4HBL-2型花生联合收获机复收装置设计与试验

针对4HBL-2型花生联合收获机果土分离及输送中花生果实的漏果、掉果问题,设计了花生联合收获机复收装置。在花生联合收获时,对土壤中遗漏的果实和夹持输送过程中掉落的果实进行复收、清选、集果等作业。并对复收装置进行了设计与试验研究,确定了该装置的最优结构参数和工作参数:复收装置安装角度为20°,复收链输送速度1.2 m/s,复收链杆条间隙10 mm。在机组前进速度为0.6 m/s时,实现收获花生平均净果率为90.16%,平均漏果率为0.12%,提高了花生的收获质量,减少了花生二次复收的劳动强度和作业成本。     

滚筒筛式花生荚果复收机的设计与试验研究

针对花生收获漏果、掉果严重且缺少有效的花生复收机问题，为进一步减小花生收获损失率、提高收获效益，设计了一种牵引式花生复收机。复收机主要由挖掘装置、滚筒式分离输送装置、集果箱、机架及限深装置等组成，能够一次性完成花生荚果的挖掘、输送、除杂去土及收集等作业过程。其中，挖掘铲采用封闭铲面及栅杆结构，有效降低了挖掘阻力，提升了挖掘效果；采用滚筒式分离输送装置，实现了花生荚果的有效抬升及碎土清土，有效降低了花生荚果的含土率及破损率。田间试验结果表明：机具收获效果好，工作性能稳定，收获含土率低于4%,破损率低于2.5%,漏果率低于0.25%,生产效率达到0.21～0.37 hm²/h,可为进一步开发设计高效的花生复收收获机械提供参考。     

轴流式花生捡拾收获机设计与试验

针对花生全喂入捡拾收获过程捡拾率低、荚果损失率高、生产率低等问题,基于花生生物学特点、荚柄脱离特性及荚果破损机理,设计了一种轴流式花生捡拾收获机。整机采用自走式底盘驱动,配套动力120 kW,主要由捡拾装置、输送装置、摘果装置、清选装置、底盘系统、集果装置等组成,可一次完成对田间条铺花生植株的捡拾、输送、果蔓脱离、果杂清选、提升集果等功能。在分析整机工作原理的基础上,进行了关键部件结构设计及参数确定,通过动量守恒原理和赫兹接触理论建立捡拾过程的碰撞模型和摘果装置关键参数方程,并对荚果破损和荚柄分离力学模型进行了定量分析,确定以弹齿转速、摘果滚筒转速、机具前进速度为主要影响因素,并针对“开农61”品种花生进行试验研究。结果表明,最优参数组合为弹齿转速68 r/min、摘果滚筒转速447 r/min、机具前进速度1.4 m/s,对应的捡拾率为98.62%、荚果损失率为2.11%、生产率为0.61 hm^2/h,捡拾率、生产率比优化前分别提高了2.1、4.5个百分点,荚果损失率比优化前降低了0.9个百分点,综合性能明显提高。     

油莎豆收获机双层滚筒筛式果杂分离装置设计与试验

针对油莎豆机械化收获过程中块茎(果)与土壤草团(杂质)分离不彻底导致收获损失率与含杂率较高的问题,设计了一种双层滚筒筛式果杂分离装置,通过理论分析确定了该装置的主要结构参数与工作参数。建立了分离装置-收获物料互作的EDEM-MBD耦合仿真模型,以双层滚筒筛转速、分离螺旋输送器转速、柔性齿段长度为试验因素,以块茎分离率和含杂率为试验指标,依据Box-Behnken试验原理开展三因素三水平仿真试验。对试验结果进行方差分析,建立了分离率、含杂率与各显著因素之间的回归模型,利用回归模型进行参数寻优,结果表明：当双层滚筒筛转速为24.9 r/min、分离螺旋输送器转速为148.5 r/min、柔性齿段长度为1 277.8 mm时,分离率最大,为96.23%,含杂率最小,为25.55%。田间验证试验结果表明：最优参数组合下的果杂分离装置平均分离率为93.19%,平均含杂率为26.65%,与回归模型寻优结果基本一致;果杂分离装置与清选装置联合使用时,分离率增加1.05个百分点,含杂率降低9.97个百分点,可满足油莎豆收获生产需求。     

4HBL-4型二垄四行半喂入自走式花生联合收获机

论述了4HBL-4型二垄四行半喂入自走式花生联合收获机结构和工作原理,该机一次对二垄四行花生完成挖掘、去土、输送、摘果、分离、清选和集箱等作业。悬浮式仿形机构,使机器具有更好的地面仿形效果;花生收获双层集果清选装置,实现了对花生果进行两次清选。经山东省农业机械试验鉴定站田间检测：摘果率为98.9%,总损失率为3.3%,破损率为0.2%,含杂率为3.1%,纯作业生产率为0.16 hm2/h,达到了设计和相关标准要求。     

全喂入花生摘果机关键装置设计分析与试验

根据花生机械化摘果作业要求,结合当前花生种植区域情况及摘果过程中存在的摘净率低、破损率高等问题,研制了与拖拉机配套的小型弯头杆齿式全喂入花生摘果机,可灵活移动、坚固耐用、操作便利。花生摘果机主要由摘果滚筒、凹板筛、振动清选装置、荚果运送及传动部分等组成,能够有效实现花生摘果、清选工作。田间性能试验表明:其摘净率98.16%、含杂率1.93%、破损率1.41%、清选损失率0.75%,各指标均满足花生摘果作业要求。     

稻田绿肥紫云英种子联合收获机设计与试验

为解决现有稻田绿肥紫云英种子收获时存在的割台适用性差、脱粒分离能力弱以及清选除杂能力不强等问题,设计了稻田绿肥紫云英种子联合收获机。对防落荚柔性扶禾割台、纵向杆齿式脱粒装置、风筛式分层控杂清选装置等关键部件进行了参数设计,设计了紫云英机收专用扶禾器和割刀组件;确定纵向杆齿式脱粒装置结构参数（喂入段、脱粒段、排草段长度）,对脱粒元件结构参数、数量及周向分布进行了计算;利用ICEM-CFD网格划分软件和Fluent流体动力学分析软件等对三风道清选装置离心风机转速1080r/min、叶轮直径385mm工作参数下的内部气流场开展数值模拟,并进行试验验证。以降低紫云英籽粒机收损失率、破碎率、含杂率为目标,选择对收获质量影响较大的机具前进速度、脱粒滚筒转速、清选风机转速、鱼鳞筛开度共4个因素,利用Box-Behnken中心组合试验方法,进行四因素三水平响应面试验,使用Design-Expert对试验结果进行响应面分析,通过多目标参数优化,确定最佳工作参数组合为：机具前进速度3km/h,脱粒滚筒转速550r/min,清选风机转速990r/min,鱼鳞筛开度35mm。在此参数条件下进行了田间试验,实测紫云英籽粒损失率为2.35%,破损率为0.22%,含杂率为0.51%,均满足相关标准技术要求。     

花生半喂入联合收获二次清选机构研究

针对目前半喂入花生联合收获机其清选环节存在清选损失率高、荚果含杂率高等问题,基于花生一次清选后花生荚果破损机理,设计一种二次清选装置,主要包括输送链、栅条筛、筛架、液压缸、滑土板,并确定该装置的基本参数。通过ADAMS软件分析,建立清选过程中花生与装置碰撞模型,确定以筛子转速、筛子安装高度、筛子倾角为主要影响因素,并针对“宇花14号”花生品种进行试验研究。结果表明：筛子安装高度为29 cm、筛子转速为147 r/min、筛子安装角度为19°,对应的荚果含杂率为1.65%、清选损失率为1.37%。试验结果表明,应用该装置的两垄四行花生联合机作业效果明显提高。     

双吸风口振动式花生荚果清选装置设计与试验

为改进花生摘果机、花生捡拾收获机的清选装置,提高花生清选性能,在花生摘果机清选物飘浮速度试验基础上,根据饱满花生荚果、空瘪果、碎茎秆、果柄和花生叶等各组分飘浮速度差异,提出了前、后2个吸风口(双吸风口)与振动筛组合式清选原理,进行了总体方案与关键部件设计并研制出5XT-2Z型花生摘果机,通过清选性能试验研究了振动筛振动频率、吸风口高度和风机转速对花生清选损失率和含杂率的影响。试验结果表明,3种饱满花生荚果飘浮速度为10.30~14.39 m/s,空瘪果、碎茎秆、花生果柄和花生飘浮速度分别为7.03~8.89 m/s、4.51~5.46 m/s、2.80~3.35 m/s、1.74~2.13 m/s;优化后的振动筛曲柄转速为200 r/min,吸风口高度为135 mm,风机转速为390 r/min,此参数下清选损失率为1.35%,含杂率为1.75%。     

花生联合收获机清选装置试验研究

进行了半喂入花生联合收获机花生脱出物组成成分的比例、组成成分尺寸和外形差异、悬浮速度,以及摘果辊下方分布等清选特性试验和检测。优化设计后的清选装置安装在半喂入花生联合收获机上,进行了田间正交试验,得到了影响清选性能的因素主次顺序为振动筛频率、风机转速、振动筛倾角、风机出风口角度;最优参数组合为振动筛频率7Hz,风机转速900r/min,振动筛倾角8°,风机出风口角度17°。优化设计后的清选装置能应用到国产某型号花生联合收获机上,经田间收获试验验证,达到设计要求。     

基于两段收获的切流式双滚筒花生摘果装置研究

为适应新疆地区林间套种的种植模式,通过对国内外花生生产机械化和摘果特性的调查,自行研制了双滚筒花生摘果秧柄打捆一体机。为了获取切流双滚筒脱粒分离装置的结构方式和工作参数,在试验机上进行滚筒不同转速、不同摘果间隙和不同喂入口倾角的脱粒分离性能试验,得出影响花生摘果指标的主次因素和各因素的显著水平。试验结果表明:该机作业性能良好,在喂入量为1.8kg/s、机组前进速度为1～1.5km/s的前提下,双滚筒的转速为450r/min、摘果间隙35mm和喂入口倾角10°时,摘净率为98.21%,破碎率为0.82%。     

多功能根茎类作物联合收获机设计与试验

简述了多功能根茎类作物联合收获机的整体结构配置、工作过程、技术特点以及关键部件结构设计等.整机主要由动力底盘、扶禾装置、挖掘装置、清土装置、夹持输送装置、摘果装置、清选系统和集果系统等组成.摘果装置采用可互换的滚筒式分离机构和圆盘割刀式分离机构,可用于花生、大蒜、洋葱等多种根茎类作物的联合收获,实现一机多用.花生、大蒜试验结果表明:花生果实损失率2.3%,埋果率0.3%,摘果破损率0.4596,果实清洁度99%,漏摘损失率0.4%,整机可靠性系数96.2%;大蒜果实损失率3.0%,漏收损失率0.5%.果实碰伤率1.5%.     

4SHWZ-1800自走型分段式花生收获机的研制

针对我国花生主产区种植模式的特点,成功研制了4SHWZ-1800自走型分段式花生收获机。其主要由底盘、传动系统、挖掘装置、清土输送装置、果秧铺放装置、落果清选装置和输送升运集果装置等部件组成,一次作业可完成挖掘、松碎土壤、秧土分离、秧果成条铺放、落果清选和集果等作业。该机在分段收获的基础上,采用了复收技术;设计了箭式挖掘铲,降低了挖掘阻力,提高了碎土效果;采用挖抖组合技术,实现花生宽幅收获,提高了工作效率;采用筛网输送带式果土分离技术,有效降低机收损失。田间试验表明:该机操控灵活、简单,作业顺畅,性能稳定;埋果率为0.1%、破碎率为0,各性能指标均符合国家花生收获机作业质量(NY/7502-2002)检测标准,符合设计要求。     

油菜联合收获机滚筒筛式复清装置设计与试验

针对油菜联合收获机脱粒分离作业后脱出物组分杂,籽粒细小不易分离,导致清选作业清洁率低、人工复清劳动强度大等问题,设计了一种挂接在粮箱上的模块化滚筒筛式复清装置。基于运动学与动力学分析了物料提升螺旋输送器和筛分装置的结构参数与运行参数范围;以滚筒筛式复清装置的损失率、清洁率及筛分效率为评价指标,以滚筒筛转速、筛网内助流螺旋叶片螺距和筛孔直径为影响因素,基于EDEM开展了三因素三水平正交试验,确定了最佳参数组合,并利用收获关键部件试验台开展了验证试验。仿真结果表明：当喂入量为0.6kg/s时,滚筒筛式复清装置的较优参数组合为筛孔直径5mm、滚筒筛转速105r/min、筛网内助流螺旋叶片螺距250mm,此时滚筒筛式复清装置损失率为0.92%、清洁率为98.96%、筛分效率为95.12%。台架验证试验表明,带有滚筒筛式复清装置的清选系统工作顺畅,在最佳参数组合条件下,滚筒筛式复清装置的损失率为0.96%、清洁率为98.67%、筛分效率为95.36%,对比未增加滚筒筛式复清装置前清洁率提升了4.38个百分点。研究可为油菜联合收获机清选装置结构改进和优化提供参考。     

5TYS280玉米脱粒清选试验台的设计研究

我国夏播玉米主要集中在黄淮海地区,其生长期短、收获时籽粒含水率高,直接脱粒收获易造成籽粒破碎,脱净率与籽粒破碎率和含杂率之间的矛盾,作业质量较难保证。目前,针对高含水率玉米脱粒清选装置的系统理论与试验研究均较少,因此设计开发了一种玉米脱粒清选试验台。其主要由机架、脱粒分离装置、清选装置、输送装置、电机控制及转速数据采集系统等部件组成。以籽粒破碎率和含杂率为评价指标,通过调整滚筒转速、滚筒倾角、凹板间隙、筛网倾角、曲轴转速及风机转速等关键因素水平,进行单因素多水平试验及多因素多水平正交试验,确定高含水率玉米脱粒清选装置的最佳参数组合,为玉米籽粒收获机脱粒清选部件设计、改进及参数选择提供依据。     

南方花生收获机的设计与试验

针对南方花生种植的土壤特点、种植农艺,设计一种经济适用的南方花生收获机。介绍了该机的总体结构与作业原理,对该机关键零部件进行了设计计算。该机采用输送分离链栅与分离振筛组合的二次分离清选装置,土壤与秧果分离效果好,损失率小,结构紧凑,可靠性高,适应南方多种土壤与种植农艺条件下的花生收获作业。田间作业性能测试结果表明,该机的生产率为0.17 hm~2/h,埋果损失率为1.5%,破损率为0.15%,含土率为17%,各项指标均达到行业标准要求。     

4HLB-2型半喂入花生联合收获机试验

为了提高4HLB-2型半喂入花生联合收获机作业性能,通过单因素试验和两因素全试验,研究了土壤含水率、收获期、夹持高度、清土频率和振幅、摘果辊转速和夹持输送速度对收获损失和含土率的影响.结果表明:收获沙壤土花生的适宜土壤含水率为8%～15%;花生生长后期,清土落果损失率逐渐增加,当根茎拉断力小于5N时,落果损失率大于2%;机器收获的最佳夹持高度为150～200mm,此时清土和摘果效果最佳,其中果实总损失率小于6%,含土率小于4%;清土作业采用低频率、小振幅时落果损失小,但含土率高,采用高频率、大振幅时含土率低,但落果损失大;摘果作业在高摘果辊转速和低夹持速度工况下,摘果段损失率较低,试验中当摘果辊转速为390r/min、夹持速度为0.5m/s时,摘果损失率为2.79%.     

三垄六行花生有序铺放收获机的设计与试验

花生是我国主要的经济作物，两段式收获模式因更能保证花生产品质量已成为主流的花生收获方式。为此，针对现有花生挖掘铺放机挖掘阻力大、壅土堵塞、果土分离不清、机具幅宽小导致收获效果差及作业效率低等问题，研制了一种三垄六行花生有序铺放收获机，主要由扶禾装置、挖掘装置、夹持输送装置、有序铺放装置、动力系统和机架组成，可实现对花生的高效挖掘、输送、去土和有序铺放，大幅提高作业效率，达到0.9hm²/h以上。通过田间试验研究前进速度、夹持输送链条转速和花生植株夹持位置对花生收获损失率、破碎率、埋果率的影响，结果表明：在1.0m/s的前进速度、260r/min的夹持输送链条转速下，夹持位置为根部以上60mm时，收获质量最佳。     

双动力回转振动式番茄果秧分离装置优化与试验

为满足自走式番茄收获机果秧分离装置国产化适应性的需要,采用响应曲面分析法对果秧分离装置性能进行优化研究。以激振器主轴转速、激振器偏心块质量、滚筒自转转速和番茄果秧的喂入量为影响因子,以果实分离率、破损率、含杂率为响应指标,利用Matlab软件进行响应面分析,建立了多元数学回归模型,运用决定系数R2、P值、残差的方差S2等分析了预测模型的可信性;并基于响应曲面分析了试验因素对试验指标的影响,探究了因素间的影响规律及最佳水平组合,并结合非线性优化计算方法,对果实分离率、破损率、含杂率进行了优化计算。结果表明：最优参数组合为：激振器主轴转速342.86r/min、激振器偏心块质量40kg、滚筒自转转速22r/min和番茄果秧喂入量19kg/s时,对应的果实分离率、破损率和含杂率分别为98.33%、3.37%和4.17%。经试验验证,响应面法所得到的果秧分离参数是可行的。     

花生挖掘条铺机的设计与试验

针对南方种植区花生收获过程中壅土阻塞、花生果秧缠绕、动力消耗大等问题，设计了一种花生挖掘条铺机，使其能一次性实现花生的挖掘、输送、振动去土、有序铺放等工序，并进行双垄挖掘作业。根据对挖掘装置、输送去土装置、秧棵翻转及条铺装置的动力学分析，得到花生条铺机的理论作业参数范围，通过三因素三水平正交试验分析得到各因素对埋果率影响的主次顺序为前进速度>输送带转速>翻转轮转速，各因素对带土率影响的主次顺序为输送带转速>翻转轮转速>前进速度，通过田间试验验证该机器基本满足花生条铺的作业要求。