玉米联合收获机排杂装置优化设计与试验

阐述了玉米联合收获机排杂装置的构造及工作原理。通过4因素3水平正交试验,分析排杂辊单元结构形式、排杂辊线速度、压送器线速度及压送器与排杂辊间距对排杂装置性能指标的影响,优化出最佳工作参数组合。试验结果表明,排杂辊的结构形式对排杂装置的性能指标影响显著。通过试验结果分析,确定出最佳优化方案：排杂辊结构为a型,排杂辊线速度为1.90m/s,压送器线速度为2.5m/s,压送器与排杂辊间距为30mm。提出了对排杂辊结构形式的改进建议。     

油葵收获割台工作性能仿真及试验研究

为研究油葵收获割台在工作过程中的性能与可靠性,得到该割台正常工作时的关键参数,利用SOLIDWORKS对割台进行三维参数化建模并导入ADAMS中进行运动学仿真,得到收获时茎秆受力和摆动程度的仿真结果并进行正交组合分析,仿真和分析结果表明:割台正常工作最优参数的组合是拉茎辊转速800 r/min、机器的行驶速度2.12 km/h、拉茎间隙10 mm、拉茎辊的倾角20°,同时往复切割刀的切割速度2 m/s时茎秆的受力最小,通过田间试验发现整个收获过程籽粒损失率≤3%,喂入输送绞龙的茎秆较短,收获可靠性较好,结果表明该割台适合油葵的机械化收获。     

拨禾星轮式玉米收获台设计与试验

为了提高玉米收获机的行距适应性,研发了拨禾星轮式玉米收获台,设计了均布有6个拨禾指的拨禾星轮、螺旋扶禾导入辊、拉茎辊等部件,对玉米不被推倒折断、单株连续有序喂入的条件作了理论分析,进行了田间试验与性能测试。结果表明,作业速度为1.1~1.5 m/s时,拨禾星轮转速为50 r/min、扶禾导入辊转速为1 300 r/min、拉茎辊转速为1 050 r/min,行距适应性显著提高。     

卧式切碎装置切碎效果的试验研究

为了提高玉米收获过程中茎秆切碎合格率,采用正交试验、因素互作试验相结合的方式,对其影响因素进行了分析和优选,研究了因素间相互作用关系。试验表明,切碎效果较佳时各项参数为:割刀开始切碎位置位于强制拉茎段起始前端,喂入位置偏向摘穗辊高辊一侧,行进速度为1~1.2m/s,割刀的转速为2 000r/min,摘穗辊转速为700r/min;摘穗辊转速分别与喂入速度和割刀转速存在交互作用。     

自走式马铃薯捡拾装袋机设计与试验

针对马铃薯分段收获中,人工捡拾劳动强度大、效率低、成本高的问题,设计了一种自走式马铃薯捡拾装袋机。该自走式马铃薯捡拾装袋机能一次性完成马铃薯捡拾、薯土分离、除秧和装袋的工作。阐述了自走式马铃薯捡拾装袋机整体结构,并对捡拾装置、升运链装置、三级输送链装置、分拣台以及卸料装置等关键部件进行详细设计;运用DEM-MBD耦合的方法对马铃薯在两级输送链交接处的运动过程及受力情况进行分析;运用Box-Behnken试验方法,以漏薯率和伤薯率为评价指标,以整机前进速度、捡拾装置输送链线速度、升运链线速度、三级输送链线速度为试验因素,对该机工作参数进行四因素三水平试验,使用Design-Expert软件建立二次多项式回归模型。对回归模型进行优化后,绘制响应面,并得出该机最优工作参数。田间试验表明：当前进速度为0.70m/s、捡拾装置输送链线速度为1.10m/s、升运链线速度为1.20m/s、三级输送链线速度为1.30m/s时,漏薯率为2.82%,伤薯率为3.61%,满足马铃薯捡拾收获作业要求。     

马铃薯收获机薯秧分离装置设计与试验

针对北方粘重土壤条件下马铃薯收获过程中薯秧分离效果不佳的问题,设计了一种在不杀秧情况下既适用于大型联合收获机也适用于分段式马铃薯收获机的薯秧分离装置。通过对该装置升运过程中薯秧的运动学分析和分离过程中的力学分析,建立了一种弹性力学模型,确定了影响薯秧分离效果的主要因素,得到影响薯秧分离性能的摘秧辊转速范围和摘秧辊与一级升运分离筛主驱动辊距离范围等工作参数。以摘秧辊转速、一级升运分离筛主驱动辊线速度、摘秧辊与一级升运分离筛主驱动辊距离为试验因素,以含杂率为试验指标,在未进行杀秧作业的条件下进行田间试验,试验结果表明:当摘秧辊与一级升运分离筛主驱动辊距离为2. 5 mm、摘秧辊转速为9. 0 r/s、一级升运分离筛主驱动辊线速度为1. 6 m/s时,含杂率为2. 4%,优于国家行业标准。     

薄皮扁桃低损伤脱壳分析与试验

针对扁桃脱壳装置存在脱壳不完全、脱壳率低的问题,对扁桃脱壳机在脱壳取仁过程中果壳加载损伤进行分析,确定挤压加载状态下脱壳区裂纹扩展及果壳分离的基本特点。根据薄皮扁桃物理特性试验及预试验结果,选取脱壳间隙、刚性辊转速、柔性带线速度作为试验因素,脱壳率和核仁破损率作为试验指标进行正交试验,试验样品为Ⅱ等级厚度 12~13 mm的扁桃。试验结果表明：脱壳间隙为11 mm,刚性辊转速为200 r/min,柔性带线速度为0.7 m/s,是该机具工作参数的最优组合。对该参数组合进行验证试验,脱壳率为97.68%,破损率为6.85%,满足生产要求,为扁桃精深加工奠定基础。     

穗茎兼收型玉米收获机对刀式拉茎辊的设计

为解决南疆农作物茎秆饲料收获时高果穗含杂和籽粒破碎的问题,设计了一种四棱刀对刀拉茎辊.以茎秆喂入摘穗板-拉茎辊组合摘穗装置的方式,选取刀片式拉茎辊,基于刀片式拉茎辊的工作原理,对拉茎辊进行结构设计.为验证刀对刀拉茎辊的设计合理性,以果穗含杂率和籽粒破碎率为试验指标,进行田间试验,结果表明:果穗含杂率为0.5％,籽粒破碎...     

大蒜机械切须技术研究及试验

为满足机械化大蒜联合收获过程中的作业需要,本文设计了一种具有仿形浮动功能的大蒜切须机构。以射阳黑龙蒜为研究对象进行切割线速度试验、切须长度试验,确定能够使蒜须有效分离的切割线速度应大于10.5m/s,切须长度在10mm以内分离效果较好。同时,在满足有效切须条件下,开展大蒜切须试验台工作参数优化试验,采用综合加权评分法确定最优参数组合为:切须刀转速3 500r/min(切割线速度17.2m/s)、夹持链输送速度0.6m/s和顶隙20mm,此时切须合格率88.3%,切伤率2.5%,即一组60个个体切须合格的为53个,被切伤的蒜瓣数为12瓣。     

自走式马铃薯捡拾机捡拾装置参数优化与试验

为解决马铃薯分段收获后,人工捡拾劳动强度大、效率低、成本高等问题,设计了一种自走式马铃薯捡拾机捡拾装置。针对捡拾装置喂入部分易壅土,造成马铃薯输送不通畅,影响整机作业效率的问题,设计了一种具有双层反转链条夹持输送功能的捡拾装置。为确定捡拾装置最佳的作业参数,基于离散元软件EDEM和多体动力学软件RecurDyn耦合仿真,运用Box-Benhnken试验方法,以马铃薯流量和伤薯率为试验指标,以捡拾装置前进速度、捡拾铲入土深度、捡拾装置输送链线速度和反转夹持链线速度为试验因素,对该装置工作参数进行四因素三水平试验,使用Design-Expert软件建立二次多项式回归模型。对回归模型进行优化后,绘制出响应面曲线图,得出该装置最佳工作参数。田间试验表明,当捡拾装置前进速度为0.70 m/s、捡拾铲入土深度为120 mm、捡拾装置输送链线速度为1.20 m/s、反转链线速度为1.20 m/s时,马铃薯流量为5.94 kg/s,伤薯率为2.10%,与仿真理论值相比,误差分别为3.30%和4.48%。该研究可为马铃薯捡拾装置设计提供参考。     

钢辊式圆捆机旋转草芯形成影响因素分析与优化

针对国产的中小型钢辊式圆捆机收获完整稻秆易产生堵塞的问题,利用自行设计的钢辊式圆捆机(草捆直径约500 mm)试验装置对其打捆过程进行了研究。通过高速摄像分析可知:旋转草芯形成过程实质上是稻秆在卷压室内连续卷绕累积的过程,形成的旋转草芯可对后续喂入的稻秆产生较大的牵带作用,进而消除打捆堵塞。通过试验分析可知,旋转草芯形成过程主要依靠钢辊对稻秆的摩擦牵引及后续喂入稻秆的持续推动完成的,据此,针对影响钢辊式圆捆机形成旋转草芯的主要因素——钢辊对稻秆的摩擦作用、捡拾器弹齿端点线速度以及稻秆喂入量为试验因素,以旋转草芯形成时的干物质质量为评价指标,进行了试验研究。结果表明:各因素对旋转草芯形成时的干物质质量贡献率从大到小依次为:钢辊对稻秆的摩擦作用、捡拾器弹齿端点线速度、稻秆喂入量。当因素参数组合为钢辊与稻秆间的滑动摩擦因数约0.65、捡拾器弹齿端点线速度2.23 m/s、稻秆喂入量1.5 kg/s时,旋转草芯形成时的干物质质量为1.58 kg。研究结果可为钢辊式圆捆机的设计及其作业参数优化提供理论及技术依据。     

砍切喂入双辊式香蕉秸秆粉碎还田机设计与试验

香蕉是我国重要的经济作物,在亚热带地区得到了广泛种植,对海南省区域经济发展起重要作用,而随着香蕉种植面积的增加,香蕉秸秆废弃物处理也成了一个制约香蕉产业发展的瓶颈问题。为此,设计了一种能通过一次田间作业将香蕉假茎整株粉碎的砍切喂入双辊式香蕉秸秆粉碎还田机,并阐述了整机结构的设计方案和工作原理,进行了主要部件关键结构参数和运动参数的设计。样机田间试验表明:机器的前进速度为1m/s、喂入辊的转速为95. 54r/min、甩刀的转速为1 100r/min时,香蕉假茎的粉碎质量合格率为96. 46%,田间覆盖率为88. 40%,满足香蕉假茎粉碎还田的农艺要求。     

横卧辊式棉秸秆起拔收获机的设计与试验

针对目前新疆棉区棉秸秆回收存在的问题,设计了一种横卧辊式棉秸秆起拔收获机。该机将横卧辊式棉秸秆起拔装置与辊式圆捆打捆装置相结合,可实现棉秸秆整株起拔和整株回收联合作业,主要由拨禾链耙、传动系统、拔杆装置、输送装置、喂入装置和打捆装置等组成。通过对主要工作部件的设计及实际作业过程中的运动机理分析,确定机具的主要结构和工作参数,并进行田间试验。试验结果表明:在机具作业速度5km/h、棉秸秆起拔角度为30°、拨禾链耙最低线速度2.5m/s、拔秆辊最低转速236r/min的条件下,棉秸秆回收率达到95.43%。该研究结果可为棉秸秆起拔收获机的研制提供参考。     

可变压捆室打捆机结构设计与仿真分析

针对传统秸秆打捆机收获农作物秸秆时形成圆草捆直径单一的问题,设计一种由捡拾机构、喂入机构、压捆机构和草捆卸载装置等组成的可变压捆室圆捆机。在Solidworks中建立可变压捆室圆捆机三维模型,简述其工作原理和关键部件的结构设计,并对整机动力传动系统进行分析;分析草芯在压捆室内累积过程,得出物料在压捆室内运动的规律,并通过计算得出钢辊线速度为2.29 m/s;运用ADAMS软件对打捆机进行运动学仿真,验证打捆机作业时不会发生物料堵塞和堆积现象,得到钢辊线速度为2.3 m/s,与计算结果基本一致;利用ANSYS Workbench软件对打捆机机架进行模态分析,得出打捆机正常作业时机架不会发生共振现象。为后续秸秆打捆机的创新设计和结构改进提供理论支持。     

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。     

4U-1600型集堆式马铃薯挖掘机设计与试验

针对传统一级升运链马铃薯挖掘机土薯分离效果差、人工捡拾铺条劳动强度大的作业难题,设计了4U-1600型集堆式马铃薯挖掘机。对挖掘机阶梯挖掘铲、两级升运链式土薯分离输送装置及液压开启式集薯箱等关键部件进行设计与选型,并完成其关键参数的计算确定。以样机前进速度、一级土薯分离装置线速度和二级土薯分离升运装置线速度为自变量,以明薯率和伤薯率为响应值,依照Box-Behnken试验设计原理,采用三因素三水平响应面分析方法,分别建立了各因素与明薯率、伤薯率之间的数学模型,并对各因素及其交互作用进行分析。试验结果表明,对明薯率影响的主次顺序依次为二级土薯分离升运装置线速度、样机前进速度和一级土薯分离装置线速度,对伤薯率影响的主次顺序依次为一级土薯分离装置线速度、二级土薯分离升运装置线速度和样机前进速度;马铃薯挖掘机最佳工作参数为:样机前进速度1. 50 m/s、一级土薯分离装置线速度1. 37 m/s、二级土薯分离升运装置线速度0. 89 m/s。验证试验表明,4U-1600型集堆式马铃薯挖掘机作业后,明薯率为95. 11%、伤薯率为3. 36%,性能试验指标均达到国家行业标准要求,表明在优化工作参数条件下该作业机能够提升马铃薯机械化收获质量。     

自走式油菜薹收获机设计与试验

针对现有油菜薹收获机械匮乏,人工采摘效率低、成本高等问题,结合油菜薹生物学特性与农艺要求,研制了一种自走式油菜薹收获机,可实现自走、自动升降、茎叶统收,一次性完成油菜薹切割、输送与收集等工序。基于动力学与运动学分析了油菜薹收获切割、输送及收集过程,得出了影响收获效率的主要因素,开展了切割装置、拨禾装置、输送装置、割台双升降系统的设计与参数分析。以前进速度、切割线速度、输送带线速度及拨禾轮转速为因素,油菜薹收获漏割率、输送失败率及茎叶破损率为评价指标,开展了二次回归正交旋转台架试验,应用综合评分法确定了最优作业参数组合为：前进速度0.56 m/s、切割线速度0.50 m/s、输送带线速度0.79 m/s、拨禾轮转速49.70 r/min,在最优参数组合下,油菜薹收获效果较优。田间试验结果表明收获机作业后割茬整齐,在最佳参数组合下,漏割率为4.28%,输送失败率为3.42%,茎叶破损率为6.39%,可满足油菜薹实际生产需求。     

侧置式马铃薯联合收获机薯块运动分析与试验

针对我国侧置式马铃薯联合收获机收获过程中破损率大、收获效率低等问题，对设计的侧置式马铃薯联合收获机的输送系统进行了分析计算，创新地增加了导向辊；同时，对马铃薯在输送装置上的速度、能量变化及破损情况进行了分析，得出影响伤薯率的关键因素，并进行了仿真试验与田间试验。试验结果表明：在较优参数组合下，即导向辊直径为111.29mm、导向辊与横向传送装置的夹角为43.4°、横向传送装置线速度为1.52m/s时，导向辊造成薯块的等效应变最小，伤薯率为1.2%,明显低于未经参数优化的侧置式马铃薯联合收获机机收损伤情况，符合马铃薯收获作业要求。     

切纵流双滚筒脱粒分离性能试验

在切纵流双滚筒脱粒分离性能试验装置上,进行喂入量为6kg／s的水稻脱粒分离性能试验,研究其最佳脱粒分离的结构参数和运动参数。试验结果表明,切纵流双滚筒联合收割机收获水稻的最佳组合方式为：切流滚筒间隙27mm,纵轴流滚筒间隙14mm,切流滚筒线速度为25．9 5m/s,纵轴流滚筒线速度为28．23m/s,纵轴流滚筒齿杆间距为140mm。并对切流滚筒脱粒分离籽粒的轴向分布、纵轴流滚筒脱粒分离籽粒的轴向和径向分布进行了研究,为后续清选装置的研究提供了设计依据。     

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。