玉米穗冲击特性的试验研究.pdf

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1、第4期总第190期农业科技与装备No．4TotalNo．190兰Q!Q±兰旦垒趔!竺!坐堡兰垒竺些曼垒!旦!丛竺!旦蹬璺盟里旦坚iP里兰坐垒P!：兰Q!Q玉米穗冲击特性的试验研究周青(沈阳铁路机械学校，沈阳110036)摘要：在冲击试验台上，对辽北主栽玉米品种东单1号的玉米穗进行冲击特性试验研究，分析在不同方向作用力、不同含水率下玉米穗的冲击特性。试验结果表明：玉米籽粒含水率不同，冲击破碎率也不同；冲击部位不同，冲击破碎率也不同。其原因与玉米籽粒的内部结构、形状等因素有关。关键词：玉米穗；冲击；力学特性；破碎率；含水率中图分

2、类号：$226．1+2文献标识码：A文章编号：1674-116l(20lO)04—0034-02玉米是我国三大粮食作物之一．种植面积常年保持在2400万hm2左右。玉米既是重要的粮食作物，也是发展畜牧业的优质饲料和工业原料。目前，饲料用玉米约占玉米总量的75％～80％【1]．因此。玉米的生产水平对畜牧业发展起着至关重要的作用[2】。机械脱粒会造成玉米破碎，影响其品质、保质期等。导致玉米籽粒破碎的主要因素有冲击、压缩(挤压)、剪切等。因此．从了解玉米籽粒的力学性能出发，进一步研究玉米籽粒的粉碎机理是十分必要的[3]。1材料与方

3、法1．1试验材料试验玉米为辽宁省主要玉米种植品种东单1号．其主要物理特性如表1所示。表1玉米的物理特性Table1Physicalpropertiesofmaize／nun注：结果为实测值的平均值。主要试验设备有冲击试验机、1241谷物品质分析仪、电子天平、数码相机等。1．2试验方法重锤在一定高度落下．重力势能转化为动能，产生冲击速度。利用此原理。对不同含水率下的玉米穗进行不同方向的冲击。按照饱满度和千粒质量，将玉米穗划分为上部、中部和下部3部分。将脱下的玉米种子籽粒全部浸泡在0．2％的墨水中4min．然后放在一个容器中，用

4、清水冲走多余墨水．再把籽粒放在纸上干燥。通过肉眼观察．将完好的籽粒和损伤的籽粒收稿日期：2009—12—20作者简介：周青(1955一)，男，实验师，从事机械设备技术的研究。分开。凡是籽粒裂开、种皮上有细小损伤和细裂纹、用灯箱法测试籽粒内部有l条以上裂纹的，均视为受损籽粒。用墨水浸泡主要是因为玉米籽粒破坏后，破坏的组织经墨水浸泡后会染上色。易于发现，缩短了工作周期。2结果与分析2．1玉米籽粒的剪切破碎力分析试验中，对玉米籽粒的腹面、顶面、侧面的x轴(横向中间位置)及y轴(纵向中间位置)分别进行20次剪切试验，从电子显示屏上读

5、取峰值并记录，取平均值(见表2)。表2玉米籽粒受剪破损试验Table2Theexperimentofcornkernelsheared注：查相关系数表，rom--0．878；roo。=0．959，说明本回归方程可信度为90％。玉米穗受垂直冲击和水平冲击时，统计不同含水率籽粒的破碎率，结果分别见图1和图2。由图1和图2可知．在含水率相同的情况下。垂直方式施力时种子玉米籽粒的破碎率小于平行施力时相应部位的破碎率。2．2含水率对玉米穗冲击特性的影响由图1和图2可知：在不同冲击方向和冲击部位下．籽粒含水率变化对破损率的影响都是一元二

6、次函数关系，且函数有极小值。这说明随着籽粒含水率的增加，破损率并不一直降低或升高，籽粒含水率过高2010年第4期周青：玉米穗冲击特性的试验研究35l2345含水率／％图1含水率与破碎率的关系(垂直冲击)Figure1Relationbetweenmoisturecontentandgrindingrate(uprightimpact)或过低都会造成破损率的增加。这是因为当籽粒含水率较高时，玉米籽粒饱满而紧密、较软、种皮韧性大，受重锤冲击易破损：随着籽粒含水率逐渐下降，籽粒的硬度增加，籽粒松动后产生间隙，破损率会随之降低；当破

7、损率降至最低点后，由于玉米籽粒含水率过低，籽粒硬脆而易被击碎，因此，破损率又会随籽粒含水率的进一步下降而升高。3结论与讨论1)玉米穗下部籽粒于瘪，形状不规则，不易脱353025零蒋20话档15lO512345含水率／％图2含水率与破碎率的关系(水平冲击)Figure2Relationbetweenmoisturecontentandgrindingrate(parallelhnpact)粒；上部籽粒承受自重大，容易脱下。2)在含水率相同的情况下。垂直方式施力时种子玉米籽粒的破碎率小于平行施力时相应部位的破碎率。因此，对玉米穗

8、施加垂直长轴的力最优。3)在不同冲击方向和冲击部位下，籽粒含水率变化对破损率的影响都是一元二次函数关系。且函数有极小值。当籽粒含水率过高或过低时，都会造成破损率的提高。参考文献[1]周旭，李心平，高连兴，等．两种脱粒滚筒的玉米籽粒损伤实验研究[J]．沈阳农业大学学报．2005(12)：75