种子分离转盘

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  农作物在生长过程中,由于光照、养分的不均衡,会造成部分颗粒不饱满,即所谓的“次品”。播种前,必须将种子中的“次品”剔除,以免影响种植效果。作为产品出售时,“次品”也会影响卖相。
  如何快速地将“次品”种子从成千上万的种子中筛选出来?在学习离心力后,我设计了一种旋转转盘,结构如图1所示。
  图1中的上图是平面图,下图为侧视图。通过底部的电动机带动传动轴转动。传动轴与大、小转盘相连,当以一定的速度旋转时,带动大、小转盘转动。将需要分离的种子放入转盘中,种子受力情况如图2所示。
  设种子质量为m,转盘以ω的角速度旋转,种子受到与转盘半径垂直的离心力F,其大小为F=mrω2。颗粒饱满的种子质量m较大,其受到的离心力F较大。而颗粒较小的“次品”种子质量m较小,其受到的离心力F较小。
  离心力大的种子斜向运动的力较大,会挤压离心力小的种子。通过数轮旋转,离心力大的种子逐渐向大转盘的外缘运动,而离心力小的种子在离心力大的种子的挤压下,逐渐向小转盘汇集,最终达到平衡状态。
  如图3所示,大颗粒的种子留在大转盘里,其中颗粒越大的种子越靠近大转盘的边缘处。而颗粒较小的种子会留在小转盘里,且越靠近小轉盘颗粒越小。此时,只需清理小转盘内的种子就可有效清除种子中的“次品”。
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