm的孔應(yīng)少于3個(gè)。

（3）標(biāo)注公差的精度等級(jí)，符合GB/T 1804—2000《一般公差 未注公差的特性和角度尺寸的公差》中14級(jí)規(guī)定。

（4）形狀和位置未注公差的應(yīng)符合GB/T 1184—1996《形狀和位置公差 未注公差值》標(biāo)準(zhǔn)中D級(jí)的規(guī)定。

4.3 主要零部件的技術(shù)要求

所有機(jī)型主要零部件的技術(shù)要求，分別應(yīng)符合現(xiàn)行版本圖紙中所有蓋有《質(zhì)量控制點(diǎn)》的零部件所提出的具體要求。

（1）裝配質(zhì)量要求見表2。

表2 裝配質(zhì)量要求

（2）涂漆與質(zhì)量要求見表3。

表3 涂漆與質(zhì)量要求

5 設(shè)備的優(yōu)勢(shì)及市場(chǎng)前景

（1）圓筒分級(jí)機(jī)及機(jī)組能對(duì)種子進(jìn)行均勻分級(jí)，它在玉米種子分級(jí)中必不可少，該設(shè)備與傳統(tǒng)分級(jí)設(shè)備相比，分級(jí)效果及清篩效果好，分級(jí)更精細(xì)，提高制種效率，提高了制種企業(yè)種子資源利用率和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

（2）該機(jī)有效提高了種子分級(jí)均勻度，有助于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)種植精密單粒播種。就現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)發(fā)展情況，實(shí)現(xiàn)單粒播種可節(jié)約種子原料50%以上。

（3）5XYF-6.0圓筒分級(jí)機(jī)及機(jī)組的推廣應(yīng)用，促進(jìn)國(guó)內(nèi)種子行業(yè)向集約化大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，增強(qiáng)其參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的能力，對(duì)促進(jìn)種業(yè)發(fā)展、發(fā)展高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)、保障糧食安全具有重要的作用。

（4）產(chǎn)品的推廣應(yīng)用能有效提高我國(guó)種子加工技術(shù)設(shè)備的水準(zhǔn)和質(zhì)量。