玉米小区收获机低损摘穗装置的设计与试验

针对玉米小区收获机在育种收获摘穗过程中存在的籽粒损失率高、破碎率高的问题,创新设计了一种“拉-压-摘”组合式的低损摘穗装置。通过对各关键部件的理论分析,确定了装置主要结构的整体参数,压茎轮直径62mm、长度400mm。田间试验结果表明:摘穗装置的籽粒损失率为0.72%,籽粒破碎率为0.33%,有效保证了玉米小区收获机的低损摘穗作业,可为玉米小区收获机低损摘穗技术的研究提供参考。     

智能玉米籽粒联合收获机设计与试验

籽粒收获是我国玉米收获发展方向,但黄淮海地区高含水率夏玉米脱粒收获时籽粒破碎率、损失率和含杂率高。为推动高含水率玉米籽粒收获机械化进程,研制一种智能玉米籽粒联合收获机,设计一种低损摘穗与秸秆处理一体化割台,通过摘穗板间隙、拉茎辊转速、割台高度等主要参数调整,实现割台高效低损摘穗;设计一种适于高含水率玉米的纵轴流脱粒滚筒结构,通过优化脱粒滚筒、分离凹板和顶盖结构,调整脱粒系统工作参数,提高脱净率,降低破碎率;开发玉米收获机精准智能控制系统,集成导航定位、基准行自动引导作业、割台高度自动仿形、关键部件转速实时监测、故障报警等技术。田间试验表明:该机生产率0.73 hm~2/h,总损失率1.32%,籽粒破碎率4.47%,籽粒含杂率2.1%,满足设计与使用要求。     

秸秆回收式玉米收获机割台设计与试验

针对玉米收获后玉米秸秆散落,二次捡拾含杂率高,造成环境污染与资源浪费等问题,提出一种秸秆回收式玉米收获机割台装置。割台装置分上下两部分:上层部分主要有摘穗齿轮箱、摘穗装置、拨禾轮以及分禾器;下层部分主要有秸秆切茬装置和揉切装置。对秸秆回收式割台装置的揉切装置和切茬装置进行试验研究,对揉切装置的动刀片和动刀主轴静力学分析后,制作样机并进行田间试验。试验结果表明,秸秆回收式玉米收获机割台的落地籽粒损失率为1.84%,果穗损失率为1.71%,籽粒破损率平均值为0.73%,秸秆的平均留茬高度为96.2 mm,秸秆揉切长度合格率平均为90.04%,秸秆回收率达95.78%,主要性能指标达到预期试验目标,本研究为秸秆回收式玉米收获机割台设计和改进提供了理论参考。     

大豆玉米带状种植模式下玉米摘穗机设计与试验

针对丘陵山区大豆玉米带状种植模式的玉米果穗收获有机难用、无机可用的现状,设计一款自走式小型玉米摘穗机。该机采用纵卧式摘穗辊实现果穗摘取,并通过输送装置收集装袋;采用“Y”型布局的L型小甩刀实现茎秆粉碎。对摘穗过程进行动力学分析、对粉碎过程进行静力学分析,确定其核心装置设计参数并进行样机试制。以茎秆粉碎长度合格率、果穗损失率、籽粒破碎率为试验指标进行田间试验,来验证该机设计的合理性。试验表明：在生产率为0.8 hm²/d、果穗籽粒含水率为26.38%、茎秆含水量为71.25%的条件下进行试验,茎秆粉碎长度合格率为92.4%、果穗损失率为2.06%、籽粒破碎率为0.61%。该机设计各项指标符合国家相关标准,能够满足丘陵山地地区玉米机械化收获需求。     

小型玉米收获机的设计与试验

针对云南地区地形特点、玉米种植模式及玉米品种,根据现有玉米收获技术设计了小型玉米收获机,阐述了整机、传动系统、摘穗装置、剥皮装置、切碎还田装置的设计及特点。对整机部件进行合理配置,使整机的设计结构紧凑;摘穗辊采用金属与橡胶两种材料结合的方式,能够有效降低摘穗过程中玉米果穗的损伤率;对剥皮装置进行设计及优化改进,有效提高了玉米苞叶剥净率,降低了玉米果穗的损伤率及玉米籽粒破碎率。田间试验表明:机具作业状态符合玉米收获机行业标准,平均损失率为3.5%,苞叶剥净率为88.6%,籽粒破碎率≤1%,回转式切碎装置对玉米秸秆的切碎效果较好,可为云南地区的玉米收获机械化发展提供借鉴。     

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.     

玉米穗茎兼收割台切碎装置参数优化

针对玉米穗茎兼收割台的需求,设计了一种横置滚筒式茎秆切碎装置,并对其切碎性能及割台摘穗性能进行了试验研究。通过对切碎装置工作原理的分析,确定在拉茎速度与切碎滚筒转速比值一定的条件下,以机器作业速度、动刀切割前角、切碎滚筒转速为自变量,以玉米果穗损失率、籽粒破碎率、籽粒损失率、茎秆平均切段长度和几何标准差为试验指标,利用Box-Benhnken Design中心组合试验设计原理,进行了3因素3水平正交旋转组合田间试验,利用Design-Expert软件对试验结果进行了响应面分析和回归分析,得到试验指标与试验因素间的数学模型。试验结果表明：机器作业速度和切碎滚筒转速与5个试验指标有二次非线性关系,动刀切割前角仅与茎秆平均切段长度、几何标准差有二次非线性关系,因素的交互项中仅机器作业速度与切碎滚筒转速的交互项对籽粒破碎率、茎秆平均切段长度有显著影响。对切碎滚筒转速进行圆整,得到最优参数组合为：机器作业速度为1.35m/s,动刀切割前角为52°,切碎滚筒转速为1350r/min,此时果穗损失率为1.1%,籽粒破碎率为0.23%、籽粒损失率为0.74%、茎秆平均切段长度为30.73mm、几何标准差为1.28。与田间试验结果对比可知,回归模型有很好的可靠性。将最优组合试验结果与优化前的参数组合（机器作业速度为1.11m/s,动刀切割前角为53°,切碎滚筒转速为1657r/min）得到的结果进行比较可知：优化后较优化前果穗损失率降低0.4%,籽粒破碎率降低0.784%,籽粒损失率降低1.318%,茎秆平均切段长度缩短12.20mm,几何标准差减少0.34。优化后试验指标低于标准规定的指标值,满足设计要求。     

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。     

玉米联合收获机摘穗装置比较分析研究

摘穗装置是玉米联合收获机和玉米摘穗割台的核心部件之一,其技术性能优劣直接影响玉米联合收获机和玉米摘穗割台的作业质量.针对现有玉米联合收获机和玉米摘穗割台的摘穗装置,存在的收获损失大、籽粒破碎严重、适应性不强的问题,对摘穗装置性能进行比较分析,改进了优化玉米摘穗装置的技术性能,提高了玉米联合收获技术水平.     

制种玉米种穗收获机设计与试验

针对国内制种玉米种穗缺少相应的收获机,而制种玉米收获劳动强度大,现有玉米收获机的果穗损失率、落地籽粒损失率等技术指标不能满足使用要求等问题,设计了对中拉茎切柄、柔性摘穗、快速清种制种玉米种穗收获机。简述了整机结构和工作原理,对关键部件进行了理论分析、设计计算和选型,通过田间试验对该机的可靠性和实用性进行验证。以割台拉茎辊转速、前进速度、排杂风机转速作为试验因素,以果穗损失率和落地籽粒损失率为性能指标,进行了三因素三水平正交试验,通过方差分析获得最优参数组合为前进速度4.83km/h、割台拉茎辊转速788r/min、排杂风机转速1200r/min,此时果穗损失率为1.83%,落地籽粒损失率为1.01%。将对应参数进行试验验证,得到验证试验结果为：果穗损失率1.85%,落地籽粒损失率1.01%。优化结果与验证试验结果基本一致,整机各项性能指标满足使用要求。     

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...     

4LZ—2.1Z型双速双动水稻联合收割机设计与试验

为适应南方丘陵山区作业环境,解决全喂入联合收割机收获超级杂交稻时,易发生脱粒滚筒堵塞,脱不净、夹带损失与籽粒破碎损失之间矛盾,提高水稻机械化收获水平,研制4LZ—2.1Z型双速双动水稻联合收割机.对机具整体设计方案进行描述,并对可调节伸缩式割台、双速双动脱分装置和清选总成等进行设计,确定其关键结构参数.该装备采用高/低...     

低损伤组合式玉米脱粒分离装置设计与试验

针对现有籽粒直收型玉米收获机脱粒分离装置在收获高含水率玉米时存在籽粒破碎率高、脱净率低、籽粒夹带损失大、玉米苞叶易堵塞凹板的问题,设计了一种低损伤圆头钉齿与分段组合式圆管型脱粒凹板相配合的脱粒分离装置。分析了脱粒元件与果穗、果穗与凹板之间的接触模型,确定了玉米脱粒装置最优脱粒元件的结构参数、最佳的凹板组合形式。以籽粒破碎率和未脱净率为试验指标,以脱粒元件排布方式和不同凹板组合形式为试验因素,进行了台架试验,确定了较优组合为:圆头钉齿等高排布且最优球头半径为12. 5 mm,凹板最佳组合形式为圆管右向+直圆管(前疏后密型),并与常规梯形杆齿和栅格式凹板组成的脱粒分离装置进行了田间对比试验。试验结果表明:籽粒破碎率由13. 73%降低至8. 64%,未脱净率由0. 6%降低至0. 2%;未出现玉米苞叶堵塞凹板问题。     

入料速度动态调节式马铃薯切条机设计与试验

针对目前马铃薯切条机切削质量差、切削薯条破损率高以及自动化程度低等问题,对马铃薯切条机结构进行改进设计。采用激光传感器和入料分流装置检测入料速度并对入料速度进行调控,提高入料均匀性与切削稳定性。通过对关键部件的分析确定了影响切条质量的关键因素与取值范围。以离心滚筒转速、推料叶片倾角和切片刀安装角为试验因素,以切条合格率和分切破损率为试验指标,进行三因素三水平响应面试验,利用Design-Expert 10.0.1软件对试验结果进行方差分析,通过响应面分析交互因素对试验指标的影响规律。运用软件优化得出试验因素的最优组合并进行验证试验,结果表明：当离心滚筒转速为224.6r/min、推料叶片倾角为19.4°、切片刀安装角为292°时,切条合格率为96.7%、分切破损率为2.0%。在此基础上进行入料速度控制调节试验,试验结果显示：切条合格率为96.2%,分切破损率为2.4%,产量达3.3t/h,切条合格率提高7%,分切破损率降低4%,切削效率提高28%,提高了马铃薯切条机流水线工作时的切削质量与效率。     

伸缩杆齿式荞麦脱粒装置研制与参数优化

针对荞麦机械化收获破碎率高、含杂率大、容易发生“绕辫子”而堵塞脱粒滚筒等问题,研制了一种伸缩杆齿式脱粒装置,利用纹杆滚筒和栅格凹板对作物的揉搓、梳刷作用实现脱粒,而与纹杆滚筒相配合的伸缩式杆齿,能够很好地将作物进行翻腾、向后推送,避免了秸秆缠绕,提高了脱粒效果。将该脱粒装置安装于荞麦脱粒性能试验台,选取滚筒转速、脱粒间隙和喂入量作为试验因素建立了3因素正交试验,通过极差分析得到最佳工作参数组合为滚筒转速350 r/min、脱粒间隙10 mm、喂入量1.0 kg/s,该条件下,籽粒破碎率为3.42%、籽粒损失率为0.14%,满足荞麦机械化收获指标,为伸缩杆齿式脱粒装置的应用和荞麦联合收获机的研发提供理论依据。      

伸缩杆齿式荞麦脱粒装置研制与三因素正交试验分析

针对荞麦机械化收获破碎率高、含杂率大、容易发生“绕辫子”而堵塞脱粒滚筒等问题，研制一种伸缩杆齿式脱粒装置，利用纹杆滚筒和栅格凹板对作物的揉搓、梳刷作用实现脱粒，而与纹杆滚筒相配合的伸缩式杆齿，能够很好地将作物进行翻腾、向后推送，避免了秸秆缠绕，提高了脱粒效果。将该脱粒装置安装于荞麦脱粒性能试验台，选取滚筒转速、脱粒间隙和喂入量作为试验因素建立了三因素正交试验，通过极差分析得到最佳工作参数组合为滚筒转速350r/min，脱粒间隙10mm，喂入量1.0kg/s，该条件下，籽粒破碎率为3.42%，籽粒损失率为0.14%，满足荞麦机械化收获指标，为伸缩杆齿式脱粒装置的应用和荞麦联合收获机的研发提供理论依据。     

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...     

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。     

花生秧蔓打捆装置设计与试验

针对目前国内花生收获工作过程中存在秧蔓浪费严重的问题,设计了一种与花生联合收获机配套使用的秧蔓打捆装置,在收获花生果实的同时,可对秧蔓进行青贮打捆处理。通过理论分析确定了秧蔓打捆装置及保证圆捆质量的秧蔓切根机构主要机构结构参数和分布型式。田间试验结果表明:添加打捆装置的花生联合收获机作业后的平均秧蔓粉碎率为99.1%,秧蔓损失率为0.4%,秧蔓切根率为98.7%,成捆质量57kg,各项性能指标均达到相关设计标准,且花生秧蔓打捆装置能与花生联合收获机的挖拔、清土、摘果、清选装置较好配合。研究可进一步丰富我国花生机械收获体系,弥补国内花生秧蔓青贮处理机械的空缺。     

整列定位夹切组合式马铃薯种薯切块装置设计与试验

针对目前马铃薯种薯切块机存在切种质量差和自动化程度低等问题,基于切种农艺与农机相融合的设计思想,设计了一种马铃薯种薯自动切块装置。通过整列定位输送机构完成种薯排列输送定位,经夹持取料机构和切刀机构组合作用下完成种薯切块过程,整机由PLC控制切块动作工序,实现了切种流程的自动化。结合典型种薯几何尺寸参数,完成马铃薯种薯切块装置的关键结构设计,对种薯切块作业过程进行理论分析,明晰影响种薯切块效果的主要因素和各因素的取值范围。以切种合格率、切种盲眼率为评价指标,以圆台辊组中心距、链条输送速度、V形刀具夹角为试验因素,进行三因素三水平响应面试验,通过Design-Expert 12.0.3软件对试验结果进行方差分析和交互作用分析,利用软件优化模块确定试验最优参数组合。在最优参数组合条件下进行种薯切块试验验证,验证结果表明：当圆台辊组中心距为101.60 mm、链条输送速度为0.019 m/s、V形刀具夹角为49.50°时,切种合格率为97.56%,切种盲眼率为1.27%,与优化值相对误差小于5%,表明优化后最优参数组合可靠性高,可以满足种薯切块要求。