花生联合收获机风动抛撒清选装置的研究

清选装置作为花生联合收获机的重要部件,其清选能力直接影响到花生联合收获机的作业效率。针对4HBL-2型花生联合收获机在收获过程中清选效率低、含杂率高及杂物容易堵塞筛网等问题,设计风动抛撒清选装置。并对清选装置进行结构设计与性能研究,确定该装置的最优结构设计和工作参数:清选装置抛料板安装角度15°,滚筛体转速40 r/min,聚风口的高度180 mm,风机出风口角度10°,大大提高了花生收获效率,降低花生收获成本。     

基于FLUENT的花生收获机清选气流场模拟与分析

对摘得的花生荚果进行清选是花生收获机的主要功能之一。为了研究清选过程中流场的影响和规律,运用Fluent中的DPM模型对花生清选室气流场进行了数值模拟,针对显著影响气流场分布的主要参数按三因素三水平安排试验,得出了不同参数组合下气流场的分布规律和花生物料群迹线图,为花生收获机清选装置的设计提供参考。     

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。     

牵引式花生捡拾收获机的设计与试验

目前,我国部分区域仍采取人工作业方式进行收获,劳动强度大,生产效率低,难以满足当前花生产业发展的要求。花生收获对农时要求较高,每年的八九月降水较多,抢收对提高花生质量尤为重要。针对这一现象,设计一款采用拖拉机牵引,通过捡拾装置对花生秧果捡拾,经摘果装置进行秧果分离,并利用风机和振动筛进行清选除杂,把花生果和秧分别收集的花生捡拾收获机。对捡拾收获机关键装置进行设计,并进行田间性能试验~([1])。结果表明:牵引式花生捡拾收获机的秧果捡拾率为97.48%,花生荚果含杂率为1.66%,花生荚果破碎率为1.77%,整机的捡拾效果和清选效果比较好。     

花生复收机械分离清选装置设计与试验

针对花生在机械收获的过程中存在丢果率高、人工复收成本高等问题，且在复收时没有较好的分离清选装置，根据花生荚果的物理特性结合花生收获的农艺要求设计了一种用于复收的分离清选装置，并对其关键的部件进行了参数选择和机构设计。以前进速度、倾斜角度、滚筒转速为试验因素，以含土率、破损率、漏果率为试验指标对装置进行了三因素三水平二次正交旋转组合试验，分析其在作业状态下能达到最佳性能的工作参数，采用多目标优化方法，确定了前进速度、倾斜角度、滚筒转速与含土率、破损率及漏果率之间的相互关系。试验结果表明：在行进速度为1.48m/s、倾斜角度为20.32°、滚筒转速为275.82r/min时，装置的复收效果最好，此时的含土率为1.66%,破损率为1.30%,漏果率为2.32%。     

联合收获机吸杂口偏置型旋风分离清选装置试验

利用吸杂口偏置型旋风分离清选装置试验台,进行了旋风分离筒吸杂口偏置角度和偏置距离试验,研究了吸杂口偏移位置参数对清选性能的影响规律,获得了清选效果较优的吸杂口偏置型旋风分离筒的结构参数。通过正交试验和回归试验得到了该清选装置的较优结构运动参数,并进行了验证试验和适应性试验,为该清选装置在微型联合收获机上的应用提供了依据。     

螺旋输送与筛筒组合式分离装置性能试验

大中型谷物联合收割机分离装置存在体积庞大、振动强等问题,小型谷物联合收割机分离装置缺乏对断茎秆的处理能力且分离能力较弱。为此,提出了一种螺旋输送与筛筒组合式分离装置。通过室内试验,研究了搅龙转速、装置倾角和分离筛孔尺寸对分离性能的影响,得出了最优结构和运动参数组合,实现了籽粒、颖糠及茎秆在输送过程中的有效分离,为清选装置在谷物联合收割机上的应用提供了依据。     

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%。     

甜叶菊收获机清选系统设计

现有甜叶菊收获机不带清选装置,含杂率偏高,增加分选和复脱机构很有必要。设计一种能高效分离叶、秆和杂物并进行二次脱离的清选系统,并对关键部件进行优化设计。该清选系统搭载到4TZ-3600型自走式甜叶菊收获机上多次试验,结果表明收获含杂率有了明显降低,达到了预期效果。     

旋风清选分离筒中脱出物籽粒的运动分析

旋风分离方式广泛应用于微型水稻联合收割机清选系统,为建立分离筒中结构参数与水稻脱出物籽粒运动参数之间的联系,验证结构、运动参数对装置清选性能的影响,本文采用稀相气力输送模型,利用气固两相流体力学理论,建立了脱出物籽粒的自由运动微分方程;通过对籽粒在分离筒内的径向碰撞过程和轴向分离过程进行运动学与动力学分析,探讨影响各组分籽粒运动分离的关键因素。     

基于EDEM-Fluent耦合胡麻清选装置过程模拟分析

针对胡麻分离清选过程高损失率、高含杂率问题,设计了风筛式胡麻清选装置。利用EDEM-Fluent耦合方法,对胡麻清选装置清选过程进行仿真分析,探究清选装置作业参数对胡麻籽粒含杂率和清选损失率的影响规律,确定最优的组合参数。基于清选装置气流场胡麻脱粒物料的运动分析,建立了胡麻清选装置简化模型;对风机风速、气流倾角、清选筛振动频率和振幅4个参数进行单因素试验和正交试验。结果表明,风机风速、气流倾角、清选筛振动频率和振幅是影响清选装置清选性能的显著因素。应用Design-Expert软件建立了籽粒含杂率和清选损失率的数学回归模型,获得最佳工作参数组合:风机风速4.5 m/s、气流倾角4°、清选筛频率6 Hz、清选筛振幅9 mm,最优工作参数组合下胡麻籽粒含杂率为2.97%,清选损失率为2.39%。该研究结果可为胡麻清选装置的设计和优化提供参考。      

脱粒装置对小麦断穗影响的试验研究

本文介绍了纹杆、板齿和钉齿脱粒装置形成小麦断穗的规律,探讨了脱粒装置的结构参数和工作参数对脱粒性能的影响,提出了对不同脱粒装置选择合理的参数,控制断穗率、提高脱粒机综合工作指标、减少损失的途径。试验证明:纹杆、板齿和钉齿单滚筒脱粒装置都可达到一次脱净的目的;改变结构与工作参数,可控制总断穗率,并可改变凹板断穗率与夹带断穗率的比例关系;通过对小麦断穗形成规律和控制方法的研究,也可为清选和分离流程提供设计依据。     

大白菜种子清选装置试验与优化设计

大白菜种子清选装置主要由茎秆分离装置和横流风机吸杂装置两部分组成。前者根据大白菜种子脱出物的几何特性差异,利用内流式圆筒筛分离出短茎秆和果荚壳;后者根据脱出物的空气动力学特性差异,利用横流风机吸走大白菜种子脱出物中的轻杂物,具有低损失、低含杂率等特点。为此,基于上述结构和原理设计了一种室内清选试验台,以含杂率和损失率作为试验指标进行了正交试验、回归试验,并优化得出了最佳运行参数组合。研究结果表明:当搅龙转速160r/min、圆筒筛转速50r/min、搅龙与圆筒筛间隙10mm、横流风机转速700r/min、下落物料角度30°、风道高度500mm时,清选装置的含杂率为1.71%,损失率为0.64%。     

纵轴流联合收割机切流脱粒分离装置的研究

为分析纵轴流联合收割机切流脱粒分离装置的脱粒分离性能,在自行研制的纵轴流脱粒分离清选试验台上,对刀形齿切流脱粒分离装置进行台架试验,采用正交试验分析结构和运动参数对籽粒脱粒性能的影响。试验结果表明,在喂入量5.5 kg/s、滚筒转速900 r/min、脱粒间隙20 mm(入口)、15 mm(出口)的条件下,脱净率为85.01%。     

横置多滚筒联合收获机清选装置参数优化与试验

随着联合收获机新型多滚筒脱粒分离装置结构的运用,需要优化清选装置结构参数以满足新的作业要求。为寻找能适应多滚筒脱粒分离结构的高性能清选参数,选取多风道离心式风机转速、鱼鳞筛开度、分风板Ⅰ倾角、分风板Ⅱ倾角为研究参数,进行了单因素和正交试验,分析了上述因素对清选性能的影响,并针对正交试验结果使用极差分析法对多滚筒联合收获机清选装置的参数进行优化。优化结果表明:当风机转速1 100 r/min、鱼鳞筛开度24mm、分风板Ⅰ倾角30°、分风板Ⅱ倾角26°时,整机的清选效果较好,清选损失率为0.2%,清选含杂率为0.7%。     

两垄四行花生联合收获机横向输送装置的设计与试验

为解决目前两垄四行花生联合收获机中清选装置重复设置的问题,设计了一种横向输送装置,用以实现花生果在夹持输送工序后的汇集,进而落入同一清选装置完成荚果与杂质的分离,达到节省资源降低功耗的目的。该装置主要由联轴器、轴、轴承座、链轮、链条、刮板、栅条底板和机具护罩等组成。同时,通过试验与分析确定了输送装置刮板的最优结构参数:刮板高度42mm,刮板安装角度70°,刮板长度650mm。优化后的输送装置作业效果明显提高。     

板齿-栅格凹板单轴流脱粒分离装置的性能试验

利用自行设计的板齿-栅格凹板组成的脱粒分离装置,在试验室内对水稻进行脱粒分离的单因素试验,通过计算和分析,总结出滚筒转速与喂入量的变化对脱粒损失、未脱损失、断穗率、糙米率、功率消耗以及茎秆破碎程度的影响规律和原因,指出该装置具有脱粒分离性能增强、脱不净率低、脱粒损失小、断穗少和脱出物中轻杂物含量较高的特点.     

风筛式谷物清选模拟研究及参数讨论

为研究风筛式谷物清选装置工作原理及寻找最佳工作参数,采用EDEM软件与Fluent软件耦合的方法,对稻米与茎秆在风筛装置中的运动行为进行仿真,并通过统计稻米含杂率和损失率来衡量不同参数下风筛装置工作性能的好坏。结果表明:所设计的风筛装置可以完成稻米与茎秆的分离。通过对风速8、10、12 m/s的讨论,可以得出增大风速能减小含杂率,但会增大损失率;通过对筛面倾角0°、2°、4°的讨论,可以得出增大筛面倾角会导致含杂率和损失率均增大;通过对筛孔形状的讨论,可以得出选用方孔筛时清选效果更佳。综合考虑,风速为10m/s、方孔筛筛面倾角为0°时,得到稻米含杂率为0.33%,损失率为0.38%,为最佳工作参数。研究可为谷物清选装置参数优化提供一定参考。     

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。     

多功能组合式全喂入花生摘果试验装置研究

为深入研究各种形式花生摘果机、摘果部件的工作原理,探究花生摘果过程中的荚果损伤机理、花生荚果分布规律和花生植株动力学状况,进而进行花生摘果机结构与参数优化,设计出一种多功能组合式全喂入花生摘果试验装置,主要由机架、电动机、传动系统、摘果系统、清选系统、变速与控制系统、荚果分布测试系统等组成。该装置作为花生摘果试验平台具有以下功能:通过改变和控制花生植株运动方向,可实现切流单滚筒、轴流单滚筒、切流双滚筒、切轴流双滚筒、轴流双滚筒、双切流横轴流三滚筒和切流双轴流三滚筒7种不同切轴流喂入、摘果方案;通过变频器与机械传动组合式调速方式,实现各摘果滚筒的速度调节;通过格式接料器,可研究各摘果机构的花生荚果分布规律。性能试验表明,该装置可针对不同花生品种及其性状进行不同摘果元件、不同切轴流组合的摘果性能试验,主要参数为:转速200~800 r/min,摘果间隙25~50 mm,最大喂入量5 kg/s。