刚性弓齿与杆齿及柔性齿的脱粒对比试验

传统的水稻脱粒系统通过刚性弓齿、钉齿和杆齿对水稻进行打击脱粒，造成水稻籽粒破碎或者籽粒内部损伤，降低了种子发芽率和大米加工的成米率．为了降低水稻籽粒脱粒破碎率，对刚性弓齿、杆齿与柔性杆齿进行脱粒比较试验．结果表明，相对其他脱粒齿而言，柔性杆齿质量轻，种子破碎率显著降低，未脱净损失减少，含杂率降低，发芽率高．     

大豆机械脱粒损伤特征及损伤率研究

为深入研究大豆种子破碎和内部损伤机理及其对发芽率的影响,改进大豆脱粒原理和脱粒技术,以机械脱粒、清选后的3个辽宁主栽大豆品种(开育857、辽豆15、沈农8号)为对象,研究了大豆种子籽粒的脱粒损伤状况、特征,分析了造成损伤的基本原因.结果表明:机械脱粒的大豆种子籽粒普遍存在严重的机械损伤问题,其中外部损伤率(含破碎)9%-12%、内部损伤率5%-9%;大豆机械损伤脱粒环节、由脱粒机械作用所致,其次发生在清选与分级过程、由输送装置导致.     

玉米脱粒过程台架试验与离散元仿真分析

采用离散元法从微观角度剖析玉米子粒在脱粒过程中运动状态,建立切流-横轴流玉米脱粒装置离散元分析模型,利用EDEM软件仿真柱齿-板齿横轴流滚筒对玉米子粒在脱粒装置中轴向质量分布的影响,并将台架试验结果与仿真试验结果进行t检验分析。结果表明,两者相关系数为0. 491,修正后相关系数为0. 865,两者在轴向质量分布变化趋势一致,且没有显著差异,验证了离散元仿真玉米脱粒过程的可靠性和有效性。分析了单个玉米子粒物料在脱粒滚筒运动过程中在X、Y、Z 3个方向距离和受力变化。分析结果表明,子粒在X方向的最大瞬时速度为9. 964 m·s~(-1)和-11. 947 m·s~(-1),在Y方向的最大瞬时速度为13. 051 m·s~(-1)和-6. 104m·s~(-1),在X正向上最大受力为18. 7 N,在Y负向上最大受力为92. 5 N,Z轴在正、负方向上都有受力,最大正向受力为22. 0 N,说明柱齿-板齿滚筒在脱粒过程中可以在X、Y正负向都提供打击力,并在Z向推动玉米子粒前进,由于挡板作用,子粒在B区运动受到阻碍,有利于玉米完全脱粒及快速排出避免破碎。     

水稻籽粒连接力分布频谱分析及联合收割机差速脱粒装置研究

脱粒是水稻联合收获过程中一个至关重要的环节,而籽粒与粒柄之间的连接力是衡量脱粒难易程度的重要因素。传统脱粒装置在收获高产水稻时存在脱粒不尽、脱粒能力不足等问题,故有必要通过结构创新提升脱粒装置工作性能。本文对甬优12号、甬优9号、嘉优2号和甬优11号4个超级稻水稻品种,进行了籽粒与粒柄间连接力的测定,并绘制了籽粒连接力分布频谱图,计算了4个水稻品种的脱粒系数,建立并验证了籽粒平均连接力与脱粒滚筒齿顶线速度和转速之间的数学关系模型。针对半喂入联合收获机和全喂入联合收获机2种机型,分别研制了弓齿式差速脱粒滚筒和杆齿式差速脱粒滚筒,并进行了差速脱粒与单速脱粒比对试验,结果表明:差速脱粒装置利用低速段脱粒降低了籽粒和茎秆的破碎,利用高速段脱粒降低了脱不净损失,其籽粒破碎率、脱出物中含杂率以及脱不净和夹带损失率等性能指标得到有效改善。本研究为联合收获机脱粒装置优化提供了理论依据和实践参考。     

基于刚柔耦合的水稻脱粒滚筒仿真分析与试验

为降低4LZ–4.0型联合收割机机收作业中籽粒破碎率,提高清洁度,依托纵轴流差速分段式脱粒滚筒,设计了杆齿、弓齿和刀齿3种形状的脱粒元件,通过改变脱粒元件表面与籽粒碰撞时的接触状态,刚柔耦合成6种类型脱粒滚筒;基于冲量–动量定理对籽粒碰撞过程进行分析,通过仿真试验得到刚性杆齿和刚柔耦合杆齿与水稻籽粒谷物接触时籽粒所受法向力均值分别为28.4 N和22.3 N,籽粒所受切向力均值分别为14.43 N和8.74 N。以前滚筒齿形、前滚筒转速和前后滚筒转速差为影响因素,以水稻籽粒破碎率和未脱净率为评价指标进行3因素3水平正交试验。结果表明：前后滚筒转速差对破碎率的影响最大,前滚筒齿形对未脱净率的影响最大;试验得到的最优组合为前滚筒齿形为弓齿、前滚筒转速为600 r/min、前后滚筒转速差为100 r/min;与刚性脱粒元件相比,带有聚氨酯橡胶套的刚柔耦合脱粒元件可有效降低水稻籽粒破碎率,平均可降低18.5%。     

基于能量守恒的柔性脱粒动力学分析

为降低刚性脱粒滚筒的刚性冲击所带来的水稻籽粒破损,基于能量守恒定律,分析并设计了一种作用柔和、冲击力相对刚性滚筒小的柔性脱粒滚筒.结果表明,脱粒过程中将脱粒齿质量看作集中于齿端时,其脱粒相当质量为脱粒齿总质量的33/140,柔性脱粒能降低打击力.对脱粒齿打击过程进行有限元分析,并对解析值与数值解进行了比较,两者拟合性好,说明所设计的柔性滚筒符合降低打击力、减少谷粒破损的要求.     

再生稻收割机刚柔耦合杆齿脱粒装置的设计与试验

目的 针对再生稻头季收获时籽粒和秸秆含水率较高,籽粒与稻穗的黏结力较大,采用传统刚性杆齿脱粒装置的收割机收获时会导致大量籽粒破碎的问题,在轴流式脱粒滚筒的基础上设计了一种刚柔耦合杆齿的脱粒滚筒。方法 采用EDEM仿真软件对脱粒过程进行仿真模拟,通过后处理获得3种不同杆齿(刚性、柔性、刚柔耦合)对籽粒的平均法向打击力和切向揉搓力;以夹带损失率、破碎率和未脱净率为评价指标,分别以不同滚筒转速下的单因素和以滚筒转速、水稻籽粒含水率、杆齿种类为因素的三因素三水平进行不同杆齿的正交台架验证试验。结果 EDEM仿真结果表明,在滚筒转速分别为650、750和850 r/min时,3种杆齿对籽粒的平均法向打击力和切向揉搓力均表现为刚性杆齿最大、柔性杆齿最小。单因素试验结果表明,刚性杆齿脱粒装置的籽粒破碎率明显高于柔性杆齿脱粒装置和刚柔耦合脱粒装置,在滚筒转速为900 r/min时,柔性杆齿、刚性杆齿和刚柔耦合杆齿的破碎率均很高,分别为1.632%、1.925%和2.564%;柔性杆齿脱粒装置的未脱净率和夹带损失率明显高于刚性杆齿脱粒装置和刚柔耦合脱粒装置,在滚筒转速为900 r/min时,柔性杆齿、刚性杆齿和刚柔耦合杆齿的未脱净率均很低,分别为0.286%、0.071%和0.240%,在滚筒转速为850 r/min时,柔性杆齿、刚性杆齿和刚柔耦合杆齿的夹带损失率均很低,分别为1.595%、0.729%和1.341%。正交试验结果表明,影响籽粒夹带损失率和破碎率的因素顺序依次为杆齿种类 > 滚筒转速 > 籽粒含水率,影响未脱净率因素的顺序依次为杆齿种类 > 籽粒含水率 > 滚筒转速。结论 相同条件下,刚柔耦合脱粒装置能够在保证籽粒脱净率的前提下,降低籽粒破碎率。研究结果可为再生稻收割机脱粒装置的设计与田间应用提供参考。     

挤搓式玉米脱粒机

挤搓式玉米脱粒机是一种利用挤搓原理的宽板齿、低转速脱粒滚筒、栅格式凹板的玉米脱粒机。该脱粒机特点是脱净率高、破碎率低,适应玉米子粒含水率在13%～25%,既适合普通玉米脱粒,也适合种子玉米脱粒。该脱粒机的研制成功解决了我国长期以来种子玉米脱粒损失量大的问题。一、机     

钉齿间距对单轴流脱粒与分离装置性能影响的试验研究

利用自行研制的试验台,进行了钉齿间距对单轴流脱粒与分离装置脱粒性能影响的试验研究,得出了钉齿间距变化对功耗、断穗率、含杂率、糙米率、茎秆破碎程度以及损失率等性能指标的影响规律,确定钉齿间距的合理取值为16 cm,为该装置的进一步研究提供理论依据。     

钉齿滚筒轴流脱粒与分离的试验研究

在纵置钉齿式轴流试验台上,进行了水稻脱粒试验,目的是研究脱出物在滚筒轴向的分步规律。试验结果为:脱出物(子粒和碎茎秆及轻杂)沿轴向分布受子粒分布影响最大;子粒沿轴向分布规律是,在20cm处为最高值84.3%,然后开始逐步下降,到100cm的位置时,就几乎没有子粒分布了。     

挤搓式玉米脱粒机脱粒装置的改进与试验

针对玉米脱粒机脱粒时存在脱净率低、破碎率高的问题,设计改进了玉米脱粒机的脱粒装置,使其能更好地适应玉米脱粒时的实际工况。挤搓式玉米脱粒机采用的是挤搓原理,主要组成部分有喂入装置、脱粒装置和清选装置。改进之处是在脱粒装置的尾端加入弹簧齿部分和压板机构,弹簧齿能够自动调整脱粒空间的大小,避免玉米粗细不一时造成的卡机和玉米破碎问题;压板机构可以控制玉米芯的排出量,实现玉米尖部的完全脱粒,二者的配合使用,降低了破碎率,并同时确保了脱净率。经试验验证,改进后的脱粒机脱粒装置具有更加良好的脱粒效果,适合推广应用。     

红外玉米穗干燥试验台设计

基于玉米穗对特定波长红外光的选择性吸收理论,研究了红外辐射条件下玉米穗的红外吸收特性,针对玉米穗收获后含水率较高、直接脱粒易导致子粒破碎等特点,设计了一种传热效率高、能耗低、干燥均匀性好,且结构简单、工作可靠的玉米穗干燥试验台,为研制红外辐射玉米穗干燥机奠定了坚实基础。该试验台可以将收获后含水率较高的玉米穗降低到18%左右的最佳脱粒含水率,这对于降低玉米穗脱粒过程中的子粒破损率、减少玉米的产后损失、满足生产实际需要、确保玉米的丰产丰收具有重要意义。     

杆齿-栅格凹板单轴流脱粒分离装置性能的试验研究

利用自行设计的杆齿—栅格凹板组成的脱粒分离装置,在实验室内对水稻进行单因素脱粒试验,分析出滚筒转速和喂入量的变化对夹带损失、总损失、未脱损失、糙米率以及功率消耗的影响规律,该种装置具有滚筒转速对脱粒损失的影响比较明显,喂入量对茎秆破碎程度和功耗的影响较大的特点。     

JDL3316型联合收割机的使用情况

JDL3316型联合收割机为中型联合收割机，采用了国际先进的CTS技术：切流脱粒滚筒加单轴流钉齿分离滚筒结构，该机在胜利农场及附近地区应用较多，它主要以收获水稻为主，兼收小麦、大豆等作物，通过实际应用证明，该机是比较适合垦区农业生产的一种机型。     

轴流式脱粒装置脱出物沿滚筒轴向分布规律研究

利用自行研制的螺旋叶片带板齿式轴流脱粒与分离装置,进行了水稻脱粒试验研究,目的是研究脱出物沿滚筒轴向的分布规律。试验结果表明,脱出物沿轴向分布规律受籽粒的分布影响较大,子粒分布曲线规律显著,在不同喂入量的情况下分布形式相似,喂入量大曲线的峰值较高。该研究为脱粒与分离装置的进一步研究提供了理论依据,使轴流技术能更好的应用于实践生产当中。     

“切向喂入轴流脱粒分离装置”发明专利被说为十大专利金奖

江苏大学农业工程研究院李耀明教授申请的发明专利“切向喂入轴流脱粒分离装置”，被评为十大专利金奖之一。李耀明把人手揉搓和机械冲击的脱粒原理结合在一起，率先提出了揉搓冲击低损伤脱粒新方法，发明了短纹杆板齿低损伤脱粒元件。通过一系列的理论分析、建模仿真、数据计算和对比试验，李耀明以这个专利为基础开发了适合不同喂入量的横轴流单滚筒、切轴流双滚筒、易速横轴流双滚筒和切纵流双滚筒共4个系列的高效低损伤装置，     

5TYJ-10A玉米种子脱粒机作业性能试验

为进一步探明脱粒装置结构参数对玉米种子果穗脱粒生产作业的影响,依托自行研制的5TYJ-10A玉米种子脱粒机,通过置换分别携有钉齿类、直板齿类、组合螺旋板齿类3类脱粒元件的脱粒装置,分析玉米种子脱粒装置工作性能,建立组合螺旋脱粒板齿几何参数相关数学模型,分析获得组合式螺旋板齿脱粒装置相关脱粒板齿半径、中心脱粒间距及板齿高度的设计参数。试验结果表明,选取出作业性能良好的组合螺旋板齿式脱粒装置,其脱净率为99.16%、含杂率为3.26%、破碎率为0.43%,对应实际生产率为11.6 t/h。采用脱粒板齿试验装置进行不同脱粒板齿螺旋角试验选取,结果表明,当组合螺旋板齿角为6°-12°时更适宜进行玉米种子脱粒作业。研究成果将为玉米种子脱粒生产装备的研发提供参考与借鉴。     

橡胶子粒的物理特性测定

为提高橡胶[Hevea brasiliensis(Willd.ex A.Juss.)Muell.Arg.]子粒综合利用水平,研制高效率的橡胶籽粒脱壳装置,对橡胶子粒的三维几何尺寸、质量、密度、破碎力、静摩擦系数等物理特性进行了测定。结果表明,橡胶子粒的几何平均直径和算术平均直径都随着子粒含水率的增加而减小,当含水率达到35.4%时出现最小平均直径,分别为20.883、20.633 mm;橡胶子粒的球度随着含水率的增大从0.850增大到0.868,呈现出较好的线性关系;而表面积与含水率却是出现先减小、后增大的变化,当含水率为35.4%时,表面积出现最小值;橡胶子粒的单粒重、体积和密度与含水率均呈明显的线性关系,都随含水率的增大而增大;橡胶子粒在钢板和木板上的静摩擦系数变化范围分别为0.254~0.331、0.222~0.417,且均呈明显的线性增长;橡胶子粒在不同方向的破碎力与含水率的关系有所不同,长度方向和厚度方向的破碎力随含水率升高呈线性下降趋势,宽度方向则先减小、后增大。该研究结果可为橡胶子粒脱壳、榨油、分离等相关机械的设计生产提供基础数据,并可为橡胶子物理特性研究提供原始的参数。     

黑龙江省北部地区大豆品种(系)粒重与主要农艺性状的相关性分析

大豆品种的粒重与生育期、单株荚数、单株粒数、百粒重等农艺性状关系密切。本试验对黑龙江省12个大豆品种(系)的子粒重量与主要农艺性状进行相关性分析和通径分析,得出大豆子粒重量与株高、分枝数、主茎节数、单株荚数、单株粒数等性状呈正相关;大豆子粒重量与主要农艺性状的通径分析表明,分枝数、株高对大豆子粒重量的直接效应较大,与相关分析的结果相似。因此,对高产大豆进行选择时,应突出分枝数、株高、单株粒数等农艺性状的选择。     

轴流脱粒过程的动力学仿真研究

运用变质量系统的基本原理，建立轴流脱粒空间内谷物运动的非线性力学模型。在计算机上对轴流脱粒过程谷物的力学状态进行仿真，并对脱粒机理进行理论分析。领导 具结果表明，脱粒装置的反力和钉齿打击力都是谷物运动角位移的复杂周期函数，每一个周期又可分为冲击脱粒和茎秆疏松两个阶段，两者协调呼应交替出现，使谷物得以充分脱粒和分离。谷物这种交替出现的受力状态是保证籽粒有效脱粒的动力学条件。