玉米收获机激振摘穗装置设计与试验

针对当前玉米果穗收获存在损伤大、效率低的问题,在原来激振摘穗技术研究的基础上,从激振辊夹持果柄实现激振波有效传递入手,结合激振摘穗实现果-茎分离的条件,开发了基于椭圆截面的新型摘穗装置,确定了该型摘穗辊结构参数的设计方法;根据激振摘穗过程中产生的激振波波形确定了椭圆激振辊的布局和结构参数,建立了椭圆激振摘穗试验台;通过正交试验确定了影响摘穗质量（果穗啃伤率、落粒率和茎秆折断率）的主次因素依次为激振辊长短径之比、激振辊基圆直径、摘穗辊转速;确定了较优组合,即当激振辊长短径之比为0.7、激振辊基圆直径为7.5cm、摘穗辊转速为1000r/min时,果穗啃伤率为0.38%,落粒率为0.12%,茎秆折断率为0.49%,均低于国家玉米收获机械技术标准要求。在较优参数组合下进行了试验验证,结果表明激振辊长短径之比为0.7、激振辊基圆直径为7.5cm、摘穗辊转速为1000r/min时,果穗啃伤率为0.39%,落粒率为0.12%,茎秆折断率为0.48%,与前期试验结果基本保持一致。     

基于激振理论的玉米多棱摘穗辊设计与试验

针对当前纵卧辊式玉米收获机作业存在籽粒啃伤严重和落粒损失大的问题,以激振理论为指导,以玉米果穗与茎秆分离为条件,建立了适于玉米机械化收获的玉米激振摘穗理论模型;以该激振摘穗模型为指导,构建并优化了适于玉米激振运动的摘穗辊外形结构和配置方式,开发了相应的激振摘穗试验台;采用Box-Behnken试验设计方法,研究了激振摘穗辊棱边数、振幅、摘穗辊转速对果穗摘穗过程籽粒破损率和落粒损失率的影响规律,建立了试验因素与考察指标之间的回归方程,并生成了相应的响应曲面。结果表明,激振摘穗装置中棱边数、振幅和摘穗辊转速对收获过程果穗籽粒破损率和落粒损失率有显著的影响。以非线性规划理论为指导,确定了最佳组合为摘穗辊转速950 r/min、棱边数8、振幅0. 75 cm,在该条件下进行了试验验证,得出平均籽粒破损率为0. 124%,平均落粒损失率为0. 228%,均低于国家玉米收获机械技术标准要求。     

五因素玉米剥皮试验装置与试验设计研究

以黄淮海地区为代表的一年两熟制地区,由于玉米可生长期短、收获时间紧,收获时果穗含水率较高,摘穗时易产生断茎,且苞叶与果穗贴合紧密,剥皮作业质量效果较难保证,剥净率与啃穗率、脱落籽粒破损之间矛盾突出。目前,对高含水率(≥40%)果穗剥皮装置的系统理论与试验研究均较少,因而本文设计了5因素玉米剥皮试验装置,可以进行槽型布置和平面布置两种剥皮装置的室内试验。通过调整压送器与剥皮辊距离、剥皮辊倾角、剥皮辊转速、压送轮转速及剥皮辊组合形式等关键因素水平,以苞叶剥净率、啃穗落粒率和籽粒破损率为评价指标,进行多因素多水平正交试验,确定剥皮装置的最佳参数组合,为玉米联合收获机剥皮装置选型和参数设计提供依据。     

间距自适应差速玉米摘穗辊设计与试验

分析了影响卧辊式玉米收获机摘穗过程中作业质量的主要因素。通过改变摘穗辊间距以适应不同直径的玉米秸秆,有效解决了玉米收获机工作时堵塞的问题。通过两摘穗辊转速不同步的办法减少了玉米果穗的掉粒损失。通过CATIA软件对间距自适应差速摘穗辊进行了建模,并通过ADAMS软件与间距固定摘穗辊进行了仿真对比分析,通过ADAMS仿真试验,确定了内外摘穗辊的最佳转速,即内侧摘穗辊转速为900 r/min,外侧摘穗辊转速为860 r/min。田间试验中无秸秆堵塞摘穗辊现象发生,且籽粒破损率和损失率之和为0.11%,远小于国家标准的5%。     

辊搓圆筒筛式谷子清选装置设计与试验

为解决谷子初脱后因物料中残留谷码多、含水率高而导致清选含杂率和损失率较高的问题,设计了辊搓圆筒筛式谷子清选装置。该装置主要由谷码辊搓装置、圆筒筛装置、横流风机和离心风机等组成,实现了先脱谷码后清选的功能。选取离心风机转速及角度、横流风机转速、圆筒筛转速和谷码辊搓装置主动辊转速作为试验因素,籽粒含杂率和损失率作为试验指标进行了正交试验,试验表明:谷码辊搓装置主动辊转速250 r/min、离心风机角度3°、小圆筒筛转速60 r/min、离心风机转速700 r/min、中圆筒筛转速60 r/min、大圆筒筛转速70 r/min,横流风机转速600 r/min为该清选装置的最优组合。对该参数组合进行验证试验,并对该装置清选性能进行对比试验,结果表明,在最优组合条件下籽粒含杂率为1.64%、总损失率为0.86%,该装置籽粒含杂率与总损失率均低于传统型风机圆筒筛式和风机振动筛式清选装置。     

玉米摘穗辊试验台的设计和试验

阐述了影响辊式摘穗装置工作性能的诸因素和卧辊式玉米摘穗试验台的设计要点。设计中考虑了进行单因素试验和多因素试验中调控各相关工作参数、国产主要玉米收获机卧辊式摘穗辊的装拆以及数据采集等各环节中的技术问题。通过试验分析了辊式摘穗机构在摘穗中对玉米穗啃伤的影响因素,确定了在辊型一定的条件下,摘穗辊转速是主要因素。     

浮动式玉米单穗脱粒装置设计与试验

为实现玉米脱粒机脱粒间隙可自动调节,减小玉米脱粒过程中的机械损伤,设计了浮动式玉米单穗脱粒装置。该脱粒装置主要由间隙浮动调节装置、喂入料斗、离散辊、脱粒辊和差速辊等组成,具有脱粒间隙自动调节和玉米果穗喂入自动分离、逐个排出功能。选取离散辊转速、脱粒辊转速和差速辊转速为试验因素,以玉米籽粒的破损率和未脱净率为试验指标,采用二次回归正交旋转组合的试验方法,对浮动式玉米单穗脱粒装置进行了参数优化试验。优化结果为:离散辊转速为234 r/min、脱粒辊转速为511 r/min、差速辊转速为91 r/min,在最优参数组合下的实际籽粒破损率为0.25%、未脱净率为0.76%、玉米芯完整度为100%。     

对辊半喂入式小区育种花生摘果装置设计与试验

花生小区育种涉及品种多、小区处理多、每小区产量小,且严格要求小区之间和品种之间的花生不能混杂。为解决小区花生育种收获中存在的人工摘果费工、费时、效率低且容易出现混杂等问题,提出了半喂入式花生摘果装置总体方案:采用差相组配的对辊结构、回转直径可调节的直杆式、弓齿式和矩形齿式作为摘果元件,进行了花生摘果辊与摘果元件的结构与参数设计,研制出一种小型对辊半喂入式小区育种花生摘果装置。以辽宁省主栽的花生品种"花育30"为试验材料,对3种摘果元件的摘果性能进行了试验研究,结果表明矩形齿式摘果元件摘果效果最佳;以摘果对辊重叠距离、摘果对辊差相角和摘果对辊转速为试验因素,以花生摘净率、损伤率为试验指标,通过正交试验表明:摘果对辊重叠距离为10 mm、摘果对辊差相角为45°、摘果对辊转速为400 r/min时,花生摘果综合指标最优,摘净率为98.96%,荚果损伤率为1.03%。     

自走式制种玉米联合收获机设计与试验

大田玉米收获机收获制种玉米时容易产生伤穗落籽、杂物堵塞等现象,本文针对适收期制种玉米生物特性,设计了一种大型制种玉米联合收获机,采用小行距对行柔性板式摘穗割台和可替换组合式剥皮装置,确保低损摘穗、输送、剥皮作业,降低籽粒损失与损伤;其中割台上方配备钢质覆胶弧形摘穗板,“橡胶+钢质”夹持输送链和六棱低速拉茎辊,可替换组合式剥皮装置采用柔性破皮+揉搓+降速组合形式。通过Plackett-Burman试验设计筛选提取影响机具指标的主要因素,采用Box-Behnken试验设计原理,以机具前进速度、拉茎辊转速和剥皮辊转速为试验因素,以总损失率与含杂率为性能指标,通过田间试验对机具进行检验,优化得出机具最佳作业参数。试验结果表明,优化后,当机具前进速度为4.87km/h、拉茎辊转速为877.27r/min、剥皮辊转速为442.52r/min时,果穗总损失率为1.61%,含杂率为0.55%。田间试验结果表明,当收获机前进速度为4.9km/h、拉茎辊转速为880r/min、剥皮辊转速为450r/min时,果穗总损失率为1.64%,含杂率为0.57%,满足制种玉米机械化联合收获的作业要求,可为制种玉米联合收获机设计与试验提供参考。     

对辊式干辣椒脱帽装置设计与试验

针对辣椒机械化脱帽存在的辣椒损伤大、辣椒蒂去除不净等问题,结合辣椒物理力学特性及机械化加工要求,设计了一种对辊式干辣椒脱帽装置。该装置关键部件包括滚筒、脱帽辊和筛网3部分,采用旋转滚筒和回转辊轴的方式实现辣椒脱帽。通过对脱帽装置工作过程分析,确定了去除辣椒蒂的临界条件。借助辣椒受力及运动特征研究,确定了滚筒及脱帽辊的关键参数。滚筒直径为1.8m、长度为6.0m、转速为28.83r/min,脱帽辊的直径为36.0mm、间隙为0.5mm、转速为134.21r/min。通过对筛面利用系数分析,确定了筛分效率较高的方形筛网,且筛面利用系数为60.5％。通过Design-Expert 12软件进行试验设计及数据处理,明确了滚筒转速、脱帽辊转速对损伤率、脱净率的影响规律,并确定了较优参数组合,为辣椒机械化加工技术及装备研发提供理论依据。试验结果表明,该装置损伤率为0.6%,脱净率为98.8%,符合行业标准且满足辣椒机械加工要求。     

玉米摘穗机构低断茎拉茎刀辊设计与试验

拉茎辊与摘穗板组合式摘穗机构收获时效率高、损失小,但是容易引起茎秆折断导致收获含杂率升高,针对此问题,分析了含杂产生的原因,对拉茎刀辊式结构进行了改进,在刀辊之间添加一个L型凸棱辅助下拉茎秆,保证工作过程中对茎秆的连续竖直下拉。通过理论分析计算和计算机模拟的方法,确定了改进后结构的基本参数并进行了试制加工。选取3种不同型式的摘穗机构（4刀片式拉茎辊和固定式摘穗板、4刀片式拉茎辊和间隙可调式摘穗板及新型低断茎拉茎刀辊和间隙可调式摘穗板）为试验因素进行了台架试验。试验结果表明,不同型式的摘穗机构对收获含杂率的影响不显著,但是不同型式拉茎刀辊对收获含杂率影响显著;结合间隙可调式摘穗板和低断茎拉茎刀辊,收获含杂率相比传统机构能够降低1.85个百分点;其中间隙可调式摘穗板和低断茎拉茎刀辊对含杂率降低的贡献分别为67.0%和33.0%;采用低断茎拉茎刀辊和间隙可调式摘穗板摘穗机构收获含杂率最小,仅为1.45%,满足国标规定要求。     

水平摘穗辊与可退让拨禾器组合式玉米摘穗机构研究

传统玉米收获机的摘穗辊结构长度和质量较大。不易与我国大量拥有的中小型拖拉机悬挂配套，而采用短摘穗辊后果穗损失增加。针对这一问题，研制出水平摘穗辊与可退让拨禾器组合式摘穗机构。文中论述了这种摘穗机构的结构，在分析研究其基本原理和作业性能的基础上。试验验证了摘穗辊和拨禾器结构参数对作业性能的影响。     

玉米摘穗装置的设计研究

对玉米植株中果穗及茎秆的力学特性进行了分析,总结出摘穗装置设计要求下的技术特征,确定了机具主要的工作参数,应用力学原理分析了在玉米摘穗过程中果穗及茎秆的运动规律.     

MZD-10L型振动磨螺栓断裂分析

针对MZD-10L型振动磨在使用初期出现的联接螺栓断裂现象,从设计角度对螺栓断裂进行了分析,找出原因,指出了解决问题的方法。     

基于ADAMS的玉米茎秆与收获割台仿真

茎秆折断在玉米收获过程中已成为一个迫切需要解决的问题。为此,通过ADAMS/VIEW拉伸法建立玉米茎秆柔性体模型,利用Pro/E建立割台三维模型,导入Adams后添加相应约束和驱动进行仿真。仿真结果表明:分禾器外表面过渡处越平滑,植株越不易被推倒,减少了玉米茎秆的折断的几率。同时,通过虚拟正交试验,得到拉茎辊转速和机器行走速度的最优组合为n=900r/min,v=2.16km/h,可以降低对玉米茎秆的损伤程度,减少折断玉米茎秆的几率。     

玉米摘穗装置的研究设计

摘穗装置是玉米收获机的关键部件,能够直接影响其摘穗性能和技术指标,即收获损失率、籽粒破碎率、果穗含杂率等,其工作可靠性也对整机有着举足轻重的影响.为此,通过对现有摘穗装置结构形式进行比较、选择,对卧式摘穗装置进行了初步的研究设计,为后续的优化设计奠定技术基础.     

玉米摘穗割台刚柔耦合减损机理分析与试验

为探究刚柔耦合结构在玉米摘穗中的减损作用及机理,以板式摘穗机构和具有缓冲弹簧的轮式摘穗机构为2种基本结构,以刚性触穗表面和柔性触穗表面为2种基本表面,构建4种摘穗机构作为研究对象,进行摘穗速度下的玉米果穗碰撞试验,分析碰撞参数和籽粒损失情况。结果显示,刚柔耦合结构可有效改变碰撞参数,并降低果穗籽粒损失。缓冲弹簧可缩短果穗的碰撞时间,当轮式摘穗机构触穗表面分别为刚性、柔性材料时,碰撞时间比板式摘穗机构分别缩短62.2%、67.3%,碰撞冲量降低60.6%、76.0%,掉粒质量降低14.4%、25.6%。柔性触穗表面可降低果穗受到的冲击力,在板式和轮式摘穗机构上,柔性触穗表面的果穗碰撞时间比刚性触穗表面分别延长78.4%、53.8%,最大冲击力降低45.1%、55.2%,碰撞冲量降低19.9%、51.2%,掉粒质量降低34.1%、42.8%。本研究可为玉米摘穗割台的减损设计提供理论依据。     

4YZ-3型自走式玉米收获机的设计

为适应辽宁地区玉米收获,根据辽宁地区的玉米种植方式,设计研制4YZ-3型自走式玉米收获机。探讨该机的玉米收获工艺,介绍摘穗辊、还田机、收割台、剥皮机构等重要部件的详细设计思路以及技术参数,为辽宁地区的玉米收获提供适用机型。     

浅述我国玉米联合收获机技术进展及发展趋势

在分析国内外玉米收获机结构与性能的基础上,归纳和评述了当前应用较广的玉米收获技术的进展与特点,总结了玉米收获技术的共同特征,最后给出了玉米收获技术的发展趋势和我国未来玉米收获机的研发建议。