【正文】 當(dāng)板齒玉米脫粒機(jī)工作時(shí)，脫粒滾筒上的板齒快速的轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)滾筒轉(zhuǎn)速為：r/min式中：為板齒齒頂線速度；N軸為脫粒機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速；D頂為板齒齒頂距離滾筒軸心的距離。因此當(dāng)玉米脫粒機(jī)進(jìn)行脫粒時(shí)，受到2496N的切向力。根據(jù)資料[[] 王廷福. 低破碎玉米脫粒機(jī)的設(shè)計(jì)與分析[D]. 甘肅；甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2008：17]，平均每個(gè)板齒受到156N的力。當(dāng)脫粒機(jī)較大時(shí)選取較高值，脫粒機(jī)較小時(shí)選取較小值。若滾筒線速度太小會(huì)影響脫粒效率。當(dāng)S=，由上式可得m/s。因此可以計(jì)算出滾筒外緣的最大線速度。由文獻(xiàn)[30]可知，13%。滾筒轉(zhuǎn)速必須保證不能傷害玉米籽粒。滾筒上安裝有板齒，板齒由滾筒帶動(dòng)并推動(dòng)玉米果穗做螺旋運(yùn)動(dòng)。在主軸上安裝有十六個(gè)板齒，其中前八個(gè)為帶冠板齒，后八個(gè)為平板齒，十六個(gè)板齒均勻的安裝在脫粒滾筒的脫粒區(qū)段，板齒高40毫米，寬10毫米，長(zhǎng)100毫米，如圖3圖32所示。后一部分板齒為平板齒。為了模仿人工用竹簽先擠掉玉米果穗上的局部籽粒這一動(dòng)作，前一組的板齒設(shè)計(jì)成帶冠板齒。在脫粒機(jī)工作時(shí)，脫粒滾筒上的板齒勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)玉米果穗做擠搓作用，并且?guī)?dòng)玉米果穗向排芯區(qū)運(yùn)動(dòng)。9第二章 板齒玉米脫粒機(jī)總體結(jié)構(gòu)及工作原理第3章 板齒玉米脫粒機(jī)脫粒元件設(shè)計(jì) 板齒設(shè)計(jì) 板齒作用板齒是脫粒機(jī)脫粒時(shí)的主要脫粒部件。 本章小結(jié) 本章詳細(xì)介紹了板齒式玉米脫粒機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。果穗與果穗之間也具有一定的壓力進(jìn)行充分?jǐn)D搓。排芯區(qū)隔板使玉米果穗充滿于脫粒倉(cāng)內(nèi)，脫粒區(qū)的板齒推動(dòng)玉米果穗時(shí)，果穗與凹板的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為既滑動(dòng)又滾動(dòng)。帶冠板齒先將局部籽粒擠掉，方便后續(xù)的脫粒。因此玉米果穗在脫粒機(jī)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡為螺旋線。玉米果穗于脫粒區(qū)中，在滾筒板齒的作用下沿著柵格凹板做圓周運(yùn)動(dòng)。擠搓式玉米脫粒機(jī)的脫粒過(guò)程相對(duì)柔和，對(duì)果穗的沖擊力相對(duì)小從而玉米籽粒的破碎率比較低。脫掉玉米籽粒后的玉米芯被板齒推送到排芯區(qū)，當(dāng)排芯區(qū)充滿玉米芯后，排芯區(qū)隔板將被頂開，脫粒機(jī)排出玉米芯。在脫粒區(qū)，玉米果穗在板齒的作用下順著柵格凹板做螺旋運(yùn)動(dòng)至排芯區(qū)。入料口對(duì)應(yīng)的滾筒段為入料區(qū)，入料區(qū)上的螺旋葉片將玉米果穗送入脫粒區(qū)。7第2章 板齒玉米脫粒機(jī)總體結(jié)構(gòu)與工作原理第2章 板齒玉米脫粒機(jī)總體結(jié)構(gòu)與工作原理 板齒脫粒機(jī)基本結(jié)構(gòu)與工作過(guò)程板齒玉米脫粒機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如圖21所示。然后通過(guò)課題組自主研制的AgriDEM軟件，采用離散元法對(duì)自行設(shè)計(jì)的板齒玉米脫粒機(jī)進(jìn)行仿真。該方法首先建立脫粒機(jī)的數(shù)字化模型，并在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行物理仿真，根據(jù)仿真結(jié)果修改設(shè)計(jì)尺寸與結(jié)構(gòu)，然后再對(duì)修改后的脫粒機(jī)模型進(jìn)行仿真分析，直到得出符合要求的分析結(jié)果，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)玉米脫粒機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。因此本文主要設(shè)計(jì)一款運(yùn)用擠搓原理的板齒式玉米脫粒機(jī)。擠搓原理的脫粒機(jī)如今在美國(guó)等的發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)得到廣泛的推廣應(yīng)用并取代了打擊原理的脫粒機(jī)。這種脫粒機(jī)采用打擊式原理將玉米粒從玉米果穗上脫落。當(dāng)脫粒機(jī)種類的不同、作物種類的不同時(shí)參數(shù)還需要進(jìn)行重新安排實(shí)驗(yàn)然后建立新的數(shù)學(xué)模型，增加了實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性，延長(zhǎng)研發(fā)周期。由于玉米脫粒過(guò)程的復(fù)雜性，迄今為止，國(guó)內(nèi)外對(duì)玉米脫粒過(guò)程的研究大部分采用的是試驗(yàn)方法、高速攝像技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)方法以及統(tǒng)計(jì)分析方法或者連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的分析方法[[] Petre I. Miu. Mathematical model of threshing process in an axial unit with tangentialfeeding [J]. CSAE Paper，1997，2：217219]。因此，需要結(jié)合我國(guó)玉米脫?，F(xiàn)狀，研制出適合我國(guó)市場(chǎng)需求并且破碎率低、脫凈率高的玉米脫粒機(jī)。因此在我國(guó)對(duì)玉米果穗進(jìn)行脫粒時(shí)，其水分比較高，導(dǎo)致玉米芯與玉米籽粒的連接強(qiáng)度較大，最終影響脫粒質(zhì)量[[] 趙武云，吳勁鋒，張鋒偉，楊術(shù)明. 玉米軸流脫粒機(jī)研究現(xiàn)狀分析[Z]. ：913]。然而在我國(guó)，玉米種子公司規(guī)模一般都不大，沒有建立玉米果穗的烘干室的資金，因此基本上都不對(duì)玉米果穗進(jìn)行烘干。玉米脫粒裝置主要使用于脫粒晾干后含水率較低的玉米果穗。長(zhǎng)沙齊行機(jī)電科技有限公司的唐勇等人[[] 長(zhǎng)沙齊行機(jī)電科技有限公司. 玉米脫粒機(jī)及玉米脫粒方法：中國(guó)， [P]. 20120314]于2012年，設(shè)計(jì)發(fā)明了一臺(tái)玉米脫粒裝置，采用切向力進(jìn)行脫粒，通過(guò)旋轉(zhuǎn)擠壓的方式使得脫粒后的玉米籽粒以及玉米芯可以保持完整。杜紅軍等學(xué)者[[] 杜紅軍. 五滾筒雙進(jìn)穗玉米脫粒機(jī)：中國(guó)，201120285973. 6[P]. 20110809]研制出一臺(tái)五滾筒雙進(jìn)穗的玉米脫粒裝置。張克新等人[[] 張克新. 新型玉米脫粒機(jī)：中國(guó)，201020268475. 6[P]. 20100723]發(fā)明了一種橫式滾子玉米脫粒裝置。鳳鳴農(nóng)業(yè)機(jī)械制造有限公司唐昌兵等人[[] 風(fēng)岡縣鳳鳴農(nóng)用機(jī)械制造有限公司. 一種組合式玉米脫粒機(jī)及其脫粒方法： 中國(guó)，201110288408. X[P]. 20110926]于2010年發(fā)明出一臺(tái)組合式玉米脫粒裝置。張偉等學(xué)者[[] 張偉，衣淑娟. 軸流脫粒與分離裝置數(shù)學(xué)模型的建立與仿真[J]. 農(nóng)機(jī)化研 究，2007，7：4047]應(yīng)用Matlab軟件對(duì)軸流玉米脫粒機(jī)進(jìn)行模擬仿真。吳多峰等學(xué)者[[] 吳多峰，許峰，袁長(zhǎng)勝. 板齒式與釘齒式玉米脫粒機(jī)的性能比較[J]. 農(nóng)機(jī)化 研究，2006，10：7880]于2006年，對(duì)比了釘齒式玉米脫粒機(jī)，指出了板齒式玉米脫粒機(jī)的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。周旭等學(xué)者[[] 周旭，李心平，高連興. 兩種脫粒滾筒的玉米籽粒損傷試驗(yàn)研究[J]. 沈陽(yáng) 農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2005， 36(6)： 756758]于2005年，對(duì)比圓柱形滾筒與圓錐形滾筒，指出圓錐形滾筒的玉米脫粒機(jī)對(duì)玉米籽粒的損傷率低。張認(rèn)成[[] 張認(rèn)成，桑正中. 軸流脫?？臻g谷物動(dòng)力學(xué)仿真[J]. 農(nóng)機(jī)化研究，2000，4： 3640]等學(xué)者于2000年，應(yīng)用Matlab對(duì)釘齒式玉米脫粒裝置進(jìn)行研究，建立出一系列的力學(xué)模型。李保國(guó)等學(xué)者[[] 李保國(guó)． 軸流脫粒裝置凹板分離物分布規(guī)律的研究[J]． 河南職技師院學(xué)報(bào)， 1992，3(1)：4348]研究了軸流式玉米脫粒機(jī)的凹板脫落下的籽粒沿著滾筒長(zhǎng)度方向上的分布規(guī)律。葛永久、王成芝等學(xué)者[[] 王成芝，葛永久. 軸流滾筒的試驗(yàn)研究[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，1982，13(1)：5572]于1969 年，研究了軸流滾筒式脫粒裝置的工作原理后自主研制了大型軸流滾筒試驗(yàn)臺(tái)。Petkevichius等學(xué)者[[] Pet