惯性气流式红枣清选系统设计与试验

清选系统是气吸式红枣收获机的重要组成部分,降低清选含杂率、损失率和破损率是实现红枣收获机械化的关键技术。利用枣、杂惯性和流体力学特性差异,设计了一种惯性气流式红枣清选系统,并对其关键部件及结构参数进行设计和分析。采用Fluent软件探明了该清选系统内气流运动形成的“∞”形旋流有利于枣、杂的清选。为获得清选系统最佳工作参数,以气流速度、调节板开度为试验因素,以含杂率、损失率和破损率为评价指标,设计二次正交旋转组合试验。建立试验因素与指标间的回归模型,采用多目标优化算法进行参数优化,确定清选系统最优参数组合：气流速度为32.0 m/s,调节板开度为3.4 cm。在该条件下开展验证试验,得到含杂率、损失率和破损率分别为1.38%、3.37%和0.60%,与优化参数相比分别增加了0.06、0.12、0.03个百分点。该清选系统满足枣、杂清选作业要求。     

惯性气流式红枣清选系统设计与试验

清选系统是气吸式红枣收获机的重要组成部分,降低清选含杂率、损失率和破损率是实现红枣收获机械化的关键技术。利用枣、杂惯性和流体力学特性差异,设计了一种惯性气流式红枣清选系统,并对其关键部件及结构参数进行设计和分析。采用Fluent软件探明了该清选系统内气流运动形成的“∞”形旋流有利于枣、杂的清选。为获得清选系统最佳工作参数,以气流速度、调节板开度为试验因素,以含杂率、损失率和破损率为评价指标,设计二次正交旋转组合试验。建立试验因素与指标间的回归模型,采用多目标优化算法进行参数优化,确定清选系统最优参数组合：气流速度为32.0m/s,调节板开度为3.4cm。在该条件下开展验证试验,得到含杂率、损失率和破损率分别为1.38%、3.37%和0.60%,与优化参数相比分别增加了0.06、0.12、0.03个百分点。该清选系统满足枣、杂清选作业要求。     

辣椒收获机清选装置设计与试验研究

目前市场上销售的辣椒收获机均不配备物料清选系统，收获的辣椒含杂率较高，用户无法接受，导致辣椒机械化采收受限。本文设计了一种辣椒收获机的清选装置，并制作成台架进行试验验证，通过正交试验对影响清选效果的清选轮轴距、星形轮转速、整机喂入量以及清选风机转速等进行分析，基于含杂率和损失率要求确定了最优的参数组合。     

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。     

油菜收获清选筛面物料匀散导流装置设计与试验

针对长江流域油菜主产区普遍使用的履带式油菜联合收获机进行高密高产油菜收获时清选筛面脱出物易堆积,影响油菜籽粒透筛,导致清选损失率高和作业效率低的问题,通过分析清选过程中物料抛散运动规律,设计了筛面物料匀散导流装置,确定了影响清选系统作业性能的装置关键结构与作业参数。构建了清选系统CFD-DEM耦合仿真分析模型,采用二次回归正交组合试验方法,探究了导流杆摆动频率、导流杆转速、驱动关节滑槽倾角对清选损失率、清选含杂率的影响,确定了最优参数组合。仿真试验结果表明,各因素对损失率和含杂率均具有显著影响,其中以导流杆摆动频率影响最显著,最优参数组合为导流杆摆动频率12.5Hz、导流杆转速120r/min、滑槽倾角20°。基于优化后的参数进行台架试验,结果表明,在相同的大喂入量条件下,增设筛面匀散导流装置后清选损失率为3.97%,含杂率3.71%,对比原清选系统损失率降低49.8%,含杂率降低34.7%,能够满足高密高产油菜的低损高效清选作业要求。     

羊草种子脱出物料风筛清选装置设计与试验

针对目前全喂入联合收获机收获羊草种子过程中存在损失率大、含杂率高的问题,根据清选作业流程,结合羊草种子自身物理特性,搭建羊草种子风筛清选装置,并对清选部件、喂料装置、接料装置进行设计优化。进行风筛清选装置室内性能试验研究,通过单因素试验,得出清选性能随各因素变化的规律,利用响应面试验建立各因素与含杂率和损失率的关系,并对各因素及其交互作用进行分析。最后得出较优工作参数组合为：振动筛转速275 r/min,风机转速985 r/min,喂入量0.087 kg/s,在此参数组合下试验的含杂率为27.3%,损失率为3.3%,风筛清选装置满足设计要求,可为研发羊草等禾本科牧草种子全喂入联合收获机提供参考。     

谷子收获机风筛式清选装置试验分析

为了减少谷子联合收获的清选损失,对谷子收获机风筛式清选装置进行了试验分析。运用参数可调的风筛式谷子清选装置,以清选风速、风向、筛分振幅和曲柄转速为试验因素,以籽粒损失率和含杂率为试验指标,对谷子联合收获机脱出物进行了清选试验。试验结果表明:籽粒损失率随清选风速、筛分振幅、曲柄转速的增大而增大,随清选风向角度的增大呈先增大后减小再增大趋势;含杂率随清选风速、筛分振幅、曲柄转速的增大而减小,随清选风向角度的增大呈先减小后增大再减小趋势;最优清选工作参数为清选风速4.19 m/s、清选风向30.3°、筛分振幅22 mm和曲柄转速218 r/min,籽粒损失率为2.02 %,含杂率为8.01 %。该研究为谷子联合收获机清选装置结构与工作参数设计提供参考。      

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。     

清选含杂率试验研究

为了研究含杂率对清选环节的影响规律,以风机转速、风机倾角和曲柄转速为试验因素,以含杂率作为评价指标,在清选试验台上进行水稻清选试验,得到回归模型以及影响含杂率的主因素,为风筛式清选装置的设计及制造提供依据.     

谷物联合收获机清选系统研究现状

现阶段国内谷物联合收获机在收获过程中由于清选系统结构配置、作业参数调整不当等而导致谷物机械化收获损失率及含杂率较高。国内外谷物联合收获机清选系统的研究主要集中在清选装置结构、关键部件、气流场分布及物料运动规律等方面,为解决谷物清选装置清选效率低、总损失率和含杂率高、结构复杂等问题,提高谷物联合收获机清选系统的作业效率和性能,逐步实现信息化和智能化,结合现阶段研究现状,对试验研究中所采用的Fluent、ADAMS、CFD-DEM等软件仿真结果和田间试验结果综合分析,提出谷物清选系统结构优化的发展趋势,以期为谷物联合收获机整机结构改进提供参考依据。     

4LZ-4.0型履带式联合收割机设计与试验

针对南方丘陵区水田机械化收获效率低、损失率大等问题,改进设计了一种适宜南方水田水稻收获的4LZ-4.0型履带式联合收割机,阐述了该机工作原理,对割幅、行走系统、脱粒滚筒、清选筛和操纵机构等关键部件进行了设计,并开展了田间性能试验。结果表明:新设计的机子承载能力强,可靠性高,通过性好,转弯半径小;其生产率、含杂率、破碎率、损失率等作业性能完全符合设计要求,与同类机型相比较,生产率提高了22.9%,含杂率降低了38.8%,破碎率降低了50%,损失率降低了46.7%。     

稻麦联合收获机清选装置智能设计与优化系统研究

针对传统农机产品研发周期长、设计效率低等问题,构建了一套稻麦联合收获机清选装置智能设计与优化系统。该系统由用户需求模块、知识库和推理模块、参数化建模模块以及智能优化模块组成,可以实现清选装置的智能设计与优化。首先,在SQL Server 2012中建立了清选装置设计知识库,研究了清选装置设计的推理流程,系统可以根据用户需求,调用知识库中的相关设计知识,并使用实例和规则相结合的推理方法进行设计推理,从而输出清选装置关键零部件参数;其次,使用Visual Studio编程软件,结合C++及KF（知识融合）两种开发语言对NX进行二次开发,搭建清选装置参数化模型库,参考知识库和推理模块输出的零部件参数进行建模,得到清选装置部件模型;以清选装置入风口风速、上导风板倾角、下导风板倾角、振动筛频率为优化变量,设计清选装置CFD-DEM耦合仿真的正交试验,通过计算试验过程中的清选含杂率和损失率来评估清选效果;最后,基于仿真结果数据,采用PSO-SVR算法建立清选装置优化变量与清选含杂率、损失率的回归模型,使用SPEA2算法实现清选含杂率、损失率的多目标优化,并得到一组损失率最低的Pareto非劣解集,即当清选装置入风口风速为6m/s、振动筛频率为4.5Hz、上导风板倾角为32°、下导风板倾角为18°时,对应的清选装置模型损失率最低,含杂率、损失率分别为1.077%、0.97%。以此为参考,可优化清选装置关键零部件模型设计参数,为稻麦联合收获机清选装置设计提供优化方案。     

双风机振动筛燕麦清选装置设计与仿真分析

针对燕麦草谷比大、清选困难导致籽粒含杂率高,影响机械化收获质量及后续加工的难题,提出了一种基于双风机的清选方法。利用空气动力学原理,根据燕麦脱出物清选特性,设计了一种燕麦双风机—振动筛清选装置,主要由振动筛、主离心风机及副离心风机等组成,可通过在清选室后部增加辅助清选装置,增强装置的排杂性能,防止杂余透筛而影响籽粒清洁率。利用ANSYS-fluent软件进行了仿真试验,对比分析了单风机和双风机清选装置的流场特点,结果表明：双风机振动筛清选装置能减小尾筛部位湍流现象,有效提高尾筛部位竖直气流速度,设计合理。     

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。      

联合收获机气流输送式清选机构

为提高清选效率和改善清选质量,设计了一种联合收获机气流输送式清选机构.对机构进行了优化设计,并进行了验证试验.结果表明,气流输送式清选机构结构简单,含杂率和破碎率分别为3.9%和0.6%.与风筛组合式清选结构收获机相比,制造成本下降约29%,性能基本相同,功率消耗大大降低;而与风选式联合收获机相比,制造成本基本相同,含杂率则降低3.5%.     

丘陵山地胡麻联合收获机复式清选系统仿真优化与试验

针对丘陵山地胡麻联合收获机空间布局有限,且收获后胡麻脱出物性状差异小、混杂程度大、清选困难等问题,为提高丘陵山地胡麻联合收获机清选效率,探究丘陵山地胡麻联合收获机复式清选系统工作机理,本文以丘陵山地胡麻联合收获机初选+精选复式清选系统工作模式为研究对象,分别建立初选系统、精选系统CFD模型和胡麻脱出物DEM模型,采用CFD-DEM联合仿真技术,研究丘陵山地胡麻联合收获机复式清选系统最佳工作参数和脱出物各组分运动轨迹及空间形态变化,得出丘陵山地胡麻联合收获机脱出物分离规律,并进行验证试验,校验仿真模型可靠性。CFD-DEM联合仿真结果表明,当初选系统入口风速为12.4m/s、精选系统离心风扇转速为1.154r/min时,机具清选效果最佳,其中初选系统胡麻籽粒损失率为0.3%,短茎秆排出率71.43%,颖壳排出率69.34%,轻杂排出率65.34%,含杂率39.01%;精选系统胡麻籽粒损失率为0,短茎秆排出率40%,颖壳排出率75%,轻杂排出率100%,含杂率2.56%;初选系统中脱出物进入气流场初始瞬时发生速度、位移变化依次为轻杂、颖壳、胡麻籽粒、短茎秆,精选系统中脱出物进入气流场初始瞬时发生速度、位移变化依次为颖壳、轻杂、短茎秆、胡麻籽粒。田间试验结果表明,当胡麻籽粒含水率为5.34%时,作业机具最佳作业状态下含杂率为3.61%、总损失率1.98%,作业期间整机运行平稳,作业指标符合胡麻机械化收获标准。试验结果与仿真结果高度吻合,验证了模型的可靠性。     

小区联合收获机清选装置试验与参数优化

针对小区联合收获机清选装置存在的籽粒损失率和含杂率偏高等问题,结合内外滚筒旋转式脱粒装置,搭建脱粒清选试验平台,仿真分析结果表明,该清选装置符合筛分要求。以脱出籽粒中含杂率及损失率作为试验指标,选取对清选性能影响较大的风机转速和振动筛曲柄转速为试验因素,分别进行单因素试验,得到风机转速为1 000 r/min时,含杂率与损失率分别为0.65%和1.06%;振动筛曲柄转速为275 r/min时,含杂率与损失率分别为0.55%和0.87%。最后运用Central Composite中心复合设计方法进行响应面试验,研究因素交互作用对试验指标的影响规律。试验结果表明,最佳匹配参数为风机转速900 r/min、振动筛曲柄转速300 r/min;在最佳参数组合下,对该装置进行多次验证试验,得到其含杂率和损失率的平均值分别为0.75%和0.62%,表明在该参数组合下此装置能够满足小区收获的清选性能要求。      

油菜联合收割机清选装置研究动态和技术分析

籽粒含杂率、清选损失率和清选效率是衡量联合收割机清选性能的主要指标。为此,通过对油菜脱出物特性、油菜联合收割机清选装置结构、清选机理等方面的研究,对清选装置进行参数优化,以实现油菜联合收割机籽粒含杂率和清选损失率最低、清选效率最高的目的。同时,介绍了国内外的研究动态,并对其进行了技术分析和发展前景展望。     

胡麻脱粒清选装置作业过程仿真与试验

针对分段收获后胡麻脱出物形状差异小、混杂程度大、清选困难等问题,设计了胡麻脱粒清选装置。为提高胡麻脱粒清选装置作业效率,探究胡麻脱粒物料气流式清选机理,以装置气流清选系统为研究对象,分别建立清选系统CFD模型和胡麻脱出物DEM模型。采用CFD-DEM耦合仿真技术,通过研究各组分脱出物料的运动轨迹与空间位置分布,得出清选系统内胡麻脱出物分离规律,并进行验证试验,校验仿真模型可靠性。仿真试验表明,胡麻脱粒物颗粒在清选系统内气流场的作用下表现出较好的分离清选效果,同时,通过分析模拟试验所得到的胡麻脱粒物颗粒数量和平均速度变化曲线,探明了胡麻脱粒物料在分离清选作业过程中运移的平均速度和数量的变化规律。验证试验表明,该装置在最佳工作状态下作业后胡麻籽粒的清选损失率为2.78%,含杂率为2.23%,与仿真模拟胡麻籽粒损失率（2.05%）、含杂率（1.56%）相比,二者试验结果分别仅相差0.73、0.67个百分点,实际试验结果与仿真模拟结果吻合度较高,验证了模型的可靠性。     

谷物联合收割机风筛式清选装置研究现状与发展趋势

谷物联合收割机风筛式清选装置直接影响整机的工作性能和谷物的收获质量,对清选装置的研究有助于提高机械化收获效率,降低损失率和含杂率。为此,通过从脱出物的运动状态、清选室内气流场、清选装置的结构和试验参数优化等方面,综述国内外谷物联合收割机风筛式清选装置的研究现状,并提出谷物联合收割机风筛式清选装置的发展趋势。