玉米籽粒清选波浪筛机构设计与试验

为提高装置对大喂入量玉米脱出物的清选性能,基于曲柄-双摇杆设计了一种波浪筛机构,通过多筛片组“下凹”与“近似展平”姿态的连续转换,实现了整个筛体的波浪式运动,通过理论分析确定了波浪筛结构。采用CFD-DEM耦合仿真对波浪筛清选装置内气固两相运动进行了数值模拟,得出波浪筛清选装置内上部空间可形成一条高速气流带,其有利于杂余吹散,近筛层气流速度沿波浪筛纵向呈先降低后升高趋势,有利于配合筛片组的“下凹”与“近似展平”实现筛上物料运移与暂时滞留,在筛体波浪式运动下筛上籽粒陆续完成撞筛、滞留、抛起、越筛,此种筛分方式提高了籽粒的透筛效率。以清选装置入口气流速度、筛体安装倾角、驱动轴转速为试验因素,以籽粒的清洁率和损失率为指标,进行了二次正交旋转组合仿真试验,建立了各因素与指标间的数学模型,优化获得了各参数的最优组合为：清选装置入口气流速度为14.6 m/s,筛体安装倾角为8.5°,驱动轴转速为240 r/min。高速摄像台架试验结果表明：波浪筛上籽粒的实际运动与仿真中籽粒运动基本一致,验证了仿真结果的准确性;在玉米脱出物喂入量高达7 kg/s时,波浪筛清选装置籽粒的清洁率和损失率分别为99.12...     

玉米籽粒收获机双层不平行振动筛设计与试验

玉米籽粒收获机清选装置大多采用平行安装的双层筛面,为使双层筛的筛分性能最佳,利用偏置曲柄滑块机构设计了一种多自由度双层不平行振动筛驱动机构,利用矩阵法分析获得筛面的运动方程。选取双层筛筛面安装间距、上筛面安装倾角、筛面横向振幅为试验因素,以玉米籽粒损失率、籽粒含杂率为试验指标,设计二次正交旋转组合试验。利用Design-Expert软件对回归数学模型进行多目标优化,当下筛面安装倾角为3. 5°时,机构最优结构参数组合为:筛面前端安装间距292. 99 mm,上筛面安装倾角3. 04°,筛面横向振幅5. 55 mm。基于优化后的参数,调整驱动机构尺寸进行台架试验,玉米脱出物喂入量为5. 05 kg/s时,筛分后的籽粒损失率、籽粒含杂率均值分别为1. 61%、2. 17%,满足玉米收获机械技术标准。相比传统双层平行式平面往复振动筛清选装置,双层不平行振动筛的籽粒损失率平均降低了1. 59个百分点。     

牧神4YZT-8型自走式玉米籽粒收获机清选风机的设计与试验

本文主要介绍了牧神4YZT-8型自走式玉米籽粒收获机风扇筛子式清选系统中清选风机的设计选型,结构特点、主要技术参数、性能测试与试验的情况。     

4YL-4型自走式玉米籽粒联合收获机设计与试验

山东省位于黄淮海地区,玉米收获时籽粒含水率一般超过30%,直接进行籽粒收获破碎较高,很难满足生产需求。为解决籽粒收获时破碎率高的问题,设计了4YL-4型自走式玉米籽粒联合收获机。该机配置了柔性脱粒装置、高效清选装置及秸秆还田机,能够完成摘穗、果穗收集、输送排杂、低损脱粒及秸秆粉碎还田等工序。田间试验结果表明:该机功能高度集成,作业效率高,操控舒适性好,生产效率高,主要性能指标达到国家标准。     

玉米籽粒收获机分段式振动筛清选装置设计与试验

针对目前玉米籽粒收获机籽粒清洁率和损失率不能满足国家标准要求的问题,设计了一种分段式振动圆孔筛清选装置。利用CFD-DEM耦合技术对传统双层往复振动筛清选装置内气固两相运动进行仿真,根据上筛纵向区域内籽粒透筛规律和上筛长度,确定合适的分段式振动筛前筛长度,并设计分段式振动筛后筛,使玉米脱出物在前筛尾部下落到后筛之前可以被前筛上下混合气流继续分散、分层,以提高籽粒清洁率,降低籽粒损失率。在保证分段式振动筛前筛清选性能不变的条件下,以后筛频率、后筛振幅、前后筛垂直间距、前后筛水平间距为试验因素,以籽粒的清洁率和损失率为评价指标,设计二次正交旋转中心组合试验,建立各因素与指标之间的回归数学模型。利用Design-Expert 8.0.6软件的多目标优化算法获得最佳参数组合:后筛频率为4.44 Hz、后筛振幅为15.65 mm、前后筛垂直间距为114 mm、前后筛水平间距为18.53 mm。在清选装置入口气流速度为12.8 m/s、气流方向角为25°、清选装置入口玉米脱出物喂入量为5 kg/s时,分段式振动筛清选装置使籽粒清洁率提高到98.34%,籽粒损失率降至1.45%,籽粒清洁率比传统双层往复振动筛清选装置提高1.26个百分点,损失率降低0.81个百分点,满足国家筛分质量评价技术规范要求。     

玉米籽粒收获机组合筛面预筛分式清选装置设计与试验

针对目前玉米籽粒收获机不能适应15kg/s以上的大喂入量清选需要,设计了一种具备预清选功能的清选装置。首先对玉米脱出物离开螺旋输送器到达预清选筛前的玉米籽粒进行受力分析,然后对曲柄连杆机构的运动模型加以简化。其次分析玉米籽粒在筛面上的运动状态;对离心风机叶轮、蜗壳进行设计计算。采用单因素试验确定风机转速、振动频率、上筛筛孔开度取值范围;以风机转速、振动频率、上筛筛孔开度为试验因素,以籽粒含杂率和清选损失率为评价指标,设计三因素三水平中心组合试验,建立各因素与指标之间的回归模型。通过响应曲面方法对试验结果进行分析,并采用Design-Expert12对回归模型进行多目标优化。玉米脱出物喂入量为16kg/s时,得出较优组合为：风机转速1202.50r/min、振动频率5.41Hz、上筛筛孔开度18mm,在此条件下籽粒含杂率为0.79%,清选损失率为1.10%;验证试验结果表明,当风机转速1200r/min、振动频率5Hz、上筛筛孔开度18mm时,籽粒含杂率为0.82%,清选损失率为1.14%,试验值与优化值相对误差小于5%,与传统双层往复振动筛清选装置相比籽粒含杂率降低2.07个百分点,清选损失率降低2.13个百分点,证明所设计合理。     

基于正弦曲线和圆弧的无碳小车的S形轨迹和凸轮设计

在全国大学生工程训练综合能力竞赛中,无碳小车能够顺利地绕过障碍桩,并完成设定的轨迹,其轨迹和凸轮设计至关重要.课题组首先采用正弦曲线和圆弧设计无碳小车两后轮连接线中心点的S形轨迹,然后根据轨迹函数求得曲率,利用曲率求得小车行走每一步所对应的前轮转角,最后通过前轮转角和凸轮基圆半径求得凸轮的推程,结合凸轮转角完成凸轮的设...     

玉米籽粒考种信息获取装置设计与试验

考种是制约育种效率的关键环节。玉米高通量考种过程,存在籽粒堆积和粘连现象,影响籽粒考种参数的提取。本文结合玉米高通量自动考种需求,设计了籽粒考种信息获取装置。通过分析堆积籽粒回旋运动过程的受力情况并根据试验情况确定振动平台回旋速度,实现籽粒的平铺摊种。在此基础上,针对粘连籽粒图像提出了一种先分割后融合的改进分水岭算法,该方法通过比较相邻分割区域极小值与最小分水岭的差值与设定的阈值T,进行邻域融合,对过分割区域进行合并,实现粘连籽粒的准确分割,分割完成后,统计籽粒个数,并基于Graham扫描法建立单个籽粒的最小外接矩形,获取籽粒长宽参数。在构建的玉米籽粒自动考种装置上进行动态试验,结果表明,本文所提出的方法可实现玉米粘连籽粒的准确分割,单穗玉米籽粒计数正确率不低于98.05%,籽粒平均长宽与人工测量结果的决定系数R~2在0.97以上,满足自动考种在线检测的需求。     

纵轴流联合收获机双层异向清选装置设计与试验

针对传统纵轴流联合收获机清选系统单层筛架在作业过程中存在大喂入量下损失率和含杂率高等问题,设计了一种结构紧凑、清选能力强、清选效果好的双层振动清选装置,提出了双层异向独立振动的玉米籽粒清选方式,分析确定了筛面和物料的运动规律、清选筛和双风道的结构参数以及传动机构的运动参数。以籽粒含杂率、籽粒损失率和分布比例为评价指标,对曲柄转速进行单因素试验,确定最佳工作参数为上曲柄转速220r/min、下曲柄转速190r/min;选取上筛曲柄长度和下筛曲柄长度为试验因素,进行了两因素三水平正交试验,确定较优组合为：上、下筛曲柄长度分别为50mm与40mm。在较优水平组合下,以8kg/s的喂入量进行验证试验,试验结果表明籽粒损失率为0.45%,籽粒含杂率为0.76%,籽粒分布比例为1.92%,清选效果较好,能满足清选性能要求。     

双吸风口振动式花生荚果清选装置设计与试验

为改进花生摘果机、花生捡拾收获机的清选装置,提高花生清选性能,在花生摘果机清选物飘浮速度试验基础上,根据饱满花生荚果、空瘪果、碎茎秆、果柄和花生叶等各组分飘浮速度差异,提出了前、后2个吸风口(双吸风口)与振动筛组合式清选原理,进行了总体方案与关键部件设计并研制出5XT-2Z型花生摘果机,通过清选性能试验研究了振动筛振动频率、吸风口高度和风机转速对花生清选损失率和含杂率的影响。试验结果表明,3种饱满花生荚果飘浮速度为10.30~14.39 m/s,空瘪果、碎茎秆、花生果柄和花生飘浮速度分别为7.03~8.89 m/s、4.51~5.46 m/s、2.80~3.35 m/s、1.74~2.13 m/s;优化后的振动筛曲柄转速为200 r/min,吸风口高度为135 mm,风机转速为390 r/min,此参数下清选损失率为1.35%,含杂率为1.75%。     

多维并联振动筛筛分过程解析与筛面运动形式优选

针对物料在多维并联振动筛筛面上的运动过程及其规律不明确,以及采用何种筛面运动形式最佳的问题,研究了物料颗粒在多维振动筛筛面上的运动过程,并提出最佳的筛面运动形式。引入分散度与分层速率2个指标,基于颗粒离散单元法(DEM)研究各单自由度振动对筛面上物料分散和分层过程的影响,优选出分散度和分层速率较优的4个单自由度振动,即:分别沿筛面长度、宽度和高度方向的移动x、y和z,以及绕筛面法线方向的转动γ,其中,x和y单自由度振动效果尤为明显。在优选振动自由度组成的各种振动形式下,基于筛分效率和含杂率,对多维振动筛面的物料透筛过程进行模拟研究,表明:3平移1转动(3T-1R)四维振动形式透筛性最好,为理想的筛面运动。据此设计了一种3T-1R并联机构,并在样机上进行了筛分试验验证。     

滚筒式分级机的设计

针对核桃、榛子、山楂等果实的分级需要,设计了滚筒式分级机。详细介绍分级机的设计原理,并计算其主要工作部件滚筒（节数、孔眼总数、转数、功率）和筛面（尺寸、筛孔）的参数,以满足不同的分级需要,实现粗选、精选并适应不同的物料要求,实现一机多用。     

红枣分级机的设计与试验

针对国内红枣分级机的现状,提出了一种滚筒式红枣分级机,该机中分级滚筒是分级环以并排的方式构成,利用各分级环之间的间隙与红枣腰径方向尺寸的间距差实现分级。通过对红枣分级试验以及影响红枣分级的主要因素进行分析表明:当分级滚筒倾角为15°,喂入量为10kg/min,分级滚筒转速为60r/min时,分级精度最高,且该机构能够分选干枣和鲜枣。     

扇贝分级机的设计

扇贝具有很高的价值,然而扇贝加工技术的落后,阻碍了扇贝产业化的发展。分级是扇贝前处理加工的必经程序,其特殊形状导致了分级的困难,以及专用分级设备的缺乏。针对扇贝的分级需要,分析了传统分级机的特点以及不足之处,并设计了一种新型的扇贝分级机。该分级机不仅可以将大小不一的扇贝按近似直径分为若干级别,以便后续加工和销售,而且可以根据生产需要的变化或者扇贝尺寸范围的变化调节分级范围,提高分级效率和分级精度,减少无用功。该分级机不仅适用于扇贝的分级,也完全适用于其他球型物料的分级,因此具有广阔的应用前景。为此,以海湾扇贝为例,介绍了该扇贝分级机的总体结构和工作原理,并着重分析了其关键部件。     

广东省典型农作物智能专家分类系统设计与示范应用

在广东省科技计划项目支持下,在广东省典型农作物标准波谱数据库中设计了符合典型农作物的长势监测和种植面积测算功能模块,将数据挖掘和知识发现应用到专家分类算法中,自行开发了适合农作物数据发现和挖掘的归纳学习算法,充分利用了波谱库中大量的波谱数据、相关属性和空间数据,形成了基于波谱库的广东省典型农作物智能专家分类系统。同时,进行了深圳市的荔枝面积估算的示范研究,结果显示分类精度达到91.8%,KAPPA达到0.81,高于传统分类算法,能满足农业部门对农情监测的要求。     

筛网过滤器自动反冲洗控制仪设计

鉴于目前市场上的筛网过滤器自动反冲洗控制仪具有价格较贵、功能不健全的缺点,开发出一款具有成本低、集成度高,以及手动冲洗、自动冲洗和故障报警功能的优点的控制仪。系统以HT46R23单片机为核心构建,采用了1151DP5E型差压变送器、SFP-1106型配电器、AT24C02存储器、DS1302时钟芯片等。自动冲洗包括定时冲洗和差压冲洗两种功能。用户可通过按键设定定时冲洗的时间参数、差压冲洗的压差参数和冲洗时间参数。详细说明其构成原理、设计方法及软件流程图。它为同类产品的技术实现提供一个很好的范例。     

玉米收获机清选曲面筛设计与试验

为提高玉米收获机风筛式清选装置的清选效果,通过筛上颗粒受力分析,确定筛上颗粒运动状态与筛面方程f(x)存在函数关系。以编织筛为研究对象,利用CFD-DEM耦合技术,通过对比清选装置内平面、凸面、凹面3种编织筛的气流场及不同区域筛分特点,提出一种正弦曲线编织筛,并与去除尾筛的正弦曲线筛进行性能对比,确定保留尾筛筛分性能更好。以正弦曲线筛筛形系数、入口气流速度、气流方向角为试验因素,以籽粒清洁率和籽粒损失率为评价指标,设计二次正交旋转组合试验,建立了各因素与指标间回归数学模型,运用Design-Expert软件的多目标优化算法进行参数优化。获得参数最优组合为:筛形系数32. 35 mm,入口气流速度13. 73 m/s,气流方向角23. 86°。当玉米脱出物喂入量为5 kg/s,筛面振动频率为5. 15 Hz时,利用高速摄像及室内台架进行了正弦曲线筛工作机理试验和性能对比试验。试验结果表明,正弦曲线筛可实现对杂余的快速推移,并提高籽粒透筛概率。正弦曲线筛清选装置的籽粒清洁率为98. 07%,籽粒损失率为1. 16%,相较平面编织筛清洁率提高2. 45个百分点、损失率降低0. 79个百分点,满足国家筛分质量评价技术规范要求。     

颗粒物料在三维振动筛中透筛信息仿真

运用ADAMS建立三维振动筛模型以及颗粒物料在三维振动筛中的运动模型。基于该模型进行单颗粒物料透筛仿真试验,得出了不同机械系统工作参数下物料在三维振动筛中的透筛信息。对仿真试验所得出的数据进行分析,得到了三维振动筛各工作参数对于物料透筛的影响趋势及影响程度,并得出最佳透筛效果时振动筛各工作参数的最佳状态。