油葵联合收获机脱粒装置设计与试验研究

为提高油葵联合收获机脱粒装置的分离率,降低破损率,基于油葵种植物理特性,运用Solidworks软件进行油葵脱粒装置物理样机的设计。制作四种分离滚筒,并确保其结构形式、结构参数、作业参数和性能质量。以分离滚筒转速、喂入量和滚筒型式为影响因素,以分离率、破损率为试验指标进行油葵脱粒正交试验。试验表明:影响分离率和破损率的主次因素为滚筒形式、滚筒转速、喂入量,分离率的较优组合为纹杆式滚筒、滚筒转速为430 r/min、喂入量为2.45 kg/s,破损率的较优组合为弓齿式滚筒、滚筒转速280 r/min、喂入量为2.45 kg/s。     

切流式油葵脱粒筛分机设计与试验

针对油葵脱粒生产中存在的油葵籽粒含杂率、损失率高等问题,设计了一种切流式油葵脱粒筛分机。利用RecurDyn软件建立了振动筛动力学模型,以筛面质心点为对象分析了筛面运动规律。结果表明,该振动筛的运动有利于油葵籽粒向前输送和分散,可有效避免堆积堵塞现象。通过单因素试验确定了滚筒转速、喂入量、预设脱粒间隙的取值范围;以滚筒转速、喂入量、预设脱粒间隙为试验因素,油葵籽粒含杂率、损失率为评价指标,设计Box-Behnken试验,运用Design-Expert 10.0.7软件对Box-Behnken试验结果进行方差分析,建立了评价指标与试验因素的回归模型。以降低油葵籽粒含杂率、损失率为目标,对滚筒转速、喂入量、预设脱粒间隙进行多目标寻优求解,获得了较优工作参数组合：滚筒转速264 r/min、喂入量1.9 kg/s、预设脱粒间隙36 mm。脱粒试验结果表明,油葵籽粒含杂率、损失率分别为1.94%、2.64%,满足脱粒要求。     

燕麦脱粒组合式轴流滚筒设计与试验

针对我国燕麦机械化收获时杂余含量高和未脱净严重的问题,在分析了现有谷物收获机脱粒装置结构的基础上,提出了一种适用于裸粒型燕麦的脱粒方案,设计了一种燕麦脱粒组合式轴流滚筒,并在实验室搭建了燕麦脱粒试验台.选取影响装置脱粒性能的3个关键因素(主滚筒转速、脱粒间隙、喂入量)为研究对象,在预试验的基础上对3个关键因素的参数组合...     

小型立式轴流脱粒装置试验台的设计

为减小现有联合收割机整机的尺寸,增加现有联合收割机在丘陵地区通过的灵活性,提出了将市场上普遍使用的横置式脱粒滚筒改为立式轴流脱粒装置的方案。同时,设计了一种小型立式轴流脱粒装置的试验台,可清晰地记录整个试验过程中主要工作部件的转速、扭矩、功耗和物料的喂入速度,以及在不同工况下脱粒装置的工作性能。当立式轴流脱粒滚筒的长度达到900mm时,整个脱粒装置的脱粒总损失率、含杂率及断穗籽粒率分别为1.43%、31.87%和1.06%。     

立式轴流脱粒装置设计研究

为了适应我国丘陵山区的作业环境、缩小谷物联合收割机的整体尺寸及增强其在丘陵山区的通过性,设计了一种适用于中小型谷物联合收割机的立式轴流脱粒装置。在理论计算的基础上,对谷物在脱粒过程中的受力与运动状态加以分析,得出谷物做螺旋上升运动需要满足的力学关系及轴向运动速度公式。室内试验结果表明:当脱粒间隙为13mm、滚筒转速为900r/min、凹板栅条间隙为9mm、板齿倾角为8°时,立式轴流脱粒装置的脱粒损失率为2.16%,含杂率为23.25%。     

立式玉米脱粒装置设计与试验

为减小脱粒机械整机尺寸,提高机械通用性,采用立式脱粒方式,设计一种锥形外筒与轴流脱粒滚筒相配合的立式脱粒装置,在控制脱粒装置尺寸的同时保证脱粒质量。阐明立式脱粒装置的结构与工作原理,分析脱粒过程中脱粒元件的受力情况,设计一种弓齿式脱粒元件。通过EDEM软件对果穗与弓齿接触时的受力进行仿真分析,确定最佳弓齿直径为10 mm。以滚筒转速、脱粒间隙和弓齿弯曲半径为试验因素,以籽粒破碎率为试验指标进行试验并进行单因素方差分析。结果表明：籽粒破碎率随滚筒转速增加而增加,随脱粒间隙增加而减小,随弓齿弯曲半径增大而减小,其中滚筒转速与脱粒间隙对立式脱粒装置籽粒破碎率影响较为显著。最终选出立式脱粒装置最优的滚筒转速为300 r/min,脱粒间隙为80 mm,弓齿弯曲半径为20 mm,此时籽粒破碎率为4.67%,符合国家标准要求。该研究为开展新型玉米脱粒装置提供新的思路。     

轴流式脱粒装置脱粒性能的试验研究

利用自行研制的试验台,对切向喂入的水稻轴流脱粒装置进行了多因素的性能试验,得出了脱粒方式、风速、脱粒口开度、喂入量和未脱损失率、跑风损失率、总损失率等性能指标的试验结果。该研究为进一步研究脱粒装置脱粒工艺的优化,提供了理论依据。     

低损伤组合式玉米脱粒分离装置设计与试验

针对现有籽粒直收型玉米收获机脱粒分离装置在收获高含水率玉米时存在籽粒破碎率高、脱净率低、籽粒夹带损失大、玉米苞叶易堵塞凹板的问题,设计了一种低损伤圆头钉齿与分段组合式圆管型脱粒凹板相配合的脱粒分离装置。分析了脱粒元件与果穗、果穗与凹板之间的接触模型,确定了玉米脱粒装置最优脱粒元件的结构参数、最佳的凹板组合形式。以籽粒破碎率和未脱净率为试验指标,以脱粒元件排布方式和不同凹板组合形式为试验因素,进行了台架试验,确定了较优组合为:圆头钉齿等高排布且最优球头半径为12. 5 mm,凹板最佳组合形式为圆管右向+直圆管(前疏后密型),并与常规梯形杆齿和栅格式凹板组成的脱粒分离装置进行了田间对比试验。试验结果表明:籽粒破碎率由13. 73%降低至8. 64%,未脱净率由0. 6%降低至0. 2%;未出现玉米苞叶堵塞凹板问题。     

轴流脱粒与分离装置试验台的设计

为了促进科研单位与生产用户对轴流收获技术的了解与应用，结合国内外同类技术研究经验，研制了轴流脱粒与分离装置试验台。该试验台可进行多种脱粒形式的试验与研究。     

双滚筒式玉米种子脱粒装置设计与试验

针对玉米种子脱粒过程中含杂率及破碎率高等问题,采用冲击原理,设计了一种双滚筒式玉米脱粒装置。把该装置安装在玉米籽粒收获机上进行试验,选取机组前进速度、第二脱粒滚筒转速和脱粒间隙为试验因素,以玉米籽粒破碎率、含杂率为试验指标进行三因素二次正交旋转组合试验。运用DPS数据处理软件进行回归方程显著性分析可得,影响玉米籽粒含杂率、破碎率的试验因素主次顺序均为:脱粒滚筒转速、机组前进速度、脱粒间隙。试验表明:该装置满足玉米脱粒装置的要求,可为玉米种子脱粒装置的研究提供参考。     

食葵联合收获割脱一体式割台设计与试验

针对食葵机械化收获过程割台损失大、葵盘输送过程籽粒表皮易划伤、脱粒过程籽粒破损严重等问题,根据食葵生物力学特性、种植模式及机械化收获要求,在传统割台的基础上增设脱粒装置,设计了集分禾、扶禾、拨禾、切割、输送及脱粒等功能于一体的食葵联合收获割台装置,葵盘在割台上实现脱粒,有效缩短了葵盘输送路径,为后续提高清选质量奠定基础。为降低割台损失,依据适收期食葵植株姿态,设计了一种不对行拨杆式拨禾轮,并设计了侧边倾角30°的分禾器,同时在相邻分禾器之间增加软毛刷收集碰撞飞溅籽粒;为减少脱粒过程籽粒破损,设计一种轴流螺旋滚筒式脱粒装置;基于物料抛送过程动力学和运动学分析,得出螺旋输送器拨板安装倾角为18°时葵盘较顺畅进入脱粒装置。为验证割台结构设计的可行性,开展了田间试验,结果表明,留茬高度为700 mm时,联合收获机在1.21～2.11 m/s范围内5组不同速度条件下进行田间作业,割台损失率不大于3%、未脱净率不大于2%、破损率不大于3%,均能够满足食葵收获要求。     

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。     

油葵联合收获机专用割台设计与试验

针对国内现有油葵联合收获机割台存在的物料堵塞、堆积以及因拨禾轮回带导致的葵盘无法进入割台等问题,结合我国油葵种植模式和农艺要求,设计了一种拨禾轮式油葵联合收获机专用割台。对分禾过程中油葵茎秆的姿态进行分析,确定了内分禾器宽度、长度和内分禾器间隙;选取不同拨禾速比λ,对拨禾轮运动轨迹进行仿真分析,确定了拨禾速比取值范围,并得出拨禾轮的最优直径和转速;为降低输送器输送时拨指对葵盘的击打和油葵茎秆的缠绕,设计了刮板式输送器;为保证良好的切割效果,基于刀机速比γ,确定了往复式切割器切割速度。在新疆维吾尔自治区阜康市河南庄子村进行了油葵收获田间试验,当整机前进速度为0.8 m/s时,喂入量为3.3 kg/s,割台平均损失率仅为1.42%,整机作业效率0.69 hm~2/h。收获作业过程中整机运行平稳,割台收获过程无堵塞、无缠绕,满足油葵联合收获机割台的设计要求。     

插盘食葵原位脱粒收获原理机设计与试验

针对新疆插盘食葵人工取盘收获劳动强度大、成本高的问题,设计一种由原位脱粒装置、籽粒回收装置组成的插盘食葵原位脱粒收获原理机。基于静力学及运动学理论分析,对击打-刷脱组合式原位脱粒装置进行设计,并确定影响食葵脱粒效果的主要因素;结合食葵籽粒特点初步确定气吸式籽粒回收装置结构参数,应用离散元与流体耦合分析方式对籽粒回收装置进行仿真分析,模拟集料斗和密封收集箱的作业过程,并得到满足籽粒收集性能的风机作业参数。采用单因素试验分别确定机具作业速度、脱粒刷转速、击打辊转速的合理取值范围,基于单因素试验结果,以机具作业速度、脱粒刷转速、击打辊转速为试验因素,食葵盘未脱净率、籽粒破损率为评价指标,整机开展正交试验。试验结果表明,当机具作业速度为0.3m/s、脱粒刷转速为130r/min、击打辊转速为80r/min时,原理机工作性能最佳,食葵盘未脱净率、籽粒破损率分别为7.11%、1.13%,研究结果可为插盘食葵机械化收获提供参考。     

玉米收获机低损变径脱粒滚筒设计与试验

针对华北地区玉米收获时籽粒含水率较高、籽粒直收破碎率较高的问题,设计了一种变径脱粒滚筒。滚筒前端直径渐变增大直至与脱粒分离段等径,通过提高滚筒变径段果穗容纳能力,增强果穗之间柔性接触,有效“松散”籽粒之间及籽粒-芯轴之间作用力,使果穗更易于脱粒,从而实现籽粒与芯轴的快速分离,有效提高了脱粒速度,降低了籽粒破碎率。对果穗与脱粒元件受力进行分析,研究变径段锥度对果穗受力的影响。基于动力学仿真试验,分析了果穗与脱粒元件之间的接触力以及果穗-果穗和果穗-脱粒装置之间的接触频次,结果表明,变径滚筒提高了果穗之间的接触频次,降低了脱粒元件与果穗的直接接触,即变径滚筒中果穗之间接触揉搓作用更强。以滚筒转速、凹板间隙及籽粒含水率为试验因素进行了三因素四水平正交试验,确定最优组合为籽粒含水率26%、滚筒转速350 r/min、凹板间隙50 mm,此时籽粒破碎率为4.13%、籽粒未脱净率为0.34%。在籽粒含水率为27%时与等径滚筒进行了对比脱粒试验,按籽粒的完整性将破损籽粒分为全碎籽粒、裂纹籽粒、破皮籽粒及顶部破碎籽粒,结果表明,变径滚筒的籽粒总破碎率为4.64%,比等径滚筒的总破碎率降低19.16%,破损籽粒中全碎籽粒、裂纹籽粒及破碎籽粒所占比例均明显降低;变径滚筒未脱净率为0.42%,比等径滚筒的未脱净率降低51.72%,证明变径滚筒能够有效降低籽粒破碎率及未脱净率。     

短程高强度横向轴流脱粒装置参数优化

以微型小麦联合收获机采用的横向轴流脱粒装置为研究对象,在额定喂入量下,对其滚筒转速、凹板间隙、导向板升角、筛孔尺寸等参数进行了正交试验和回归试验,并通过DPS等软件对试验数据进行统计分析,得出试验范围内滚筒转速、凹板间隙、导向板升角、筛孔尺寸对凹板分离物中含长茎秆率、籽粒破碎率、夹带籽粒率、脱不净率等指标的影响规律,优化确定了该脱粒装置的最佳参数组合：筛孔尺寸为14mm、导向板升角为10°、凹板间隙为16mm、滚筒转速为660r/min,含长茎秆率、含杂率、夹带籽粒率、脱不净率、籽粒破碎率分别为3.1%、39.5%、0.6%、0.01%、0.01%。     

纵置单轴流钉齿滚筒功耗性能的试验研究

在自行设计的纵置轴流脱粒与分离的试验台上,考察脱粒与分离因子对单位功耗性能的影响,通过二次回归正交旋转组合试验,确定钉齿式轴流滚筒脱粒与分离性能的3个因素(喂入量、滚筒转速及导向板导角)对单位功耗的影响,并且得出各因素水平之间的最佳组合工艺。     

MATLAB在脱粒装置试验数据分析中的应用

如何对脱粒分离装置试验数据进行分析,得出准确与有效的结论,是研究脱粒分离装置的重点.选用MATLAB软件对试验结果进行数据分析是一个全新的思路,可利用其非常强大的绘图功能完成图形的绘制,既提高了工作效率,又提高了工作质量.为此,以油菜联合收割机脱粒分离装置试验数据为例,利用MATLAB进行统计分析、插值、最优设计及绘制图形,非常方便地建立脱粒滚筒功耗数学模型,同时得到脱粒滚筒功率消耗最小的最佳工作参数组合.     

丘陵稻油联合收获机脱粒清选装置的设计与试验

针对我国南方丘陵山区稻-油、稻-稻-油轮作的生产模式,早稻容易落粒、脱粒损伤大、油菜成熟一致性差及清选困难等问题,设计开发了适用于丘陵山区水稻油菜的联合收获机脱粒清选装置.脱粒分离装置包括可调导流条角度顶盖、单纵轴流滚筒和栅格式凹板筛,清选装置包括离心蜗壳式风机和高清洁率低损振动筛.为了得出适合水稻和油菜收获的最佳工作...