筛分机理的研究

本文采用正交旋转试验、电子计算机模拟回归分析、同位素示踪技术,以筛的振频、振幅、振动方向角和筛体倾角为试验变量,以大豆、小麦、玉米和水稻为试验物料,以筛分率、谷物在筛面上的移送速度、谷层厚度、沉降速度和跃起高度为指标,对往复平面运动筛的筛分机理进行了研究。 分析得出:谷物在筛面上的移送速度与筛分性能的关系;谷层厚度与筛分性能的关系;沉降速度与筛分性能的关系;谷物在筛面上的跃起与筛分性能的关系。综合分析了谷物在筛面上的动态特征对筛分性能的影响——筛分机理。     

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。     

谷物联合收获机清选技术与装置研究进展

我国谷物联合收获机普遍存在作业性能和效率难以兼顾、适应性不强、信息化智能化程度较低等问题,清选装置作为联合收获机最核心的工作部件之一,直接影响着整机的作业性能。如何提高清选装置的性能和效率是现阶段谷物联合收获机技术发展的重点和难点。因此,本文从清选装置结构、清选装置内部气流场和物料运动及清选装置智能化技术等方面综述了国内外谷物联合收获机清选技术与装置的研究进展,分析阐述了联合收获机清选装置的发展趋势,以期进一步提高我国联合收获机清选装置的工作性能、作业效率和适应性。     

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。     

玉米收获机清选筛体结构优化

为提高玉米籽粒收获机风筛式清选装置的清选效果,通过对比编织筛和贝壳筛的筛分性能,以贝壳筛筛体结构为主要研究对象,采用CFD-DEM耦合的方法,选取振动筛筛分效率和籽粒清洁率为性能指标,筛孔长度、筛孔高度和筛孔纵向间距为试验因素,设计二次正交旋转组合试验。通过响应曲面方法对试验结果分析,并利用DesignExpert软件对回归数学模型进行多目标优化。结果表明,各因素对试验指标影响由强到弱顺序为:筛孔高度、筛孔纵向间距、筛孔长度。筛体结构参数优化为:筛孔长度21.68 mm,筛孔高度10.86 mm,筛孔纵向间距55.04 mm。通过试验验证此因素条件下振动筛筛分效率由81.79%提高到89.91%,籽粒清洁率增加到97.28%,清选装置的性能得到提高。     

谷物联合收获机清选系统智能化技术研究进展

清选系统作为谷物联合收获机的核心部件,直接影响着收获机的作业效率和清选效果。目前我国谷物联合收获机清选系统的智能化程度普遍较低,如何实现清选装置高效智能化技术发展和提高清选系统工作性能是谷物联合收获机研究的难点。从清选系统基本结构、损失监测传感器、信号处理电路以及自适应控制系统研究等方面综述分析国内外谷物联合收获机清选损失监测、自适应调控等技术研究进展,探究提高谷物联合收获机清选系统损失监测精度以及清选装置自适应调节效果,以期为实现谷物联合收获机整机智能化和信息化提供理论依据。     

玉米清选组合孔筛体设计与试验

为增强玉米清选筛体对高喂入量脱出物的筛分能力,以适应玉米联合收获机快速发展要求,以玉米籽粒为研究对象,对贝壳筛体作业机理进行分析,探究筛分过程中籽粒在贝壳筛体上运动状态,得到贝壳筛对籽粒的筛分特性和籽粒的透筛模型。为增大籽粒透筛概率,基于贝壳筛和圆孔筛的筛分特性,设计了贝壳-圆孔组合孔筛体。在玉米脱出物不同喂入量条件下进行仿真试验,对组合孔筛、圆孔筛、贝壳筛作业效果进行对比,结果表明:在喂入量为6 kg/s情况下,组合孔筛作业后的籽粒损失率、清洁率和筛分时间分别为1. 15%、97. 53%和5. 50 s,均满足国家标准要求,且组合孔筛的籽粒损失率比圆孔筛和贝壳筛分别减少了5. 79个百分点和7. 84个百分点,通过台架试验验证了仿真结果准确性。在喂入量分别为5 kg/s和6 kg/s条件下对组合孔筛与阶梯筛筛分效果进行对比,在喂入量为6 kg/s、气流速度为12. 8 m/s、气流方向角30°、振动频率为5. 15 Hz时,组合孔筛相对阶梯筛籽粒损失率降低5. 60个百分点,筛分时间缩短0. 93 s,清选效果提高。     

基于离散元法的油莎豆摘果脱出物筛分分析与试验

油莎豆作为一种新型油料作物，其联合收获机摘果脱出物的筛分是机械化收获的重要环节。为了提高筛分效果，以现场采样油莎豆摘果脱出物样本物料为研究对象，测定出样本物料油莎豆颗粒组分质量分数为76.8%,颗粒大小为13～18mm;建立物料颗粒离散元模型，导入EDEM软件进行不同筛面的仿真模拟试验分析，得出编制筛最佳网尺寸为18mm,筛分效果为91.46%;冲孔筛最佳网尺寸为20mm,筛分效果为87.77%;鱼鳞筛最佳网尺寸为20mm,筛分效果为87.47%;进行台架筛分试验分析，并得出选用筛孔尺寸为20mm的编制筛网可得到最佳综合筛分效率94.32%。研究结果可为油莎豆机械化筛分装置的设计和优化提供理论依据。     

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。     

种子清选机电磁变频激振清筛装置设计与试验

清筛装置对筛片的振动激励是提高物料透筛概率、减少筛孔堵塞以及有效清筛的根本因素。现有清筛装置多使用随机弹跳的橡胶球完成清筛作业,但其清筛效果易受到结构与工作参数制约。为解决橡胶球激振力难以精准调控问题,设计了电磁变频激振清筛装置,阐述了总体结构与工作原理,设计了激振清筛单体与变频激振控制系统,分析了振动激励作用机制;以加速度为指标,研究了弹簧预压缩量与激振频率对振动激励的影响规律,结果表明两者均与振动激励正相关;以净度、筛分效率、筛分时间、卡种数量为指标开展了16组玉米种子清选试验,试验结果表明弹簧预压缩量为2 mm、工作频率为3.5 Hz、清筛频率为50 Hz时清筛装置具有较好的作业效果,种子净度99.1%,筛分效率88.6%,筛分时间70 s,卡种数量为0;通过分段设置工作频率与清筛频率,实现了清筛装置激振力的精准调控,能够满足不同工况下正常筛分与强振清筛的作业要求。     

基于DEM的谷物清选筛振动筛分虚拟试验研究

为了研究筛分过程中筛面结构和物料形状对筛分效率的影响,基于离散元法对5个不同筛面开孔率下的圆孔筛﹑方孔筛的筛分效率和复杂粒形物料在圆孔筛﹑方孔筛上的筛分效率进行了虚拟试验研究。结果表明:物料的的筛分效率随筛面开孔率的增加而逐渐增加,且在筛面开孔率相同时圆孔筛的筛分效率高于方孔筛的筛分效率;3种典型农业物料形状的颗粒在两种筛面上筛分时,小麦形颗粒筛分效率最高,大豆形颗粒筛分效率其次,玉米形颗粒筛分效率最低;圆孔筛更易于3种颗粒的透筛,筛孔形状对于玉米形颗粒的筛分效果影响最大,小麦形颗粒次之,大豆形颗粒最小。     

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%。     

4SD-1700型悬挂式三七收获机设计与试验

针对西南地区中草药三七人工收获难度大及无机械收获等问题,设计了一种以36.75k W东方红拖拉机为动力的悬挂式三七药材收获机,主要由机架、挖掘铲及升运筛等组成。利用解析作图法及受力分析法对挖掘铲进行分析,确定挖掘铲的挖掘倾角为15°,铲长为350mm;对升运筛设定线速度为0.7~0.9m/s进行理论分析,得出振动频率为1.9~2.4Hz。以挖掘深度、升运速度、筛面倾角及前进速度为影响因素,以收净率、损伤率为评价指标,进行田间试验,对影响收获性能的参数进行分析,获得最优参数组合为:当挖掘深度为148mm、升运速度0.8m/s、筛面倾角15°、前进速度0.5m/s时,收净率为95.22%,损伤率为1.6%。样机收获试验表明:该机性能流畅,作业稳定,损伤率小于4.7%,收净率大于92.5%,满足设计要求。     

三维并联振动筛设计与实验

提出用并联机构驱动产生的筛面多维运动实现非平面筛面多维透筛性的设计思想,以改善透筛环境、提高筛分效果。设计了一种基于单自由度两回路空间机构的并联振动筛,给出了主机构的拓扑结构分析、运动分析及基于筛面轨迹仿真的尺度优化结果;阐述了非平面筛面的设计及其多维透筛性原理;实验比较了并联振动筛与传统直线振动筛在常规平面筛面、非平面波浪筛面、非平面凹坑型筛面上的筛分性能,证明并联振动筛与非平面凹坑型筛面组合的筛分效率高达98%,透筛率高达7.4%,而直线筛与平面筛组合的筛分率仅为84%,透筛率为5%,从而揭示了新型并联振动筛的高效筛分机理与特性。     

破壳油菜籽分选机设计与试验

根据破壳油菜籽的物料特性，设计了一种气流上吸与振动筛相结合的破壳油菜籽分选机，对分选原理和主要结构参数进行了分析，研究了喂入量和前、后风道风速对分选效果的影响。试验结果表明，喂入量对壳中含仁率的影响存在最佳值点；前风道风速对壳中含仁率和仁中含壳率的影响比后风道风速更大；喂入量为750kg/h和前、后风道风速分别为1.5m/s、5.3m/s条件下，分选机损失率较低。     

曲柄滑块式清选筛机构惯性力平衡研究

利用解析法对曲柄滑块式清选筛机构进行运动学及动力学分析,得到构件的惯性力和机构的总惯性力,通过质量代换法对该机构进行平衡建模,计算出机构部分平衡时曲柄上添加的平衡质量,并进行平衡质量的优化分析。在履带式谷物联合收割机上进行曲柄滑块式清选筛机构的振动试验,获取机架上不同点及驾驶室内的振动信号,采用时域平均法对振动数据进行处理,以验证理论分析正确性。理论分析及试验研究表明:曲柄滑块式清选筛进行部分平衡时,安装在曲柄链轮上的平衡块在矢径r1=9 5 mm、质量为2 kg时机器振动达到最小。     

CH4/CO2混合气中CH4的变压吸附法提纯试验

选择几种商业化的分子筛,在常温(25℃)、低压(0.2 MPa)下,进行CH4与CO2混合气的动态吸附分离性能试验.结果表明:3A和4A分子筛对CO2的吸附量很小,而5A和13X分子筛都能较好地分离CH4与CO2.混合气在13X分子筛上的分离系数要高于5A分子筛,表明13X分子筛对CH4与CO2的分离效果更好.但5A和13X分子筛使用一次之后,都不能通过抽真空法完全再生,原因是吸附剂被吸附质毒化,红外光谱可以解释这一原因.5A和13X分子筛要成为产业化沼气净化的吸附剂,再生性能还需要进一步提高.     

油菜联合收获机筛面粘附物摩擦特性

The main ingredients and structure of rape adhesive materials on cleaning sieve were analyzed for sieve hole blocking and multiply increased cleaning loss caused by the adhesive materials. Size distribution of rape adhesive materials on cleaning sieve was obtained. 77% of the adhesive materials’ size were from 0.3mm to 2.5mm, and the main ingredients were distinctly different with different size range. Friction coefficient tests of rape nutshell, rape stalk & the adhesive materials were carried out. It was pointed out that their friction coefficients were commonly increased with the raise of their moisture, and the friction coefficients between the adhesive materials and metal reached to 0.71.     

单风道鼠笼筛清选装置的研究及其应用

采用台架试验、理论分析和对主参数试验修正相结合的方法,确定了单风道鼠笼筛清选装置的设计参数。联合收割机的田间试验表明,本项研究及其应用是成功的。     

泔水组份分选机的设计

泔水富含有丰富的营养成分且经固液分离后能生产有机饲料、有机复合肥以及各种皂类物质。由于固液分离在泔水处理工艺中十分重要,因而设计了泔水组份分选装置。该分选装置主要通过电机控制滚筒筛和螺旋输送器,实现固液分离,再经过抽屉式油水分离层进行油液分离,以达到绿色环保和节能的目的,在固液分离方面有一定的应用价值。