两级分段式黑水虻虫沙滚筒筛分装置设计与试验

针对黑水虻虫沙分选过程中黑水虻幼虫含杂率高、损失率高等问题,结合黑水虻虫沙的机械物理特性设计了一种黑水虻虫沙分离装置,该装置主要由两级滚筒筛、链轮、电机等组成。以滚筒转速、滚筒倾角、喂入量为试验因素,以含杂率和损失率为评价指标,设计三因素三水平正交试验,分析各因素对含水率为30.2%的黑水虻虫沙筛分性能的影响。结果表明：影响含杂率因素的主次顺序为喂入量、滚筒转速、滚筒倾角;影响损失率的主次顺序是滚筒转速、喂入量、滚筒倾角。利用Design-Expert软件分析得出最佳参数组合：滚筒转速为30 r·min^-1,滚筒倾角为7°,喂入量为1.6 t·h^-1,预测含杂率为1.109%,损失率为8.430%。经过验证试验得到该参数组合下的含杂率为1.165%、损失率为8.877%,优化结果与验证结果基本一致,该结果可为黑水虻虫沙筛分设备的设计与作业参数优化提供参考。     

6BH-720型花生脱壳机

由山东省日照市伟民机械厂生产的6BH-720型花生脱壳机已通过省级产品鉴定,并获得农业机械推广许可证。该机带有复脱、分级装置,采用搓板式脱壳、风力初选、比重分级精选等装置,具有结构紧凑、操作灵活方便、脱净率高、消耗动力小、性能稳定可靠、便于维护保养、省工省力等特点,同时具有清杂、脱壳、生仁分级三种功能,既适应花生加工企业的规模化集中脱壳,又适合花生产区农机户为农民进行花生有偿脱壳。主要技术参数:配套动力7.5千瓦,生产率1600公斤/小时,脱净率100%,含杂率1%,破碎率≤2%,损伤率≤2.5%,损失率≤0.5%,机具质量650公斤。6BH-…     

全喂入胡麻脱粒清选机的设计与试验

针对中国西北地区胡麻的收获方式和作物性状,研制全喂入胡麻脱粒清选机。其中,脱粒装置采用纹杆+刀齿组合型的脱粒滚筒与栅格凹板,清选装置采用振动筛+吸杂风机相结合的模式,通过筛选+风选+筛选对组成复杂的胡麻脱粒物料进行清选。基于对胡麻物料生物特性的测定,确定全喂入胡麻脱粒清选机关键部件参数,并应用流场分析进行数值模拟分析。样机试验结果表明:作业样机的脱净率为97.27%,含杂率为2.74%,破碎率为1.86%,损失率为3.25%,可满足胡麻脱粒清选作业的性能要求。     

联合式前胡收获机设计与试验

针对丘陵山区前胡收获工作效率低、劳动强度大、无专用机型等问题,设计了一款联合式前胡收获机。在阐述前胡收获机整机结构和工作原理的基础上,结合前胡收获农艺要求,对挖掘装置、输送装置的结构及工作参数进行了理论分析与结构设计,确定收获机挖掘装置和输送装置的结构与工作参数。对振动装置、分离装置工作过程的临界状况进行受力分析,确定收获机振动筛和圆筒筛工作参数范围。以工作效率、损失率、损伤率和含杂率为指标,对收获机样机进行了田间试验。结果表明：收获机以最小前进速度0.8 m·s^-1和最大前进速度1.2 m·s^-1作业时,工作效率分别为0.19和0.28 hm²·h^-1,损失率分别为3.56%和3.62%,损伤率分别为2.83%和2.79%,含杂率为3.28%和3.67%。前胡收获机各项工作指标符合行业标准。研究结果可为根茎类作物收获机械的设计提供参考。     

小型油菜联合收获机双风道气流清选装置的设计与试验

针对油菜收获脱粒清选中损失率与含杂率较高的现状,设计了一种配套小型油菜联合收获机的双风道气流清选装置,主要由圆盘分选筛、斜面集料器、清选筒、离心风机等组成。利用圆盘筛旋转产生的离心力作用对油菜脱出物进行初次筛分,分选得到的籽粒与小杂余的混合物,由斜面集料器收集滑入清选筒内,离心风机的运转使清选筒内产生负压气流,形成双向风道气流,对籽粒进行二次清选。基于流体动力学基本方程进行了双风道气流清选参数设计,利用ANSYS进行清选流场数值仿真分析,在自制试验台架进行了多因素正交试验。将油菜脱出物含杂率、清选筛转速和离心风机转速作为主要因素,通过单因素试验与正交试验,用清洁率与损失率对选定因素进行分析,得到最优清选方案。理论分析、数值模拟与试验结果基本吻合。结果表明:在喂入量为0.1 kg/s时,对于含杂率为15%的油菜脱出物,清选筛转速为50～80 r/min、离心风机转速为1 700～1 900 r/min时,清洁率为95.0%～98.5%,清选性能较好;含杂率为5%、清选筛转速为60 r/min、离心风机转速为1 800 r/min时,清选性能最优,清洁率达98.2%,含杂率小于4.2%。     

贵州省油菜机械化收获最佳作业条件调查分析

针对影响油菜机械化收获的油菜成熟度、收割高度、作业天气等因素,开展了油菜机械化收获最佳作业条件调查研究。结果表明:相同条件下,油菜机械化收获晴天作业平均含杂率及损失率均较阴天低;油菜成熟度为80%～90%时,机械化收获损失率及含杂率最低;收割高度越高,含杂率越低,损失率越大;破荚率越高,损失率越小。油菜成熟度为80%～90%、收割高度40 cm、晴天作业为最佳作业条件,油菜机械化收获破荚率主要范围为99.1%～100.0%,平均为99.57%;含杂率主要范围为15.31%～19.85%,平均为17.45%;损失率主要范围为0.90%～1.32%,平均为1.11%。     

一种手摇式花生脱壳机的研制

针对花生脱壳的现状,研制了一种手摇式花生脱壳机,介绍了整机的主要结构组成和工作原理,并对脱壳装置、鼓风装置、振动筛选装置等主要功能部件的设计进行了分析说明。     

基于DEM-CFD耦合的谷物清选模拟研究

为研究谷物及其杂质在风选装置内的运动特性,降低清选作业中谷物的含杂率、夹带损失率,同时保证谷物的清选率,采用DEM-CFD耦合方法模拟了不同风速及气流倾斜角下谷物的清选过程,并结合空气动力学,分析了谷物及其杂质在流场中的运动状态及分离机理。通过分析不同参数下的仿真结果表明:水平气流速度为5 m/s时,谷物平均含杂率为10.575%,夹带损失率仅为0.066%;随着水平气流速度增大,气流水平作用力P增大,物料飞行系数增加,水平方向位移随之增大。水平气流速度设置为9 m/s时,谷物平均含杂率降低为0.307%,夹带损失率升至1.275%。将气流角度由水平改为倾斜10°时,物料的飞行系数变大,谷物平均含杂率有所下降,而夹带损失率升高。     

贵州省某地区油菜机械化收获最佳作业条件分析

针对影响油菜机械化收获的油菜成熟度、收割高度、作业天气等因素,项目组通过实地测试,得出1.相同条件下,油菜机械化收获晴天作业平均含杂率及损失率均比阴天低;2.相同条件下,油菜成熟度为8-9成时,机械化收获损失率及含杂率最低;3.相同条件下,收割高度越高,含杂率越低,损失率越大;4.相同条件下,破荚率越高,损失率越小;5.在油菜成熟度为8-9成、收割高度40cm、晴天作业为最佳作业条件,油菜机械化收获破荚率主要范围是99.1%至100%,平均为99.57%,含杂率主要范围是15.31%至19.85%,平均为17.45%;损失率主要范围是0.9%至1.32%,平均为1.11%。     

4LZS-1.8型联合收割机脱分选系统性能正交试验

为解决传统横轴流联合收割机在水稻脱分选作业时存在的问题,4LZS-1.8型联合收割机采用差速脱粒滚筒和圆锥形清选风机等新型工作部件,以提升脱分选性能,其结构参数和工作参数有待通过试验来明确。由于田间试验的重复性差,以4LZS-1.8型联合收割机脱分选装置实际结构和尺寸为基础,自行研制了工作性能试验台。利用正交试验方法考察脱粒滚筒转速组合、脱粒滚筒长度比例组合、圆锥形风机叶片锥度等工作参数和结构参数对损失率、破碎率、含杂率、脱粒功耗等性能指标的影响程度。试验结果表明:在喂入量为2 kg/s时,影响4LZS-1.8型联合收割机脱分选工作性能的因素主次顺序为差速滚筒转速组合(B)、圆锥形风机叶片锥度(C)、差速滚筒高低速段长度比(A);最优方案为B=750/950 r/min、C=5°、A=2∶8(28型),对应性能指标为损失率1.28%、破碎率0.32%、含杂率0.48%,对应差速脱粒滚筒总功耗为16.66 k W,其中低速滚筒功耗占总功耗的74.73%,高速滚筒功耗占总功耗的25.27%。     

油葵脱粒清选装置的设计与试验研究

为提高油葵脱粒装置的脱净率,降低清选装置的含杂率,设计了一种横轴流油葵脱粒清选装置并开展了试验研究。使用正交试验法对未脱净损失率和含杂率开展了优化,确定了脱粒清选装置工作参数的较优组合。试验表明,影响未脱净率的较优组合为滚筒转速450r/min、脱粒间隙20mm,脱净率可达98.86%;影响含杂率的较优组合为曲柄转速160r/min、风机倾角18°、风机转速1 000r/min,清洁率可达93.75%。     

立锥式小区花生脱壳装置的优化与试验

花生科研涉及的小区种植试验具有品种多、处理多、重复多等特点,而每个小区需单独脱壳处理。因尚无满足要求的小区花生脱壳机,科研人员只能手工花生脱壳,工作十分繁重且影响花生科研效率。为研制出适应花生科研的小批量、破损率低、清种方便的小区花生脱壳机,在已研制的立锥式小区花生脱壳机及其试验基础上,重点进行了脱壳装置主要结构及参数优化,加工出第二代样机并进行了验证试验。针对原有立锥式小区花生脱壳装置存在的荚果下移速度较慢、环锥形脱壳间隙上端间隙过大、脱壳强度较小和脱壳损伤率与脱壳效率有待提高等问题,经过理论分析和综合判断,对脱壳装置的锥凹板和锥滚筒结构参数、环锥形脱壳间隙和锥滚筒的脱壳棱筋参数等进行了优化,同时将均料锥的螺旋叶片数从6个减少到4个。根据优化后的参数研制出新一轮样机,进行了验证试验。以四粒红品种为试验对象,以脱净率和破损率为指标,以锥滚筒转速n、锥凹板半锥角α和脱壳棱筋升角β为因素进行三因素三水平试验及响应面分析。结果表明:锥滚筒转速、锥凹板半锥角和脱壳棱筋升角对试验指标的影响极为显著。经双目标优化得到最优参数值,参数圆整后的样机试验表明,在转速320r·min~(-1)、锥凹板半锥角30°、棱筋升角45°时脱壳综合指标最优,脱净率97.34%,破损率2.27%,优于行业标准,较好地满足了小区育种花生脱壳要求。该研究为科研小区种植试验用花生脱壳机的设计及优化提供了有效途径。     

花生清选机去柄装置设计与试验

为在花生清选作业的同时,进一步去除滞留在花生荚果上的果柄,在深入研究花生果柄物理特性和现有花生清选装置的基础上,设计了花生清选去柄装置.通过对去柄振动筛和去柄锯片设计参数的分析,得出花生去柄装置中振动筛的主要设计参数和去柄锯片的最优设计参数,并利用ANSYS有限元分析软件对去柄锯片进行模态分析,得到其固有频率.结果表明,去柄率在98％以上,破损率为1.2％,去柄合格率为99.8％,作业噪音为78.0 dB(A),生产效率能够达到750.0 kg/h,完全符合花生清选作业要求.花生清选去柄装置能够满足对花生荚果最后一步的清选,满足农艺要求,同时能够为新型花生清选装置提供有力参考.     

小喂入量大豆收割机纵轴流脱粒装置参数优化

【目的】为解决我国西南丘陵地区大型收割机具通过性差,横轴流式收割机脱粒损失率大的问题.【方法】利用小喂入量纵轴流脱粒装置试验台,以籽粒破碎率、损失率和含杂率为试验指标,进行了滚筒转速、导向板升角和筛孔尺寸的单因素试验,初步确定了正交试验水平.在此基础上,进行了滚筒转速、导向板升角和筛孔尺寸三因素正交试验和滚筒转速、导向板升角两因素回归试验.【结果】当滚筒转速为460r/min,导向板升角为11°,筛孔尺寸为22mm×25mm时,该脱粒装置脱粒分离性能较优,破碎率为1.81%、含杂率为25.02%、损失率为0.52%.【结论】研究结果为小喂入量大豆收割机纵轴流脱粒装置的设计与优化提供参考.     

4LZS-1.8型联合收割机脱分选系统性能正交

为解决传统横轴流联合收割机在水稻脱分选作业时存在的问题,4LZS-1.8型联合收割机采用差速脱粒滚筒和圆锥形清选风机等新型工作部件,以提升脱分选性能,其结构参数和工作参数有待通过试验来明确.由于田间试验的重复性差,以4LZS-1.8型联合收割机脱分选装置实际结构和尺寸为基础,自行研制了工作性能试验台.利用正交试验方法考察脱粒滚筒转速组合、脱粒滚筒长度比例组合、圆锥形风机叶片锥度等工作参数和结构参数对损失率、破碎率、含杂率、脱粒功耗等性能指标的影响程度.试验结果表明:在喂入量为2 kg/s时,影响4LZS-1.8型联合收割机脱分选工作性能的因素主次顺序为差速滚筒转速组合(B)、圆锥形风机叶片锥度(C)、差速滚筒高低速段长度比(A);最优方案为B=750/950 r/min、C=5°、A=2∶8(28型),对应性能指标为损失率1.28％、破碎率0.32％、含杂率0.48％,对应差速脱粒滚筒总功耗为16.66 kW,其中低速滚筒功耗占总功耗的74.73％,高速滚筒功耗占总功耗的25.27％.     

两移动两转动振动筛驱动机构设计与分析

为提高物料在振动筛筛面上透筛效率,基于曲柄摇杆与平面四杆机构工作原理,设计两移动两转动振动筛驱动机构。采用解析法作机构运动学分析,运用Matlab数值模拟筛面各点运动特性。采用CFD-DEM耦合方法研究振动筛筛分性能,选取曲柄转速、横向转速、横向摆角为试验因素,以振动筛筛分效率和籽粒损失率为性能指标,设计二次正交旋转回归试验。运用Design-Expert作试验数据方差分析与响应面分析,得到影响因素与性能指标之间数学模型,并多目标优化数学模型。结果表明,振动筛机构最优参数组合为曲柄转速270 r·min-1、横向转速为240 r·min-1、横向摆角为1.7°,振动筛筛分效率为85.46%,籽粒损失率为1.98%,符合玉米籽粒收获机质量评定技术规范规定收获标准。     

4LZ–4.0大豆联合收割机清选装置参数优化及脱出物分布试验

为解决4LZ–4.0大豆联合收割机清选装置清选过程含杂率和损失率偏高的问题,选取鱼鳞筛角度(17.1°、27.1°、37.1°)、风机转速(969、1090、1212 r/min)和喂入量(2.0、2.5、3.0 kg/s)设计了三因素三水平响应面试验,测试清选装置损失率和含杂率,筛选最优清选参数组合。结果表明：清选参数最优组合为鱼鳞筛角度26.8°、风机转速1075 r/min、喂入量2.3 kg/s,最优组合下的损失率与含杂率分别为0.18%和2.07%,对比优化前分别降低了0.26%与0.44%;收割机清选装置效果最优时,大豆脱出物在沿清选筛纵向质量占比从29.88%减少到6.34%,沿清选筛横向质量占比分布先从27.51%减小到7.88%,再增加到18.96%,呈“前面多后面少,两边多中间少”近似“Y”状分布。     

美国花生脱壳机研究现状及发展分析

脱壳是花生利用前必经环节,脱壳机是花生产后加工的核心设备,在很大程度上决定了花生的果仁质量和脱壳效率。中国虽然花生产量位居世界第一,且花生脱壳机得到广泛应用,但花生脱壳技术远不及美国,严重制约花生产后加工业的发展。为借鉴美国花生脱壳技术及发展经验,在实地考察基础上,运用社会调查法、文献研究法和经验总结等方法,本文分析了美国花生脱壳机的发展历史、最新进展和技术衍变过程,剖析了美国现代花生脱壳机的脱壳原理、总体构成、脱壳部件结构型式和特点,总结了美国花生脱壳技术研究的基本方法和成功经验。结果显示,美国花生脱壳机研究密切结合生产需要,起步早且不断创新;多滚筒大型脱壳机既可用于榨油和食品加工的花生脱壳,也可用于种子花生脱壳,各滚筒之间独立驱动,转速200～300r/min;脱壳机构由带有刮板的脱壳打杆和钢制栅片凹板筛构成,对花生荚果进行刮搓脱壳;复式清选装置首先进行气吸除壳、然后进行筛选和二次气吸清选。美国花生脱壳机技术是机械与农艺等多方面融合研究的结果,对中国花生脱壳技术研究及进展具有重要借鉴意义。     

毛叶苕子收获机的设计

为解决毛叶苕子种子收获时遇到的无专用作业机具以及借用其它收获机具时损失率大、含杂率高等问题,研究设计了一种毛叶苕子收获机。介绍了毛叶苕子收获机的整体结构、工作原理和基本参数,并利用Solid Works软件对关键零部件进行了设计,同时确定了毛叶苕子收获机的基本作业参数。通过田间试验表明:毛叶苕子收获时损失率为15. 6%,含杂率为4. 5%,作业效率为0. 32 hm~2/h,均达到了设计的基本要求。该研究可为其它绿肥作物种子收获提供参考。     

收获时期对西南地区套作大豆机收效果及产量的影响

收获时期难以确定是西南地区套作大豆生产面临主要问题之一。为研究收获时期对套作大豆机收效果和产量影响,以南豆25为材料,测定75%豆荚变黄至豆荚明显炸裂时期机械收获效果、植株不同部位水分含量、机械收获产量等指标。结果表明,随收获时期延后,机械化收获损失率先减后增,破碎率、含杂率逐渐减少。收获质量指标损失率、破碎率受收获时期影响较大,而含杂率受其影响较小。不同处理间机械化收获损失率变幅为2.06%～5.59%,破碎率变幅较大为0.97%～42.92%,含杂率变幅较小为0.43%～3.46%。损失率分为脱粒清选损失率和割台损失率。脱粒清选损失率随收获时期推迟逐渐减少,为过早收获损失率主要构成部分,占损失率比例为58.26%～96.47%;而割台损失率随收获时期延后逐渐增加,为过晚收获损失率主要构成部分,占损失率比例为55.71%～95.53%。多元线性逐步回归表明,损失率与荚皮含水率、破碎率与籽粒含水率均呈显著正相关。通过建立损失率、破碎率与植株水分含量之间模型,大豆机械化收获条件应为荚皮含水率12.70%～19.57%,籽粒含水率小于25.55%,百粒重、机械收获产量较高,机收效果符合大豆机械化收获作业标准。