藜麦脱出物的物料特性研究

藜麦由于其富含有人体所需的各类营养,在国内外市场上广受欢迎;但目前市场上藜麦的收获装备还存在较多的问题,且特别针对藜麦脱出物物料特性的相关研究还较少。为实现藜麦收割后脱出物中瘪谷、带壳藜谷、茎秆及颖壳等夹杂物的有效分离,提高设备分离、清选性能,本文分别对藜麦脱出物含水率、密度、休止角与悬浮速度等物料特性参数进行了测量与分析,得到了藜麦脱出物的基本特性参数,为深入研究藜麦脱出物的分离机理及进一步完善联合收割机分离清选性能提供数据支持。     

黄淮海地区两种大豆脱出物物理特性测定与分析

大豆收获时,脱出物主要包括大豆籽粒、短茎秆、荚壳及轻质杂余等,其物理特性与大豆机械化收获密切相关,直接影响收获机的清选效果。为实现大豆脱出混合物的有效筛分、提高清选装置工作性能,分别对黄淮海地区濉科20和中黄13大豆脱出物的含水率、密度、百粒质量、静摩擦因数和恢复系数进行试验测定与分析,得到大豆脱出物的基础物理特性参数。研究表明:两品种大豆脱出物物理特性存在一定差异,但总体差异不大。研究结果可为深入研究大豆脱出物的筛分机理和完善大豆收获机清选数值模拟参数提供依据。     

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。     

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。      

小型再生稻联合收获机清选装置的设计与试验

为适应我国再生稻头季的收获要求,研发了适用于小型再生稻联合收获机的清选装置。探讨了多风道贯流风机、百叶窗筛等工作部件的结构、设计参数及工作原理,目的是充分利用清选空间、提高清选效率,满足再生稻头季脱出物物料量大、籽粒含量高的特殊清选要求。台架试验结果表明:该清选室内气流场分布均匀合理。田间试验结果表明:研制的再生稻联合收获机收获平均产量为11 250kg/hm~2的再生稻头季稻时,总损失率为2.5%,含杂率为1.74%,破碎率为0.07%,作业效率为0.9hm~2/h,各项性能指标均符合国家规定技术要求。     

油葵联合收获机清选装置结构优化与试验

针对油葵联合收获作业过程中存在籽粒含杂率及损失率偏高的问题,测定油葵脱粒后脱出物的尺寸特征和悬浮特性,通过机构的运动学分析与物料的受力分析,确定了油葵联合收获机清选装置主要结构参数与工作参数。以风机转速、振动频率和分风板倾角为影响因素,油葵籽粒含杂率和籽粒损失率为评价指标,开展工作参数优化试验,单因素试验结果表明,清选装置较优工作区间为：风机转速1100~1300r/min、振动频率3~5Hz、分风板倾角20°~40°;设计Box-Behnken试验,建立了响应面回归模型,并进行参数优化,结果表明：各试验因素对含杂率和损失率影响显著性大小顺序均为风机转速、振动频率、分风板倾角;当风机转速1200r/min、振动频率4Hz、分风板倾角27°时,试验结果表明平均油葵籽粒含杂率为4.25%,平均籽粒损失率为1.82%,满足油葵联合收获机清选的国家标准要求。     

大喂入量玉米籽粒收获机清选系统双层筛孔抖动板研究

为满足玉米籽粒收获机对大喂入量玉米脱出物的清选要求,设计了一种使玉米脱出物在进入清选装置时分流的双层筛孔式抖动板。对玉米脱出物离开抖动板到达振动筛前的运动进行了分析,确定了上、下抖动板相对于振动筛的位置,并参考圆孔筛确定了上抖动板筛孔的分布和尺寸。以抖动板的安装倾角、振幅和频率作为试验因素,以振动筛筛分玉米脱出物时间、清选系统收集籽粒的清洁率和损失率为性能评价指标,基于CFD-DEM耦合仿真方法确定各试验因素对性能指标的影响,并设计了二次正交旋转中心组合试验,建立了各因素与指标之间的回归数学模型。在清选系统入口气流速度、气流方向角和玉米脱出物喂入量分别为12.8 m/s、25°和7 kg/s的条件下,获得最优参数组合：抖动板安装倾角、抖动板频率、抖动板振幅分别为-3.85°、5.62 Hz、44.77 mm,此时清选系统收集的籽粒清洁率为98.36%,籽粒损失率为1.45%,振动筛筛分玉米脱出物时间为6.74 s,并通过台架试验验证了仿真结果的准确性,相比于带有单层抖动板的清选系统,籽粒清洁率提高了1.72个百分点,损失率降低了0.84个百分点,振动筛筛分玉米脱出物时间缩短了0.57 ...     

花生联合收获机清选装置试验研究

进行了半喂入花生联合收获机花生脱出物组成成分的比例、组成成分尺寸和外形差异、悬浮速度,以及摘果辊下方分布等清选特性试验和检测。优化设计后的清选装置安装在半喂入花生联合收获机上,进行了田间正交试验,得到了影响清选性能的因素主次顺序为振动筛频率、风机转速、振动筛倾角、风机出风口角度;最优参数组合为振动筛频率7Hz,风机转速900r/min,振动筛倾角8°,风机出风口角度17°。优化设计后的清选装置能应用到国产某型号花生联合收获机上,经田间收获试验验证,达到设计要求。     

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。     

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。     

弹性齿滚筒式甘蔗剥叶装置

为了解决整秆式甘蔗收获机剥叶过程由于多根喂入和带尾部剥叶造成含杂率和折断率高的问题,设计了弹性齿滚筒式甘蔗剥叶装置,阐述了喂入、输出滚筒和剥叶滚筒的结构和剥叶原理,确定了主要部件的结构参数。通过四因素三水平正交试验研究剥叶元件弹性齿角度、剥叶滚筒中心距、剥叶滚筒转速和喂入、输出滚筒转速等4个因素对含杂率、茎秆折断率和断尾率的影响和最优参数组合,在此基础上进行综合剥叶试验。结果表明,最优参数组合为：剥叶元件弹性齿角度90°、剥叶滚筒中心距310 mm、剥叶滚筒转速700 r/min和喂入、输出滚筒转速150 r/min。甘蔗单根连续喂入319.19 kg,含杂率为1.56%、茎秆折断率为20.45%、断尾率为65.97%;3~5根连续喂入274.52 kg,相应的剥叶指标依次为2.38%、25.93%和75.59%。     

喂入量自适应技术在小型联合收割机中的应用

目前,西南地区收获机械化作业全部依靠驾驶员操作,操作水平的优劣导致作业效果千差万别,明显地体现在谷物收获的损失率和含杂率上。为此,拟通过喂入量自动控制系统的搭载,减小收割机在作业时的损失率、含杂率并降低驾驶员劳动强度。作业中,先获取割台升降液压缸的压力变化间接测量收割机作业时的喂入量,与设定的喂入量进行对比,当系统监测到作业喂入量超过设定喂入量偏差范围时,系统会指令执行机构调整收割机行走速度来动态调整收割机喂入量的值,使作业喂入量始终保持在设定的喂入量范围区间。在额定喂入量为1.5kg/s的联合收割机在旱田直线收获对比试验中,搭载有喂入量控制系统的损失率和含杂率分别为1.3%、2.4%,平均喂入量为1.49kg/s;未搭载喂入量控制系统的损失率和含杂率分别为2.6%和3.2%,平均喂入量为1.53kg/s。在田间综合对比试验中,搭载有喂入量控制系统的含杂率、平均喂入量、油耗分别为2.58%、1.52kg/s、3.44kg/667m²;未搭载喂入量控制系统的含杂率、平均喂入量、油耗分别为3.69%、1.68kg/s、3.84kg/667m²。该控制系统测量方法简单、安装方便,可明显降低收割机作业时的损失率和含杂率,也减轻了驾驶员的劳动强度,提高了收割机的作业性能和整机可靠性,具有良好的推广价值。     

梳齿带自走式杭白菊收获机设计与试验

针对目前杭白菊机械采收漏采率高、破损率高、含杂率高,采收机械工作效率低、行走动力不足、通过性差、收集不便等问题,结合杭白菊的种植模式及采摘要求,设计了一款梳齿带自走式杭白菊收获机。该收获机主要由梳齿带采摘部件、毛刷组件、升降装置、行走装置、收集装置和液压系统组成,采用链传动带动梳齿排循环转动的方式,利用多排梳齿的梳刷作用实现对杭白菊的连续采收,可通过液压系统调节采摘部件的运转速度和工作高度。通过运动力学分析,确定了传送带、旋转梳齿排等关键部件的结构参数。基于此,搭建了试验样机,并以收获机行驶速度、采摘部件工作转速、梳齿与毛刷间的最小距离为试验因素,以杭白菊采摘率、损伤率和含杂率为试验指标,在田间进行了三因素三水平正交试验,获得了收获机最佳工作参数。当行驶速度为0.1m/s、采摘部件工作转速为60r/min、梳齿与毛刷间的最小距离为60mm时,采摘效果最好,采摘率为83.1%,破损率为15.8%,含杂率为17.9%。所设计的梳齿带自走式杭白菊收获机运行稳定,满足杭白菊采摘的农艺要求。     

纵轴流式小麦收获机滚筒设计与试验

脱粒分离是谷物联合收获机的主要作业环节,脱粒滚筒又是其中的主要工作部件,其工作参数直接影响着联合收获机的整机性能。为此,设计了一种新型高效纵轴流小麦脱粒滚筒装置,以解决大喂入量状态下小麦收获机所出现的效率低、含杂率高及损失率严重等问题。该滚筒主要由导料月牙、喂入叶片、喂入锥体、纹杆座组合、滚筒壳体,以及排草板等组成。以含杂率、损失率为检测指标,通过正交试验找出最佳参数组合为:滚筒转速800r/min、凹板间隙15mm、滚筒倾角8°,在此参数下谷物的含杂率为0.11%、损失率为0.29%,收获质量符合农艺要求。该机构的设计为纵轴流滚筒技术的提升提供了理论支持。     

基于传感器技术的谷物联合收获机清选损失监测系统

针对谷物联合收获机作业过程中清选损失较大的问题,设计了一种以AT89C52单片机为核心的谷物清选损失监测系统。该系统能区别出谷粒和杂质信号,实时显示机具前进速度和谷物清选损失率,当损失率超标时报警提示驾驶员及时调整相关机构,以降低收获损失。仿真试验结果表明,系统响应速度快、准确且稳定,符合设计要求。     

玉米收获机板式摘穗割台损失率和断茎秆率优化试验

基于有效降低玉米收获机板式摘穗割台的损失率和断茎秆率,寻找拉茎辊转速、割台高度和机器前进速度3个作业参数的最优匹配值,应用SAS软件对3因素进行了响应面设计和分析,并结合ANSYS软件分析玉米秸秆在拉茎辊中径向压缩和弯曲变形。研究结果表明:在搜索半径为1时,损失率岭脊分析的最大和最小响应值为5.19%和2.36%,损失率和断茎秆率的回归模型决定系数分别为0.84和0.9;断茎秆率岭脊分析的最大和最小值分别为14.3%和10.3%。与长轴方向相比,短轴方向的压缩极容易把玉米秸秆掐断,导致秸秆堵塞在割台上的概率增大。试验结果为玉米机械化收获技术的发展提供了理论基础。      

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。     

油莎豆收获装备设计与试验

设计了一种油莎豆收获机,主要由机架、输送分离装置、脱粒分离装置、清选装置等部件组成,采用多重清选功能使该机具有良好的流动性和分离性,可实现油莎豆机械化收获过程中籽粒与杂质土、根茎的高效分离清选。以籽粒损失率和含杂率为评价指标,通过设置各部分不同转速,进行3因素3水平正交试验,最终确定油莎豆收获机的最佳参数组合,为各关键部件设计、改进及参数选择提供依据。     

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。