5TN-2型玉米对生种子脱粒机脱粒性能研究

玉米对生种子是用于玉米双株定向超高产栽培技术的专用种子,5TN-2型玉米对生种子脱粒机是为玉米对生种子加工而设计的新型专用机具.通过对5TN-2型玉米对生种子脱粒机加以概括介绍,并对其进行脱粒试验,分析影响其脱粒性能的因素,提出该机关键技术参数及使用要点.     

种子玉米机械脱粒最佳施力方式试验

为深入研究种子玉米脱粒特性和脱粒损伤机理,改进玉米脱粒机,降低脱粒损伤,提高脱粒效率,以隆迪401玉米种子为对象,应用LDS微机控制电子拉压试验机等进行了脱粒试验,研究了玉米种子品种、含水率、作用部位及不同约束性质下的种子玉米脱粒力学特性.结果表明:在同样试验条件下,玉米穗大端籽粒脱粒较容易,小端次之,中部较难;纵向弯曲力小于侧向弯曲力,侧向弯曲力小于压力;种子玉米脱粒时的最佳施力方式为纵向弯曲力.     

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。     

影响玉米脱粒性能的因素分析与研究

针对我国玉米收获时籽粒含水率较高,不能直接脱粒收获的关键问题,通过单因素试验,分析了影响玉米籽粒破碎率和未脱净率的主要因素—籽粒含水率和脱粒速度等。利用Origin软件进行数据拟合并绘图,得出含水率和脱粒速度与破碎率、未脱净率的关系。试验数据表明,适合玉米脱粒的籽粒含水率为13.9%~27.6%,当含水率为18.3%时,籽粒破碎率最低;满足玉米脱粒条件的脱粒线速度为2.99~7.77m/s,当线速度为5.04m/s时脱粒效果最佳。     

含水率对玉米脱粒性能影响的试验研究

为分析含水率对玉米脱粒的影响,针对破碎率及脱粒能耗两个因素进行了分析研究。以郑单958号为研究对象,使用5TY-32-85型玉米脱粒机做了一系列试验,得出了含水率与破碎率和脱粒能耗的关系。结果表明,玉米籽粒含水率为18.3%时,破碎率最低;玉米籽粒含水率越低,脱粒能耗越小。该结论为实现玉米籽粒的联合机收提供了理论依据。     

变径变间距种子玉米脱粒试验台工作参数优化与试验

为提高变径变间距种子玉米脱粒试验台的脱粒效率,降低脱出籽粒损失率,利用Design-Expert软件中Box-behnken试验设计原理,以脱粒轴转速、喂入量、板齿间距为影响因子,脱净率和破碎率为响应值,设计三因素三水平试验优化方案,建立各影响因子及交互作用对脱净率、破碎率的二次回归模型,并对模型进行方差分析,得出试验台最佳脱粒参数,并进行脱粒试验。结果表明:各影响因子对脱净率影响显著性主次依次为:脱粒轴转速、喂入量、板齿间距;各影响因子对破碎率影响显著性主次依次为:脱粒轴转速、喂入量、板齿间距。该机最优工作参数为:脱粒轴转速194～245 r/min,喂入量1.98～3.7 kg/s,板齿间距110～166 mm,此时脱净率为99.82%,较优化前增大0.04%～0.64%;玉米籽粒破碎率为0.30%,较优化前降低0.03%～0.32%,符合玉米脱粒机基本作业标准。     

高含水率玉米橡胶复合钉齿制备与脱粒性能试验

为降低高含水率果穗脱粒过程中的籽粒破碎率和未脱净率,以满足玉米籽粒直收技术对脱粒装置要求,改进设计了橡胶层与碳钢层复合结构的脱粒钉齿,自制丁腈橡胶、天然橡胶和三元乙丙橡胶作为复合钉齿的外层结构材料,并完成复合钉齿加工。采用台架试验方法研究不同外层材料的复合钉齿对玉米果穗脱粒性能（籽粒破碎率和未脱净率）和自身抗磨损性能（破损损失质量和表层组织磨损）的影响,脱粒试验表明：籽粒含水率范围为29.7%~30.5%、果穗喂入量为8~12kg/s时,丁腈橡胶、天然橡胶及三元乙丙橡胶复合钉齿和传统碳钢钉齿籽粒破碎率分别为4.85%~7.27%、3.77%~6.23%、2.92%~4.88%和6.90%~10.35%,未脱净率分别为0.41%~0.82%、0.35%~0.78%、0.30%~0.69%和0.24%~0.59%。磨损试验表明：由表层组织宏观磨损可见,丁腈橡胶层沟壑痕迹明显,且磨损破坏严重,三元乙丙橡胶层凹坑数量远少于天然橡胶层,两者均未导致破损失效;由SEM表层微观形貌可知,丁腈橡胶层裂纹缺陷数量最多,且组织不连续,天然橡胶层孔洞削弱组织间结合力,且易疲劳失效,三元乙丙橡胶层大部分组织相对完整连续,且具有较强抵抗外力作用。结果表明：在籽粒高含水率时,橡胶复合钉齿能显著提高玉米果穗脱粒性能,其中三元乙丙橡胶复合钉齿的脱粒与自身抗磨损的综合性能最佳,较传统碳钢钉齿籽粒破碎率降低了52.85%~57.68%,未脱净率与传统碳钢钉齿相近,能够满足玉米籽粒收获机脱粒质量评价技术规范要求。     

含水率对种子玉米脱粒性能的影响机理

为深入探明含水率对玉米种子脱粒的影响机理,以铁丹Ⅰ代一号等3个品种种子玉米为研究对象,进行了不同含水率下玉米种子籽粒破损强度、果柄强度和脱粒作用力等试验.试验结果表明,含水率对玉米种子脱粒的影响主要体现在籽粒破损强度和脱粒作用力两个方面:随着含水率的下降,玉米种子籽粒破损强度显著提高,因而脱粒时不容易破碎;脱粒作用力随...     

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。     

水稻不同脱粒装置脱粒性能的对比试验研究

为了提高水稻联合收获机的工作效率,降低功耗,减轻清选负荷,自行研制了板齿和杆齿作为水稻脱粒的主要元件,分别与栅格凹板组成不同的脱粒分离装置,并对这两种脱粒分离装置进行了脱粒对比台架试验.试验结果表明,杆齿-栅格凹板脱粒分离装置在脱粒水稻时对茎秆的破碎程度轻、功耗低、脱出混合物中轻杂物含量少,能够有效地减轻清选负荷.     

玉米种子脱粒特性的试验研究

为了解决玉米种子脱粒过程中存在的玉米种子机械损伤大的问题,了解机械对玉米种子的作用机理,进而为新型低损伤玉米种子脱粒机的研制提供技术依据,通过在各种施力状态下玉米种子的冲击试验,获得了玉米种子在不同施力位置和不同施力方向下的脱粒性质.结果表明:在同一水分级下,冲击力的作用方向是影响玉米种子脱粒效果的主导因素,冲击力的作用部位对其也有重要影响.     

横轴流式玉米柔性脱粒装置设计与试验

针对黄淮海地区玉米籽粒直收过程中籽粒破碎率和未脱净率高的问题,结合现有玉米脱粒滚筒的结构特点,设计了横轴流式玉米柔性脱粒装置。该装置内置柔性脱粒滚筒,脱粒元件采用柔性钉齿和弹性短纹杆组合结构,实现了玉米果穗的柔性低损伤脱粒。研究了滚筒关键设计参数对脱粒性能的影响,建立了该脱粒滚筒关键结构参数的设计方法;利用ADAMS软件进行了动平衡模拟仿真,开展脱粒系统的动平衡试验,保证了整机工作的可靠性;选取滚筒转速、脱粒间隙和喂入量作为试验因素进行了室内台架正交试验,确定较优参数组合:喂入量为8 kg/s,滚筒转速为450 r/min,凹板间隙为40 mm。在该条件下,玉米果穗的籽粒破碎率为0. 65%,未脱净率为0. 59%,符合国家相关标准要求。     

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%。     

气吸式玉米排种器吸附姿态对投种性能的影响分析

为保证气吸式排种器高速作业状态下投种均匀一致,对玉米籽粒中占据比例较高且长、宽、厚变化较大的大扁形种子进行研究;通过理论分析探明,种子的吸附姿态影响投种稳定性,振动加剧导致投种均匀性不一致;采用DEM-CFD耦合仿真的方法分析了影响投种性能的关键因素——种子吸附姿态,发现不同排种盘角速度下平躺姿态为主要吸附姿态,平躺种子比例越高,合格指数越高,侧躺种子和竖直种子共同影响重播指数和漏播指数;分析了影响投种性能的关键因素——投种时机,研究发现,提早投种状态下种子的主要姿态为竖直和侧躺,正常投种状态下平躺种子占绝大部分,延时投种状态下侧躺种子所占比例较高,合格指数与正常投种比例的变化趋势一致,增大种子平躺姿态的比例可有效提高播种质量。进行了风压和角速度匹配试验,结果表明,排种器在较优作业速度8~12km/h范围内、风压在-4.5~-3kPa区间内,合格指数不低于93.4%,漏播指数不高于4.5%,重播指数不大于3.1%,并通过高速摄像慢速回放得出,种子姿态变化情况与仿真结果一致,从而验证了仿真模拟的准确性。     

玉米收获机脱粒滚筒的模态及强度分析——基于ABAQUS

脱粒滚筒是玉米收获机的重要零部件,对脱粒效果有着重要影响。为此,以脱粒滚筒为分析对象,应用Solid Works软件建立其三维模型,并导入到Hypermesh软件中进行网格划分,以Abaqus软件为求解器进行模态和静应力计算。分析结果表明:脱粒滚筒刚度薄弱位置出现在滚筒中间位置,后续若开发高性能样机,可以考虑在滚筒中间位置增设衬板,以提升滚筒刚度,从而为后续开发高工作性能脱粒滚筒提供了参考。     

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...     

纵轴流玉米脱粒分离装置设计与试验

针对黄淮海地区籽粒直收时籽粒损伤严重及未脱净率高的问题,结合现有的玉米脱离分离装置的特点,设计了一种纵轴流式变径变间距玉米锥形脱粒滚筒,以及利用可调节双头拉杆调节工作倾角的脱粒分离装置倾角调节装置.设计了脱粒元件在锥形滚筒的安装位置及排列方式,分析了脱粒元件与籽粒接触的脱粒动力学过程,并查阅相关文献确定了脱粒装置关键参...     

基于冲蚀磨损模型的水稻脱粒装置优化

冲蚀磨损是脱粒装置失效与破坏的重要原因之一。为此,利用几种主要的冲蚀磨损模型,结合Hertz接触应力条件下水稻脱粒的力学模型,建立了水稻脱粒装置的冲蚀磨损模型。以此为基础,研究了冲击角、冲击速度、硬度、强度、组织,对水稻脱粒元件冲蚀磨损的影响。同时,对脱粒装置的结构、形状、速度、材料硬度、热处理方式进行了优化。