碟式分离机在黄河水泥沙分离中的应用

针对西北地区黄河流域农业滴灌中黄河水泥沙含量高的问题,根据泥沙基本特征设计了适于黄河水泥沙分离的碟式分离机.通过3因素2次正交旋转回归试验设计,考察了转鼓转速、碟片间隙以及喷嘴直径对黄河水泥沙分离效率的影响,得出分离效率与影响因素的回归模型.通过方差分析和效应分析得出:喷嘴直径和转鼓转速对分离效率的影响极显著(P<0.01),碟片间隙对分离效率的影响显著(p<0.05).通过频数分析和水平优化表明:黄河水泥沙分离的最佳参数是喷嘴直径为1.4 mm,转鼓转速为3 600 r/min,碟片间隙为1.6mm.     

串联分离滴灌用黄河水试验研究

针对西北地区黄河流域农业滴灌中黄河水泥沙含量高的问题,设计了碟式分离机,选用了LW-380E型卧螺离心机和FXJ-150-I型水力旋流器,将卧螺离心机、碟式分离机和水力旋流器顺次串联进行黄河水泥沙分离。通过三因素二次正交旋转回归试验设计,考察了卧螺离心机差转速、碟式分离机喷嘴直径以及旋流器旋流入口压力对黄河水泥沙分离效率的影响,得出分离效率与影响因素的回归模型。通过方差和效应分析得出:旋流入口压力和差转速对分离效率的影响极显著,喷嘴直径对分离效率的影响显著;水平优化表明,黄河水泥沙分离的最佳参数是旋流入口压力为1.2 MPa,差转速为9.4 r/min,喷嘴直径为0.8 mm。     

黄河水泥沙分离溢流性能试验研究

针对滴灌用黄河水泥沙含量高的问题,根据兰州段黄河泥沙粒配特性设计了黄河水泥沙分离设备。采用正交试验、极差和方差分析研究了分离机参数对溢流颗粒D。和溢流液流量的影响。试验结果表明：影响溢流颗粒D。的参数主次排列为转鼓转速、碟片间隙和喷嘴数量,而影响溢流液流量的参数主次排列为转鼓转速、喷嘴数量和碟片间隙。考虑试验因素对溢流颗粒D。和溢流液流量影响程度的大小,优化的参数为转鼓转速为3500rpm、喷嘴数量为32个、碟片间隙为1．2mm。     

碟式分离机在黄河水农业灌溉中的应用

针对黄河流域农业灌溉用水中黄河泥沙含量高的问题,根据黄河泥沙的基本特征设计了适用于黄河水泥沙分离的碟式分离机,并按照离心力场中颗粒沉降条件计算出分离机主要参数。在黄河泥沙分离的试验中对不同试验条件下的清液进行了粒级效率分析。通过一次回归正交试验,分析了影响分离效果的主次因素并找出了最佳参数组合。通过回归正交设计得到了以分离效率Y为试验目标的回归方程,运用方差分析可知该方程极显著（a=0.005）并且拟合较好。试验结果表明：转鼓转速对分离效率影响极显著,喷嘴数量和碟片间隙对分离效率影响较小。     

离心机与旋流器串联分离泥沙对D50的影响

针对农业滴灌中黄河水泥沙含量高的问题,根据黄河水泥沙的基本特征,研制了适于黄河水泥沙分离的碟式离心机,选用了FXJ-150-I型水力旋流器,将碟式离心机与水力旋流器串联进行黄河水泥沙分离.通过一次回归正交试验,分析了影响溢流颗粒中位径D50的主次因素并找出了最佳参数组合.通过回归正交设计得到了以D50为试验目标的回归方程,通过方差分析可知该方程极显著(a=0.01)并且拟合较好.试验结果表明:旋流入口压力对D50影响极显著,旋流器底流口直径和转鼓转速对D50影响显著.     

喂入调节式秸秆破包揉丝机设计与试验

为解决小型揉丝机难以同时处理属地人工打包的整株捆与机械压制的小方捆玉米秸秆的问题,设计了一种秸秆破包揉丝机。通过进行秸秆受力与运动分析确定影响机器工作的主要结构与工作参数,并对整机传动系统与各轴转速进行设计与匹配。研究整株及方捆秸秆在初始喂入、内部运动和筛分排出过程中关键结构与工作参数对工作效率和丝化效果的影响,以电机输出转速、筛孔直径和喂入间隙为试验因素,以标定单位功率生产率和秸秆丝化率为评价指标,采用三元二次回归正交旋转中心组合试验方法进行了试验与分析,建立了试验因素与评价指标的回归模型。结果表明：对标定单位功率生产率的影响主次顺序为电机输出转速、喂入间隙、筛孔直径,对秸秆丝化率的影响主次顺序为筛孔直径、电机输出转速、喂入间隙;最优工作参数组合为：处理整株秸秆时,电机输出转速1353r/min、筛孔直径47mm、喂入间隙12cm,处理方捆秸秆时,电机输出转速1072r/min、筛孔直径46mm、喂入间隙35cm;验证试验表明,整株及方捆秸秆的标定单位功率生产率和秸秆丝化率均值分别为99.34kg/（kW·h）、98.86%和113.56kg/（kW·h）、98.30%,满足设计要求。     

玉米粗淀粉挤出物制取葡萄糖浆的响应面分析

以单螺杆挤压系统参数套筒温度、原料含水率、模孔直径、螺杆转速和轴头间隙为试验因子,以玉米粗淀粉挤出物糖化液葡萄糖当量值(DE值)和出品率为响应值,采用五元二次正交回归旋转组合试验设计,寻找符合生产实际的较优数学模型。结果表明,所得回归模型拟合情况良好,达到设计要求。通过典型分析,确定DE值和出品率的最佳工艺参数分别为:套筒温57℃、挤压原料含水21%、模孔直径6mm、螺杆转速248r/min和轴头间隙6mm,或者套筒温度72℃、挤压原料含水21%、模孔直径12mm、螺杆转速192 r/min和轴头间隙17mm。同时,对系统参数和考察指标进行了相关性分析,结果表明:原料含水率与DE和出品率相关性最大;其次为轴头间隙和模孔直径。     

硬实种子碰撞处理试验研究

针对部分牧草种子存在硬实的问题,根据硬实种子的基本特征设计了种子处理碰撞机。通过一次回归正交试验,分析了影响处理效率的主次因素并找出了最佳参数组合。通过回归正交设计得到了以处理效率Y为试验目标的回归方程,运用方差分析可知该方程极显著(а=0.005)并且拟合较好。试验结果表明:转盘转速对处理效率影响极显著,幅板高度和转盘间隙对处理效率影响较小。     

基于滴灌的黄河水泥沙分离试验研究

针对农业滴灌中黄河水泥沙含量高的问题，根据黄河水泥沙的基本特征，应用旋流分离技术进行黄河水泥沙分离，并按照里特马(Rietema)关系式计算出旋流分离器的主要参数，根据布氏(Bredley)“平衡轨道理论”，验算了边界分离粒度dep。就黄河水泥沙含量、进口压力、底流口直径等要素对分离效果的影响，进行了实验研究。实验研究表明黄河水泥沙含量增加，溢流口浓度升高，澄清率降低，分离效果降低；进口压力的增大，溢流口浓度降低，底流口浓度增加，澄清率提高，分离效果提高；底流口直径减小，溢流口浓度稍有增加，底流口浓度急剧增加，澄清率略有降低，但有效分离量急剧下降，分离效果降低。     

玉米秸秆皮瓤分离碾压揭皮辊设计与试验

为提高玉米秸秆皮瓤分离效率,达到皮瓤分类利用,以秸秆群为研究对象,设计辊齿式碾压揭皮辊,实现秸秆皮瓤有效分离。采用密度理论法(SIMP)设计了辊齿式碾压揭皮辊,并进行了有限元模拟仿真分析,确定了碾压揭皮辊半径为33 mm,齿型刀片齿刃高2 mm、厚度2 mm、刃角30°。为寻找最佳参数组合,以皮瓤分离率为试验指标,碾压揭皮辊转速、辊齿间隙、切段长度为试验因素,进行二次回归正交旋转组合设计试验。运用Design-Expert进行试验数据处理与分析,建立评价指标与试验因素之间的数学模型,并对参数进行优化,确定玉米秸秆皮瓤分离碾压揭皮辊的最佳参数组合为:碾压揭皮辊转速为295 r/min,辊齿间隙为5 mm,切段长度为22 mm时,皮瓤分离率为85%。经试验验证,试验结果与分析结果基本一致。     

轴流式玉米柔性脱粒装置设计与试验

针对现有玉米籽粒收获装置对黄淮海夏玉米脱粒时存在籽粒损伤大,未脱净率高等问题,设计了一种轴流式玉米锥形脱粒滚筒,采用“柔性钉齿-短纹杆”组合式脱粒元件,实现籽粒低损高效收获。通过对锥形滚筒及关键部件结构的理论分析,确定了脱粒滚筒的关键参数;利用搭建的脱粒试验装置进行单因素试验,得到滚筒转速、脱粒元件间距及脱粒间隙对脱粒性能的影响关系。在此基础上,以滚筒转速、脱粒元件间距和脱粒间隙为试验因素,对破碎率和未脱净率进行三因素三水平二次回归正交试验,结果表明:滚筒转速、脱粒元件间距、脱粒间隙对破碎率与未脱净率均有显著影响;最优参数组合为滚筒转速425r/min、脱粒元件间距90mm、脱粒间隙45mm,对应的破碎率为5.72%、未脱净率为0.83%,达到国家相关标准要求。该研究可为黄淮海地区玉米脱粒滚筒的研发提供参考。     

基于免割收获双行谷物脱粒装置参数优化

研究了基于免割收获的双行谷物脱粒装置。通过室内试验,以脱粒总损失率、含杂率为性能指标,对滚筒转速、滚筒出口脱粒间隙和脱粒元件总高度3个因素进行回归试验。同时,通过分析处理试验结果得到因素在试验范围内对指标的影响规律,优化并确定脱粒装置的最佳参数组合为:滚筒转速795r/min、出口脱粒间隙2 2 mm(入口脱粒间隙2 8 mm)、脱粒元件总高4 0 mm。     

液压驱动式油茶果采摘机设计与试验

为提高电动胶辊旋转式油茶果采摘执行器的采摘效率,设计了一种液压驱动式油茶果采摘机。通过分析油茶果与胶辊相互作用力的影响因素,确定了采摘机的主要工作参数。仿真分析了不同工作参数对油茶果与胶辊相互作用力的影响规律,并以上下组胶辊间距、旋转架转速、胶辊直径为影响因素,以油茶果采摘率和花苞损伤率为评价指标,在江西省林科院和江西农业大学分别进行了室外、室内采摘试验。结果表明,影响采摘率的因素由大到小依次是上下组胶辊间距、旋转架转速和胶辊直径;影响花苞损伤率的因素由大到小依次是胶辊直径、上下组胶辊间距和旋转架转速。结合室内、室外试验,运用综合评分法得出油茶果采摘率较高且花苞损伤率较小的最佳参数组合为:上下组胶辊间距15 mm、旋转架转速55 r/min、胶辊直径30 mm。与电动胶辊旋转式油茶果采摘执行器相比,液压驱动式油茶果采摘机旋转架转速提高了83. 33%,采摘效率明显提高,其平均采摘效率为210个/min。     

黄河水泥沙分离用水力旋流器分离效率的研究

在模拟黄河水泥沙分离试验装置上，改变底流口直径、进口压力、进口物料浓度以及进口物料颗粒粒度分布等参数，进行了正交对比试验．通过对不同试验条件下的溢流口悬浮液进行粒级效率分析，定性地总结出旋流器的某些结构和操作参数对分离效率的影响规律．研究结果表明，水力旋流器的分离效率与进料口颗粒分布有关；在进料口悬浮液固相颗粒粒级分布相同的情况下，进料口压力和底流口直径的变化同样对分离效率产生影响．     

黄河水泥沙分离用水力旋流器的溢流颗粒中位径分析

应用水力旋流器进行黄河水泥沙分离时,溢流口悬浮液的颗粒粒度分布和平均粒径的大小是评价水力旋流器分离性能的重要指标.在模拟黄河水泥沙分离试验中,通过改变旋流器某些结构和操作参数,进行正交对比试验,然后对不同试验条件下溢流的颗粒进行中位径分析,定性地总结出旋流器的某些结构和操作参数对分离性能的影响规律.结果表明,当进料口悬浮液中位径为3.5 μm时,进口压力高于0.06 MPa,分离产品的中位径才明显减小.进口压力从0.06 MPa升至0.07 MPa时,分离产品的中位径下降了65.6%.当进口压力大于0.07 MPa时,分离产品的中位径变化不明显.当进料口悬浮液中位径等于3 μm,进口压力为0.05 MPa时,底流口直径从14 mm升至16 mm,分离产品的中位径下降了68.4%.     

硬实种子摩擦处理试验研究

针对部分牧草种子存在硬实的问题,根据牧草硬实种子的基本特征,设计了种子摩擦处理机;采用一次回归正交试验,分析了影响处理效率的主次因素,并找出了最佳参数组合;通过回归正交设计,得到了以处理效率Y为试验目标的回归方程。运用方差分析可知,该方程极显著（а=0.005）,并且拟合较好。试验结果表明,出料压力对处理效率影响极显著,螺旋转速和螺距对处理效率影响较小。     

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%。     

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。     

玉米秸秆皮穰分离机剥叶机构的试验研究

为提高玉米秸秆的利用价值,进行玉米秸秆皮、穰、叶分离加工非常有必要。为此,对茎叶分离的关键机构—剥叶机构进行了试验研究。依据自行设计的剥叶试验装置,选取影响剥叶效果的主要因素喂入速度、剥叶辊转速、剥叶板间隙、剥叶板夹角为试验因素,以剥叶率为试验评价指标,采用四因子二次回归正交旋转组合设计方法,建立了4个试验因素对剥叶率的影响规律模型。综合考虑各影响因素,确定最佳参数组合为:喂入速度1 m/s、剥叶辊转速1 000 r/min、剥叶板间隙24 mm、剥叶板夹角15°。     

盘刀式铡草机切割性能仿真分析与试验研究

针对盘刀式铡草机存在生产率低、功耗高的问题,对铡草机切割器的切割性能进行仿真与试验研究。以铡草机的主轴转速、动定刀间隙、秸秆含水率及动刀圆弧度作为试验因素,切割功耗为评价指标进行切割性能研究。利用ANSYS LS-DYNA仿真软件对铡草机切割玉米秸秆过程进行动态仿真试验分析,并结合物理试验验证模型的准确性。通过单因素仿真试验得出含水率、动定刀间隙和主轴转速为影响铡草机切割功耗的主要因素。在此基础上,通过Box-Behnken试验得出各因素对切割功耗影响的主次顺序为含水率>动定刀间隙>主轴转速。对回归方程寻优求解得到玉米秸秆切割过程中功耗最低的较优参数组合,即主轴转速600r/min、动定刀间隙1.5mm、含水率53.5%。研究结果可为研究铡草机的整机功耗提供数据支持,进而为实现铡草机性能改进提供依据。