-1-雜交水稻籽粒分選清選機械裝備設計學生:黃杰靈指導老師:吳明亮（湖南農業大學東方科技學院，長沙410128）摘要:雜交水稻工程化制種改變了以前雜交水稻母本于父本間行種植的方式，采用母本與父本混合種植的方式，這就造成了收獲后的種子既有母本又有父本；通過實驗研究分析可得，母本籽粒的長度約6mm左右，而父本籽粒大約11-12mm，根據兩種籽粒的長度的特性的不同，擬設計以窩眼滾輪筒為主要工作部件的清洗機來清選出所需要的母本籽粒。本設計根據當前社會發展需要，自行設計了窩眼滾輪筒，介紹了窩眼滾輪筒國內外研究情況和研究意義。本窩眼滾輪筒重點對分選筒內籽的運動動力學分析，得出了影響籽粒分選的主要因素窩眼分選筒的直徑、角速度及斜置傾角，設計計算了各主要部件所需參數并進行了校核，完成了裝備圖及各主要零件的圖紙設計，進行了自我總結。關鍵詞:分選；窩眼筒；動力學分析；推料螺旋DesignOfGrainScalpingMachineStudent:HuangJielingTutor:WuMingliang（CollegeofEngineering,HunanAgriculturalUniversity,Changsha,410128,China）Abstract:HybridRiceSeedProductionofHybridRicechangedthepreviousinter-rowcultivationofthefemaleparentinthewaymale,femaleandmaleparentbywayofmixedcultivation,whichresultedintheseedsafterharvesthavebothmalefemaleparent；analysiscanbeobtainedthroughexperiment,thegrainlengthofabout6mmfemaleparent,whilethemaleseedofabout11-12mm,accordingtothecharacteristicsofthetwograinsofdifferentlength,tobedesignedtonesteyerollertubeasthemainworkingpartsofthewashingmachinerequiredtosettletheelectionofthefemaleparentgrain.Thedesignbasedonthecurrentsocialdevelopment,todesignarollertubeeyesocket,eyesocketrollertubeintroducedthesituationandsignificanceofdomesticandinternationalresearch.Therollertubenesteyesfocusonthemovementofseedtubesortingdynamicanalysisofgrainsobtainedthemainfactorseparatingtheeyesocket-2-diametertubesorting,angularandobliqueangle,designandcalculationofthemajorcomponentsrequiredparameterswerechecked,completedtheplansandmajorpartsandequipmentdesigndrawings,wereself-summary.Keywords:Separation,Indentcylinder,Dynamicanalysis；Pusherspiral目錄摘要1關鍵詞11前言22系統總體方案的確定32.1基本結構32.2工作原理32.3系統總體方案設計43傳動方案的設計43.1電動機的選擇44傳動設計54.1皮帶輪的設計計算54.2滾筒鏈傳動設計計算64.3攪龍鏈傳動設計和計算85主要部件的設計計算及校核95.1窩眼型孔95.2分選滾筒95.3滾筒結構設計105.4螺旋攪龍115.5螺旋供料器的轉速125.6機架126種子籽粒動力學分析126.1長粒種子軸向動力學分析126.2長粒種子軸向動力學分析137傳動裝置的運動和動力參數167.1各軸轉速167.2各軸的功率16-3-7.3各軸轉矩168軸的設計校核168.1軸1的設計校核168.2軸2的設計校核178.3重要軸的強度校核178.4軸承的計算198.5軸承載荷校核199結論19參考文獻21致謝231前言雜交水稻制種過程中，種子的純度對制種至關重要。傳統方法在收獲籽粒時，多采用人工收獲方式，對不同組合中的父、母本進行單獨分收，以便保證父、母本種子的純度。這種分收方式，增加收獲難度，也降低生產效率。為加快現代雜交水稻制種的進程，農學育種專家們提出了適合工程化生產的混播制種，即將父、母本種子按照一定的比例均勻混合，一次性插入田間，父、母本在田間隨機分布，在揚花授粉期，父本周圍是母本，母本周圍是父本，這樣有利于授粉率；同時，成熟后，父、母本采用機械化一次性收獲。大大降低了生產成本，提高了制種的產量。雜交稻工程化制種改變了以往雜交稻父本與母本間行種植的方式，采用父本與母本混合種植的方式，這就造成收獲后的種子既有父本又有母本。因此，研制分離效果達到種子純度要求的分離清選機成為工程化混播制種的關鍵。據湖南省農科院水稻研究所近年來在田間混播制種試驗的研究成果：母本籽粒的長度約6mm左右，父本籽粒平均長度為11-12mm，而其他方向尺寸差距不大。為此，課題組設計了以窩眼分選筒為主要工作部件的種子分選機來分選出所需要的母本籽粒。本文針對父、母本籽粒在分選機內的運動進行分析，重點研究了分選機各關鍵部件的動力學參數和結構參數與籽粒分選效果之間的關系，為進一步改進設計窩眼筒式分選機提供理論依據。2004年李賢勇、王楚桃，李順武等將生育期相近而穎殼色澤各異的父本和母本，采用能機械化操作的混播育苗、混栽授粉和混收等制種環節，最后用色選機將粒色各異的混收種子進行分選，獲得高純度的雜交水稻種子。張德文，楊前進，王士梅等育成了適合進行混播制種且可以進行機械收割的強優勢雜交水稻組-4-合，其父母本親本種子混合播種，揚花期父本給母本授粉后通過化學方法殺死父本，正常收獲雜交種的一種制種方式。播種、移栽和收獲都能夠進行機械化操作，大大降低了制種成本。農科院水稻研究所提出了選育了小粒徑水稻種子與長粒徑水稻種子進行混播制種，取得了初步的研究成果。混播技術的推廣應用，為雜交水稻制種向工程化、規模化制種奠定了基礎。但是種子的分離與清選又將成為了該項技術的瓶頸，為此，設計出混播制種后的分離清選設備顯得尤為重要。國內外在籽粒分選機方面也進行了相關的研究，并取得了一定的研究成果，但是其研究對象均是針對谷物加工中的米粒精選、分選及除雜，專門設計用于雜交水稻籽粒的分選設備還未見報道。2系統總體方案的確定2.1基本結構窩眼滾筒分選機結構如圖1所示，主要由進料斗、分選筒、承種槽、承種槽調節機構、排料螺旋、防堵撥齒、主軸、機架、底座、傳動機構以及收料箱等部分組成。進料斗、窩眼滾筒、承種槽、排料螺旋、收料箱構成了短粒母本種子的輸送路線；進料斗、窩眼滾筒、收料箱構成了長粒父本種子的輸送路線。通過調節承種槽調節機構的角度調整種子分離的效果；滾筒帶動上部的防堵撥齒，通過相互作用清除窩眼堵塞；電動機帶動鏈輪將動力分別傳送給主軸和分選筒。2.2工作原理待分選的籽粒通過進料斗喂入窩眼分選筒內并隨分選筒一起轉動。短粒種子直接充入分選滾筒內壁的窩眼孔中并隨分選滾筒一起轉動，當被帶到一定的高度后，籽粒脫出窩眼孔，直接掉入承種槽內，再由承種槽內推料螺旋推送經排種口1.窩眼分選筒；2.推料螺旋；3.主軸；4.承種槽調節機構；5.排種口1；6.承種槽；7.排種口2；8.底座；9.外齒圈；10.支承軸；11.支承軸軸承；12.機架；13.主軸小鏈輪；14.進料斗；15.防堵撥齒；圖1窩眼分選筒分選機結構圖Fig.1StructureoftheIndentCylinderSeparator-5-排出。而長粒種子因不能進入窩眼孔，在分選筒內壁摩擦力的作用下被帶到一定高度后下滑，同時因分選筒沿軸向有一斜置傾角，籽粒在下滑的過程中存在軸向的滑移運動，最終長籽粒隨分選筒一起做復雜的螺旋線運動并沿分選筒軸線經排種口排出。這樣就完成了父本與母本籽粒的分離清選。進料斗、窩眼分選筒、承種槽、推料螺旋、排料口構成了短粒母本種子的輸送路線；進料斗、窩眼分選筒、排料口構成了長粒父本種子的輸送路線。當分選筒窩眼孔被籽粒堵塞時，防堵撥齒隨分選筒的轉動主動插入到窩眼孔中，將堵留在窩眼孔中的籽粒推出窩眼，實現清種，有利于下一步短粒種子充入窩眼孔實現分選。2.3系統總體方案設計1）組成：主要由電動機與分選機兩部分組成2）特點：能保證準確的平均傳動比；傳遞的功率大，且張緊力小，傳動的效率高，一般達到0.95-0.98；能在低速重載和高溫條件及露天等不良環境中工作；3）傳動