影响玉米脱粒性能的主要因素研究

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1、影响玉米脱粒性能的主要因素研究　　引言　　我国是玉米生产和消费的大国，但机械化水平不高，2013年我国玉米机械化收获水平为49%，因此研究玉米全程机械化收获技术意义重大。我国大部分地区，玉米收获时的籽粒含水率为25%～35%，甚至更高，收获时不能直接脱粒而是采取分段收获方式。其主要以摘穗剥皮收获为主，玉米果穗还需要果穗晾晒、脱粒、籽粒再晾晒等过程。而玉米果穗和玉米籽粒的晾晒受天气和场地的影响大，且耗费大量的劳动力，同时也会造成一定损失，不利于规模化生产，农民迫切需求籽粒直接收获机械。目前国内对高含水率玉米脱粒收获的研究较少。根据玉米收获试验情况分析，影

2、响玉米脱粒性能主要因素有脱粒滚筒转速及籽粒含水率等。　　1试验设备与材料　　1．1试验设备　　试验台由5TY－32－85型玉米脱粒装置改制而成，脱粒速度和喂入量可以根据试验要求进行调节。试验台的技术参数如表1所示，试验台结构如图1所示。【图1】　　工作时，电动机通过带传动带动脱粒滚筒工作，通过调速电机得到不同的脱粒转速。为准确获得脱粒速度对玉米果穗脱粒过程的影响，将试验台设计成单个定向喂入的结构形式，玉米果穗喂入方式为定向逐个喂入，可保证喂入量大小均匀。该试验台采用揉搓式脱粒方式，玉米籽粒破碎率低;玉米芯整体抛出，脱粒干净;脱粒转速可调节，适应性能强。

3、其他实验设备有电磁调速电动机、电磁调速电动机控制器、DHG－9070A高温鼓风干燥箱、电子天平、秒表和游标卡尺等。【表1】　　　　1．2试验材料　　试验材料选取种植在淄博淄川区的具有代表性的3种玉米品种:费玉2号、承玉18和郑单958．玉米果穗参数如表2所示。费玉2号系费县种子公司选育的玉米一代杂交种，夏播玉米，生育期平均103天，均产8974．5kg/hm2，株高平均262cm，穗位平均121cm，穗粒数544粒，千粒质量359．6g，出籽率83．4%。承玉18是承德裕丰种业有限公司选育的杂交种，生育期平均102天，均产9699kg/hm2，株高平均

4、252cm，穗位平均100cm，千粒质量323g，出籽率86．1%。郑单958是河南省农业科学院粮食作物研究培育的中早熟玉米单交种，黄淮海地区夏播，生育期平均96天，均产10110kg/hm2，株高平均240cm，穗位平均100cm，穗粒数544粒，千粒质量330g，出籽率出籽率88%。试验所用的玉米果穗采用人工摘穗，避免机械损伤。【表2】　　　　2试验方法　　衡量玉米脱粒机脱粒性能的主要指标有脱粒损伤与脱粒效率。玉米在脱粒的过程中，会受到脱粒机的挤压、撞击、揉搓等外力的作用，会使籽粒产生破碎、破皮或裂纹，统称破碎籽粒。而未脱净率直接影响脱粒效率。玉米

5、籽粒在脱粒过程中的破碎和未脱净率主要与冲击力的大小和作用时间以及玉米果穗自身特性有关，这是玉米籽粒与刚性部件冲击作用的结果。因此，本文选取籽粒破碎率和未脱净率为试验指标。　　2．1籽粒含水率对籽粒破碎率和未脱净率的影响　　含水率是玉米籽粒脱粒破碎的主要因素之一，玉米籽粒硬度和抗破碎强度以及籽粒间的相互作用都与含水率紧密相关。该试验选取大小均匀的费玉2号玉米果穗，随机分成20组，每组果穗玉米进行不同天数的晾晒，得到不同玉米籽粒含水率的玉米果穗。对每组玉米果穗进行脱粒试验，分别测量未脱净籽粒质量、总质量、玉米芯轴总质量和籽粒千粒质量，记录数据。随机取样10

6、00g籽粒，利用DHG－9070A高温鼓风干燥箱对样本进行烘干，按GB5262－2008《农业机械试验条件和测定方法一般规定》计算玉米籽粒含水率、破碎率和未脱净率，试验重复3次，取平均值，所得数据如表3所示。【表3】　　　　2．2脱粒速度对籽粒破碎率和未脱净率的影响　　在玉米脱粒过程中，脱粒滚筒的线速度的大小决定玉米籽粒所受到挤压、撞击和揉搓力的大小;而籽粒的受力情况直接影响籽粒破碎率和未脱净率。本试验通过设计单因素试验，分析脱粒速度对籽粒破碎率和未脱净率的影响，将玉米果穗的物理特性看作常数，控制含水率和喂入量到合适位置;利用电磁调速电动机控制器控制输

7、入电动机的电流频率，来控制电动机的转速从而调节脱粒滚筒的线速度。选取大小均匀承玉18和郑单958玉米果穗，随机分成13组进行脱粒试验，分别测量未脱净籽粒质量、总质量、玉米芯轴总质量和籽粒千粒质量，记录数据。随机取样1000g籽粒，按GB5262－2008《农业机械试验条件和测定方法一般规定》计算籽粒破碎率和未脱净率，试验重复3次，取平均值，所得数据如表4所示。【表4】　　　　3试验结果与分析　　通过Origin软件对表3进行数据分析和二次拟合，得到籽粒含水率与籽粒破碎率和未脱净率关系曲线，如图2所示。【图2】　　　　由图2可见，玉米籽粒破碎率随着籽粒含

8、水率的降低先降低后升高;未脱净率随着籽粒含水率的降低逐渐降低。这与实际情况相符合。含水率的大小