玉米籽粒回收装置回收性能评定指标

玉米籽粒回收装置回收性能评定指标

0玉米收获机产品结构不合理,缺少玉米籽粒回收装置自2008年以来，随着国家将玉米收获机纳入农业补贴政策的支持范围，中国的玉米收获机进入了快速发展的新阶段。据中国农机工业协会统计,2012年前7个月我国玉米收获机销量同比增长超过20%,增长幅度远高于农机增长平均水平。然而数据显示,我国2011年玉米收获机质量投诉案件669件,占收获机械类投诉案件的81.1%,凸显了我国玉米收获机技术和产品质量还不够成熟。当前,在我国自走式玉米收获机已经替代背负式玉米收获机成为市场的主流产品。从自走式玉米机内部需求结构来分析,部分2行、3行玉米机和全部4行玉米机均配置了剥皮装置,带有剥皮装置的玉米收获机占大多数比例。由于剥皮辊对辊结构的特异性,在对带苞叶的玉米果穗剥皮过程中不可避免地会发生啃穗现象,带来玉米籽粒的损失。尤其是在枯黄期收获玉米果穗,掉粒现象更加严重。鉴于此,近些年各大玉米收获机生产厂家都相继研发配备了玉米籽粒回收装置。然而,当前市场上玉米籽粒回收装置结构形式并未统一,出现了3种不同结构样式的籽粒回收装置。查阅书籍和文献后发现,未见有关玉米籽粒回收装置的相关报道。本文对这3种籽粒回收装置进行介绍,并分析各自的优缺点。此外,首次提出玉米籽粒回收装置回收性能评价指标。1减少设备的籽粒损失的措施玉米籽粒回收装置的主要作用是对剥皮后夹杂在苞叶、茎秆与茎叶中的玉米籽粒进行回收,减少整机的籽粒损失。目前,国家标准中尚没有关于玉米籽粒回收装置回收性能指标的规定。根据玉米籽粒回收装置工作性能和回收后的玉米籽粒形态规律,提出采用玉米籽粒回收率和玉米籽粒含杂率为回收性能评定指标。其中,以玉米籽粒回收率为主,玉米籽粒含杂率为辅。1.1玉米籽粒总质量比的确定玉米籽粒回收率是指籽粒回收箱中回收的玉米籽粒总质量与从剥皮装置中落下来的玉米籽粒总质量的比值。δ=eE×100%δ=eE×100%(1)式中e—回收箱回收的玉米籽粒总质量(g);E—剥皮装置落下的玉米籽粒总质量(g)。1.2谷物总质量玉米籽粒含杂率是指籽粒回收箱中的玉米花丝和碎苞叶等杂物总质量与回收物总质量的比值。ε=mM×100%ε=mΜ×100%(2)式中m—回收箱中玉米花丝等杂物总质量(g);M—回收箱中回收物总质量(g)。2玉米籽粒的分离装置双链刮板式籽粒回收装置如图1和图2所示。设计思路源于前苏联设计的KCKY-6玉米联合收获机。在3行和4行自走式玉米收获机领域,国内中收、时风、金亿和大丰等厂家均生产了配有此种装置的玉米收获机。本装置位于剥皮装置下方,由链轮、链条、栅格板、刮板、筛面等组成。刮板上有用浸胶棉织带制成的贴面刮板,上台面为格筛式布置。栅格板固定在机架上,形成一定宽度的纵向槽,以便从苞叶等杂物中分离出掉落的玉米籽粒。链条的底部有分离玉米籽粒中杂物用的筛面,筛面孔型有圆孔与方孔等不同形状。装置中,链条本身存在的多边形效应会引起链条传动的运动不均匀性。本装置作业时,通过链条带动栅格板上面的刮板做回转运动,将落入链条上平面的苞叶、茎秆与茎叶等杂物排出,夹杂在苞叶等杂物中的部分玉米籽粒通过栅格间隙落下,经筛面落入籽粒回收箱被回收。本装置优点是能够顺利排出苞叶和茎秆等杂物。缺点是链条的多边形效应对苞叶和籽粒的抖动效果是微弱的,整个回收过程振动效果差,且栅格板被固定,不利于苞叶和籽粒间的分离,夹杂在杂物中的籽粒较难被分离出来,容易造成籽粒回收不彻底,回收率低;由于孔形筛面固定不动,工作时间长容易造成筛面被玉米花丝堵塞,给筛面的清理带来麻烦;此外,由栅格板间隙和刮板组合成的竖直长方孔,由于孔形尺寸较大会造成较多杂物落入筛面上,回收的玉米籽粒含杂率高,不易清理。为了进一步增强籽粒回收效果,建议可通过增设抖动偏心链轮来提高振动分离效果,通过强制抖动的方式强化分离性能。从厂家销售情况和未来发展趋势来看,此种籽粒回收装置如果没有进一步改进提高,将缺乏市场竞争力,未来市场占有率低。3旋转曲线分离搅龙式籽粒回收装置(如图3和图4所示)的设计思路源于螺旋叶片对物料良好的轴向输送性能。在3行和4行自走式玉米收获机领域,国内福田、巨明、福格森、国丰等厂家均生产了配有此种装置的玉米收获机。由于结构简单和成本低廉,在两行自走式玉米机领域,国内大部分厂家均采用搅龙式籽粒回收装置。本装置由螺旋叶片、旋转轴和弧形圆孔筛面等构成,作业时通过旋转轴带动螺旋叶片回转,苞叶、茎秆、茎叶和籽粒等混合物从剥皮辊落入螺旋叶片中。由于输送的苞叶、茎秆与茎叶等杂物本身的重力和外壳摩擦力的作用,杂物的轴向运动并不和搅龙叶片一起旋转。螺旋叶片把垂直落入搅龙中的杂物推向右端的出口排出,同时夹杂在杂物中的部分籽粒通过螺旋叶片下面的弧形圆孔筛面落入籽粒回收箱被回收。搅龙的速度不可太高,以免离心力过大使苞叶被向外抛扔而紧压住筛面,使籽粒无法通过筛面被回收。搅龙的螺旋外径和叶片与底壳的间隙的参数设计非常重要。部分厂家存在杂物往上堆积而无法被搅龙顺利排出的现象,主要原因是由于搅龙参数和结构设计不合理。本装置优点是结构简单、使用安全可靠和经久耐用。缺点是本装置通过螺旋叶片对苞叶等杂物往右推送实现分离回收,整个回收过程不产生振动,夹杂在杂物中的籽粒较难被分离出来,容易造成籽粒回收不彻底;且长茎秆容易架空在搅龙上发生堵塞,严重时机器无法正常作业。为了进一步提高分离效果,已有厂家尝试采用附加振动的方式实现分离回收。此外,从厂家销售情况和未来发展趋势来看,此种籽粒回收装置在两行机领域由于结构简单仍将占主导地位,但在3行和4行机领域,如果没有进一步改进提高,将缺乏竞争力,未来市场占有率低。4机械研磨法筛面装置曲柄连杆振动筛式籽粒回收装置(如图5和图6所示)的设计思路源于清粮机上的振动筛。在3行和4行自走式玉米收获机领域,所有的国内玉米收获机厂家均生产了配有此种装置的玉米收获机。本装置由驱动轴、曲柄连杆机构、筛面、齿形刮条、前摆杆和后摆杆等构成。振动筛装置筛面的前后端均支撑在摆杆上,通过曲柄连杆机构的运动带动振动筛面来回往复摆动,筛面上各点按摆动方向做近似直线的往复运动。由于惯性力的作用,苞叶、茎秆、茎叶和籽粒等混合物受到筛面不断的抖动与抛扔,苞叶和茎秆等杂物不断地向后抛送,最终被抛出筛面外,夹杂在杂物中的玉米籽粒则通过筛面上的鱼眼孔落入籽粒回收箱被回收。筛面上的齿形刮条能够增强对苞叶与茎秆等杂物的分离推送能力,同时通过对苞叶和茎秆等杂物的支撑形成两个分离面,便于玉米籽粒更好地落入筛孔中。本平面筛采用下倾角方式布置,以增加对苞叶和茎秆等混合物的抛送强度。为了加强抖动能力,前后摆杆的长度也不等长。筛面孔型选择鱼眼筛孔,能减少短茎秆通过筛孔的机会,沿着筛面并对着鱼眼孔方向运动的籽粒仍可通过。鱼眼筛向后推送混杂物的性能较好,且质量轻,结构简单。本装置优点是存在往复振动,具有相当的分离能力,能够实现苞叶等杂物和玉米籽粒间的有效分离,玉米籽粒回收率明显高于前面所述两种装置。缺点是本振动筛装置仍有部分玉米籽粒没有被回收;此外,本装置振动惯性力较大,工作一段时间后筛面容易被损坏。建议增加加强筋和改善材质等方式来提高筛面可靠性。从厂家销售情况和未来发展趋势来看,曲柄连杆振动筛式籽粒回收装置市场占有率会更高,此种籽粒回收装置将占据3行和4行玉米收获机领域籽粒回收装置主流市场。5国内关于玉米籽粒回收的研究通过对比分析目前市场上存在的3大类玉米籽粒回收装置可知,曲柄连杆振动筛式籽粒回收装置回收性能优于其它两种籽粒回收装置,未来发展潜力巨大,但是曲柄连杆振动筛式籽粒回收装置性能在可靠性和籽粒回收性能方面还有待进一步提高。由于国内玉米籽粒回收装置出现的时间不长,还有不少需要完善和提高的地方,为了更好地实现玉米籽粒的回收,国内学者也在积极研发曲轴式籽粒回收装置与强制抖动链式籽粒回收装置等新