轴流滚筒在切流型联合收割机改造中的应用研究

现有传统切流型联合收割机在收获大豆、玉米和水稻时一直存在着籽粒破碎严重、收获损失大的问题。为此,应用轴流滚筒改造现有传统切流型联合收割机,改进传统切流型联合收割机技术性能,使其继续发挥使用价值,从而提高了水稻、大豆联合收获的技术水平。     

大型联合收割机纵轴流脱粒分离系统的结构形式

目前,大型谷物联合收割机使用纵轴流脱粒分离系统的机型非常多,结构也不尽相同,但市场上主要结构形式大致可以分为以下几种形式:单纵轴流滚筒脱粒分离结构、切流加纵轴流滚筒脱粒分离结构、双纵轴流滚筒脱粒分离结构、切流加双纵轴流滚筒脱粒分离结构和多级切流喂入脱粒加单(双)纵轴流滚筒脱粒分离等结构形式。各种结构的特点和侧重功能也     

切纵流双滚筒脱粒分离性能试验

在切纵流双滚筒脱粒分离性能试验装置上,进行喂入量为6kg／s的水稻脱粒分离性能试验,研究其最佳脱粒分离的结构参数和运动参数。试验结果表明,切纵流双滚筒联合收割机收获水稻的最佳组合方式为：切流滚筒间隙27mm,纵轴流滚筒间隙14mm,切流滚筒线速度为25．9 5m/s,纵轴流滚筒线速度为28．23m/s,纵轴流滚筒齿杆间距为140mm。并对切流滚筒脱粒分离籽粒的轴向分布、纵轴流滚筒脱粒分离籽粒的轴向和径向分布进行了研究,为后续清选装置的研究提供了设计依据。     

基于有限元分析的油菜联合收割机割台结构优化

油菜联合收割机作业时割台容易发生振动,不但会造成漏割,而且严重影响割茬质量。基于有限元分析,通过改进切割器、调整割刀位置,进行了割台结构的优化,以提高其在作业过程中的稳定性。分析结果表明,割台本体框架模型与加入驳接架后模型的有限元应力分析最大值的变化较小,故为保证油菜收获效率,可进一步减轻割台重量,优化割台结构;加装驳接架后割台的变形量有所增加,因此需加强连接结构,以提高割台刚性;在6阶模态分析中的第3阶振动频率(76.195 Hz)对割台的切割器横梁影响较大,因此后续需要对割刀横梁进行强化,且将竖刀安装在送穗口一侧,可实现割台的共振平衡。     

纵轴流双螺旋滚筒的设计与试验分析

为解决目前国内大豆机械收获出现的损失率大、含杂率高、破碎率高的问题,设计出一款纵轴流双螺旋脱粒滚筒。由于滚筒工作环境及工作载荷复杂,为防止脱粒滚筒在脱粒工作过程与其他结构引起共振或者谐振而影响脱粒效果和机具损坏,利用ANSYS Workbench对设计的纵轴流双螺旋脱粒滚筒进行模态分析。模态分析结果表明:纵轴流双螺旋脱粒滚筒的1阶固有频率为43.881Hz,远大于滚筒自转和发动机自转产生的激励频率,螺旋滚筒结构是安全的。以收获速度为试验因素,破碎率、含杂率、损失率为试验指标,对纵轴流双螺旋脱粒滚筒与普通齿杆脱粒滚筒的作业效果进行对比试验,得出纵轴流双螺旋脱粒滚筒损失率、破碎率、含杂率最大为0.153 9、4.75、3.86,普通杆齿脱粒滚筒最小损失率、破碎率、含杂率为0.502、6.85、0.29。试验结果表明:设计的螺旋脱粒滚筒的破碎率、损失率均低于普通滚筒,能够满足大豆收获的需求。该研究可以为大豆收获脱粒装置的设计提供参考。     

切纵流联合收获机脱粒分离装置田间试验与参数优化

为了研究切纵流联合收获机脱粒分离装置的最佳结构参数和运动参数,对履带式切纵流联合收获田间试验机进行结构改进、载荷测试系统的构建和水稻田间试验,研究切流滚筒、纵轴流滚筒间隙和切流滚筒、纵轴流滚筒转速对脱粒总功耗、切流滚筒功耗、纵轴流滚筒功耗和夹带损失率等性能的影响。并对总功耗和夹带损失率的数据进行二次多项式回归分析和复合型优化分析得到最佳参数配置:切流滚筒间隙为30.99 mm,纵轴流滚筒间隙为14mm,切流滚筒和纵轴流滚筒转速为892.95、848.95 r/min。试验表明,该参数组合下,脱粒总功耗39.03 k W,切流滚筒功耗11.72 k W,纵轴流滚筒功耗27.31 k W,夹带损失率0.50%。对切流滚筒和纵轴流滚筒下方脱出混合物分布进行了研究,为清选装置的设计与优化提供了依据。     

轴流式水稻联合收割机的设计

介绍了轴流水稻联合收割机的设计、试验效果,为水稻收获提供效果良好的联合收割机。     

荞麦切流-横轴流双滚筒脱分试验研究

荞麦具有不同于普通谷物的收获特性,而两段式收获被认为是其最佳的机械化收获方式。目前,关于荞麦两段式捡拾收获的脱粒分离装置的试验研究鲜有报道。为此,在自行研制的切流-横轴流双滚筒捡拾收获试验平台上进行了荞麦的脱粒分离试验研究,即采用四因素三水平的正交试验,研究了荞麦籽粒含水率、喂入量、脱粒滚筒线速度和脱粒间隙对破碎率、含杂率、损失率和脱分功率等性能指标的影响规律。结果表明：影响荞麦脱粒分离性能的试验因素重要性次序依次为籽粒含水率、脱粒间隙、滚筒线速度及喂入量;荞麦两段式捡拾收获最优的脱粒分离作业参数为籽粒含水率20%、脱粒间隙35 mm、脱粒滚筒线速度17.27 m/s、喂入量1.2 kg/s;最优脱粒分离作业参数下脱出物中各类杂余占比较小,表明装置适用于荞麦两段式捡拾收获的脱粒分离作业。研究可为两段式荞麦捡拾收获机的脱粒分离装置研发提供理论支撑和试验支持,对荞麦产业的机械化发展具有重要意义。     

切纵流联合收获机田间小麦收获最优路径与速度试验

为研究切纵流联合收获机田间小麦收获时的最优行走路径和最佳前进速度,分析了割台宽度为4.75m的切纵流联合收获机在田间收获小麦时的3种典型路径,并从收获拐弯换向耗时最小的角度进行了理论推导,在田间进行前进速度与籽粒总损失速率之间的试验并建立数学模型,在室内依据等效喂入量进行前进速度与脱粒分离总功耗之间的试验并建立数学模型,得出最佳前进速度的数学模型。结果表明,切纵流联合收获机在田间应采用回转式收获路径,当前进速度为小于等于1.0m/s时,等效喂入量为小于等于7.79kg/s,籽粒总损失速率为小于等于19.33g/s,籽粒总损失率为小于等于0.609%,切纵流脱粒分离部分总功耗为小于等于83.94kW。     

联合收获机脱粒滚筒有限元模态分析与试验

针对联合收获机脱粒滚筒在工作中的振动和噪声问题,为了避免共振,利用软件ANSYS Workbench对联合收获机脱粒滚筒进行了有限元模态分析,得到了前6阶的固有频率和振型。对脱粒滚筒进行了模态实验,与有限元分析结果进行对比,其固有频率相对误差在4.6%以下,且振型一致,验证了有限元分析的准确性。模态分析结果表明:前6阶固有频率与主要振源激励频率相差较大,较好地避开了共振区;钉齿杆与幅盘的振幅较大,且两者的连接处最为薄弱,在设计和焊接时应尤为注意。该研究为联合收获机脱粒滚筒的设计与优化提供了参考。     

联合收获机差逆变速箱整体式箱体设计与分析

履带式联合收获机的行走机械变速箱箱体大多采用中间分离式结构形式,其密封性和可靠性不高,且拆卸维修不便,有必要研究设计整体式箱体。为此,在满足差逆变速箱原理的基础上,采用Pro/E软件对整体式箱体进行绘制,设计开口布局,用其自带的装配模块模拟装配并验证开口布局的合理性,对其安装形式和连接方式重新设计。应用ANSYS Workbench对箱体进行有限元静力学强度分析和有限元模态分析,通过DH5902动态信号采集仪采用锤击法进行箱体试验模态分析并与有限元仿真结果对比,结果表明:总体刚度满足要求,有限元模态分析结果与试验模态分析结果相差不大,满足要求。     

联合收获机脱粒滚筒凹板间隙调节装置设计与试验

为解决联合收获机在田间作业时因喂入量波动而导致作业性能下降及脱粒滚筒堵塞等问题,用凹板筛后侧油缸油压力表征脱粒滚筒负荷,设计了由凹板间隙调节系统和凹板筛后侧油压力采集系统组成的脱粒滚筒负荷监测和凹板间隙调节装置。田间试验中,采用油压传感器测量凹板筛后侧油压力,并通过STM32单片机对测得的油压信号进行采集并保存,分别分析了喂入量和凹板间隙对油压力以及脱粒分离性能的影响。结果表明,凹板筛后侧油缸油压力和脱粒分离损失率随喂入量增大而增大,喂入量从3.4 kg/s增大到6.0 kg/s时,凹板筛后侧油缸油压力从732 N增加到1 114 N,脱粒分离总损失率由0.54%增加到1.08%。在额定喂入量为6.0 kg/s条件下,凹板筛后侧左右两个油缸的油压波动范围为450~660 N,且两侧油缸压力一致。另外,凹板筛后侧油缸油压力随凹板间隙增大而减小,脱粒分离总损失率随着凹板间隙的增大而增大,凹板间隙从35 mm增大到45 mm时,凹板筛后侧油缸油压力从1 114 N降到758 N,脱粒分离总损失率由1.08%增加到1.31%。在喂入量为6.0 kg/s、凹板间隙为35 mm时,脱粒分离总损失率仅为1.08%,整机性能最佳,此时凹板筛后侧油缸油压力的变化范围为900~1 320 N。     

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。     

小型全喂入双滚筒轴流联合收获机设计与试验

为分析小型全喂入双滚筒轴流联合收获机脱粒分离能力与夹带损失,进行整机总结设计并自行设计了双滚筒轴流脱粒装置,分析了结构参数选取,并与同型收获机的单滚筒轴流脱粒装置进行对比试验,测定了两装置的未脱净率与夹带损失率。结果表明：单滚筒未脱净率为0.18%,双滚筒未脱净率接近0;双滚筒夹带损失率平均值0.45%,比单滚筒夹带损失率平均值0.74%降低了39%,新开发的小型全喂入双滚筒联合收获机能有效地解决脱不净与夹带损失等问题。     

一种联合收割机割台升降装置的设计与研究

针对联合收割机割台升降液压缸的一些不足,设计了一种割台升降电动缸工作原理,对运动特性进行分析。利用Pro/E和ADAMS软件建立电动缸传动结构零部件和装配体的三维模型,进行运动分析,得出运动曲线,为进一步设计和物理样机的性能预评估提供依据。运用ANSYS软件,对割台升降电动缸传动部件进行有限元模态分析,为抗振性研究提供理论依据。     

太子参联合收获机的设计

针对目前已有的地下根茎类收获机无法满足南方丘陵山区小田块地下太子参的收获要求,设计了一款可以一次性实现挖掘、输送、分离、筛选及收集的太子参联合收获机。为此,阐述了该机的总体结构和性能参数,给出了该机的传输装置、分离筛选装置和传动系统等重要部件的详细设计,并优化了关键参数。     

联合收割机脱粒滚筒转速监控系统

介绍了一种基于MCS-51系列单片机的联合收割机脱粒滚筒转速自动监控系统的设计.在联合收割机工作过程中,该系统应用传感器实现了对喂入量、谷物含水率和滚筒转速进行及时采集,并进行智能处理,以喂入量和谷物含水率作为控制量,自动控制滚筒转速,从而提高了联合收割机的工作效率和可靠性;简述了滚筒转速监控系统的基本工作原理、硬件系统及软件编程思路.     

基于结构模块化的微型山地稻麦联合收割机设计

机型及价格因素是制约山地丘陵地区水稻联合收割机普及的重要因素。通过适当删除一些不适合微型机的工艺流程、合理地布置整机各功能部件等措施,实现了机器的微型化设计。通过模块的划分和组合实现了机器的模块化设计,为快速配置不同性能的机器提供了一种实现方案。     

水稻联合收割机电器的发展

从现阶段水稻机电器系统由单独的电器元件,靠线束连接来实现基本的控制要求的电器系统特点现状介绍,到中期发展主要集中在开发各自独立的子系统,通过各子系统间的模拟信号传递,实现控制的自动化和精确化;以及中后期以开发各子系统的互通互联的整机控制系统为主,以发动机实现电控为标志．局部系统实现数字信号（局部CAN）,最后介绍了到后期的电器系统,主要体现在各种平台的信息共享、整机状态的远程监控和诊断、实现人机交互及智能化等各方面,使水稻联合收割机电器服务于“大农业”的格局是最终成为发展的趋势。