籽瓜籽汁分离机的设计

针对我国西部籽瓜加工劳动强度大、机械化程度低的现状,设计了籽瓜籽汁分离机。该分离机的设计思路是将籽瓜初步粉碎,用辊轮将籽瓜完全压碎,使瓜瓤和瓜皮分离,排出瓜皮,用离心法将瓜汁和瓜籽分离,最后收集瓜籽和瓜汁。本机的主要装置有破碎齿、压碎辊轮、大滚筒拨刀、小滚筒、小滚筒拨刀和瓜汁收集装置。本机结构简单、紧凑,装载携带方便,能够大幅提高籽瓜的加工效率,适合于广大籽瓜种植农户使用。     

新育牧草茎秆收获期力学特性与显微结构

为分析缠结牧草茎秆力学性能与显微结构的相互关系,进而指导牧草品种优育和设计开发新机具、新工艺提供理论依据,该文以2种新育品系低纤维苜蓿、直立型小冠花和对照品种甘农三号苜蓿、匍匐型小冠花结荚期底部茎秆为研究对象,在500 N微机控制电子万能试验机上测试了茎秆的拉伸和剪切应力-应变规律;试验观察了茎秆的微观组织结构,得到了茎秆扫描电镜下的解剖构造图像。研究表明：牧草茎秆是一种典型的多相、筛状、不连续、不均匀和各向异性的复合材料;同一品系不同品种牧草茎秆生物力学特性不同,其强度和刚度主要取决于各自机械组织的厚度、维管束的数量以及各组织及其细胞之间的连接形式和连接强度。4种牧草结荚期拉伸试验测得平均弹性模量分别是1427.3、673.0、1377.5、441.7 Mpa;30°滑切试验测得平均最大剪切力分别是96.24、60.9、124.1、84.4 N,2种新品系牧草结荚期茎秆均比对照品种刚度大,柔韧性小,需剪切力小,更易机械化收获。     

小区育种纵轴流脱粒分离装置试验研究

为获得小区育种纵轴流脱粒分离装置最佳作业参数,依据小区育种收获机理,通过改变影响纵轴流锥型滚筒脱粒分离装置作业性能指标的4个主要作业参数:物料喂入量、滚筒转速、脱粒间隙、吸杂风机转速,以装置罩壳内部籽粒残留率、脱粒总损失率、分离含杂率及脱粒破碎率为评价指标进行装置作业性能试验。结合正交试验研究,应用综合评分法得出了装置作业时各参数的最优组合,即:喂入量为0.3 kg/s、滚筒转速为1 600 r/min、脱粒间隙为8mm、吸杂风机转速为1 100 r/min。按照该最优组合作业参数进行试验,试验结果表明,装置脱粒总损失率为0.45%、分离含杂率为16.16%、罩壳内部籽粒残留率为0.04%、脱粒破碎率为0.46%,符合小区育种收获要求。     

基于两级干燥工艺的玉米果穗太阳能集热通风干燥系统设计

利用中国西北充沛的光热及干燥空气资源,考虑节约热风的能源消耗等因素,设计了一套适用于玉米果穗和籽粒分两级干燥工艺的太阳能集热通风干燥系统,系统安装了可自卸平置式物料床,方便玉米果穗的干燥与卸载;控制系统可根据干燥仓内温度的变化实现对通风干燥系统的自动控制。试验表明,此系统可在短时间内将玉米果穗干燥,利用该太阳能集热通风干燥系统进行玉米果穗的两级干燥,干燥时间较一次干燥工艺缩短了18 h,平均降水速率每小时比玉米果穗一次干燥提高60.8%。该系统设计为我国育种干燥工艺及其相应设备的研究提供了参考。     

基于非球形颗粒模型的胡麻脱粒物振动分选仿真与试验

为提高仿真中胡麻脱粒物形状真实程度,减小仿真建模误差,该研究基于开源离散元法框架,采用超二次曲面单元法建立了胡麻脱粒物不同组分的非球形颗粒,对多级振动筛分过程进行了仿真与试验研究。研究中分析了一级筛、二级筛的筛面物料分布情况、不同物料的透筛率及含杂率,并开展了试验验证。仿真结果表明：超二次曲面法建立的非球形颗粒能很好地模拟真实物料的物理特性;一级筛中籽粒、短茎秆透筛率分别为99.08%、66.49%,蒴果可被分选;二级筛中籽粒、短茎秆透筛率分别为96.38%、4.79%,短茎秆可被分选。被分选的物料在激振作用下可在对应的筛面发生利于筛分的迁移。不同物料的含杂率统计结果分别为籽粒4.87%,短茎秆21.95%,蒴果3.38%。验证试验结果表明,胡麻脱粒物不同组分的透筛率、含杂率仿真与试验值的相对偏差均小于10%。研究结果证明超二次曲面法建立的非球形颗粒模型适用于振动分选作业。     

胡麻机械化收获关键技术与装备研究进展分析

胡麻具有耐瘠薄、用途广、价值高的特点,被全球50多个国家种植和应用,是我国西北地区和华北地区重要的特色油料作物之一。胡麻机械化高效收获技术及其配套装备研发,是实现全程机械化生产的关键。本文在分析国内外胡麻产业生产研究机构、不同机械化收获模式的基础上,重点阐述了当前国内外胡麻机械化收获关键技术与装备研究进展,详细解析了胡麻各类收获技术与配套装备的作业特性,对国内外不同胡麻收获装备作业特点的异同进行了对比。同时,结合当前实际生产应用中存在的问题与需求,对胡麻机械化收获未来的研究重点与发展方向进行了讨论,以期为胡麻机械化生产技术与装备体系构建提供参考。     

豆禾牧草茎秆的力学特性试验

为了应用力学性能指标对豆禾牧草茎杆进行评价,以多年生豆科牧草紫花苜蓿、绿宝石小冠花和禾本科牧草扁穗冰草、无芒雀麦4个品种刈割期茎秆为试验对象,在500 N微机控制电子万能试验机上进行拉伸和剪切试验,测得4个品种拉伸和剪切（砍切、斜切和滑切）的最大载荷、应力、应变和弹性模量等力学指标。用统计软件对牧草茎秆力学特性进行相关性分析。结果表明：豆禾牧草的抗拉强度与其直径之间呈幂函数负相关关系;刈割期茎秆外径差异不大,豆科略大于禾本科牧草,但禾本科牧草抗拉强度是豆禾牧草的3～4倍;茎秆抗剪切强度均随直径增大有减小的趋势;加载速度为100 mm/min时,砍切的切割阻力最大,斜切的切割阻力比砍切低30%～40%;当滑切角为30°时,滑切阻力比砍切阻力降低50%～60%。试验结果为设计牧草收获机、打捆机及深加工等机具提供了理论依据。     

全喂入式胡麻脱粒机机架模态分析与结构优化

为增强全喂入式胡麻脱粒机作业可靠性和安全性,运用SolidWorks三维建模软件建立机架的三维模型,在ANSYS Workbench中对其进行模态分析,提取出前10阶固有频率和模态振型,并与外部激振频率进行对比分析,确定可能发生共振现象的固有频率,借助正交试验进行结构优化。结果表明:当机架角铁边宽由35 mm增加为40 mm,侧板厚度由2.0 mm减至1.8 mm,角铁厚度由5 mm减到3 mm时,各阶固有频率有效地避开可能发生共振现象的外部激励频率范围,各阶振幅均有所减少,进一步提高脱粒机的作业安全性,且优化后的机架满足设计强度要求。该研究为全喂入式胡麻脱粒机的设计与优化提供参考。     

旱地胡麻起垄覆膜播种联合作业机工作参数优化与性能试验

为提高旱地胡麻起垄覆膜播种联合作业机的播种作业性能,基于Design-Expert软件,采用Box-behnken试验设计原理,以机具前进速度、型孔数目和型孔直径为影响因子,各行排量一致性变异系数和总排量稳定性变异系数为响应值,设计三因素三水平试验优化方案,建立各影响因子及交互作用对各行排量一致性变异系数、总排量稳定性变异系数的二次回归模型,并对模型进行方差分析。结果表明:影响因子对各行排量一致性变异系数和总排量稳定性变异系数的显著性主次分别为:型孔直径、机具前进速度、型孔数目;型孔直径、型孔数目、机具前进速度。该机具最优工作参数组合为:机具前进速度为0.53 m/s、型孔数目为11个、型孔直径为8.5 mm。田间试验结果表明,此优化参数下,旱地胡麻起垄覆膜播种联合作业机的各行排量一致性变异系数和总排量稳定性变异系数分别为:3.63%和4.09%,符合小籽粒播种机基本作业质量标准要求。     

基于CFD-DEM耦合的揉丝机排料装置内物料运动模拟与试验

为解决传统物理方法难以对揉丝机排料装置内物料运动进行可视化研究的问题,基于CFD-DEM气固耦合法,采用RNG K-ε湍流模型及Euler-Lagrange耦合算法对揉丝机不同主轴转速下排料装置内物料运动过程、内流道气流速度分布、气流对物料的耦合力分布进行了数值模拟,并对风扇主轴转速3 000r/min时物料运动过程进行分区域研究。结果表明:在风扇主轴额定转速3 200r/min范围内,主轴转速2 000、2 500和3 000r/min在模拟结束时分别排出物料数量为6 191、6 669和7 161个;不同区域内物料平均速度形成梯度分布,由大到小依次为物料出口区域(10.00m/s)、风扇转动区域(6.00m/s)、物料入口区域(0.87m/s);风扇转动区域气流速度最大(峰值50.00m/s),对物料耦合力作用最强,物料入口区域则耦合力最小;物料在入口区域内数量最多并在模拟结束时发生少量堆积,在出口区域未见回流现象发生。对模拟结果进行了试验验证,结果表明利用CFD-DEM气固耦合法对揉丝机排料装置内物料运动进行可视化研究是可行的。