玉米是我国重要的粮食作物,关乎国家粮食安全。西南地区由于气候和种植模式的原因,玉米收获时含水率较高,现有的玉米籽粒收获机收获高湿玉米时效果较差,同时国内外学者对高湿玉米脱粒的研究较少。本文针对目前玉米籽粒收获机收高湿玉米时出现的破碎率和未脱净率高的问题,研制出一种适合高湿玉米脱粒的装置,能够提高收获质量,为西南地区小型玉米籽粒收获机的设计研究提供参考。研究内容成果如下:团队调查了四川、重庆25个地区的玉米含水率,得出了西南地区玉米收获时的含水率约为35%。选取了雅玉988号高湿玉米进行了脱粒特性的试验研究,得出了喂入时,玉米穗的轴线方向应与脱粒滚筒的轴线方向保持一致或成较小的角度,并采用挤搓原理脱粒,能有效减少玉米的破碎率和未脱净率。基于三维绘图软件Solidworks、离散元仿真分析软件EDEM对两种脱粒滚筒的设计方案进行仿真比较,确定了纹杆-钉齿组合式脱粒滚筒设计方案的可行性,随后又基于玉米脱粒装置设计的相关理论,设计了径向喂入、轴向排出的轴流式滚筒。滚筒长度取1350 mm,滚筒直径为450 mm,脱粒元件选用D型纹杆齿和15 mm粗的钉齿,钉齿高度取75 mm,钉齿上套有无毒耐磨橡胶套。凹板选用栅格式凹板,凹板包角取180°,横格板间的孔长取40 mm,筛条间距取15 mm。格板顶面应高出筛条的距离为10 mm,格板棱角适当地打磨钝化。为了确保脱粒装置安全可靠,采用ANSYS仿真软件对脱粒滚筒进行了结构静力学,振动模态的仿真分析。随后加工试制了纹杆-钉齿组合式高湿玉米脱粒装置试验台。选取了导流角、脱粒线速度、脱粒间隙为试验因素,以破碎率、未脱净损失率为试验指标。通过单因素试验确定了试验水平,再通过响应面试验对脱粒装置的工作参数进行了分析优化,建立了回归方程,得出了纹杆-钉齿组合式高湿玉米脱粒装置的最佳工作参数为:脱粒线速度为11 m/s、脱粒间隙为44 mm、导流角为16°。通过3次重复的验证试验,测得破碎率均值为3.97%,未脱净率为0.15%,与理论预测值基本吻合。较原4YZ-2型玉米籽粒收获机的机收籽粒破碎率6.57%减小了2.6%,未脱净率减少了1.52%,设计效果良好。