单纵轴流脱粒滚筒的设计与性能试验

针对4LZ–3.0型联合收割机在水稻喂入量和草谷比较大时脱粒滚筒易堵塞的问题,设计了一种单纵轴流脱粒滚筒。该滚筒主要由喂入螺旋装置、辐条、辐盘、脱粒杆齿、排草板组成。脱粒时水稻由搅龙经输送槽输送至喂入螺旋装置处,经螺旋装置叶片轴向输送至脱粒杆齿滚筒进行脱粒。为探讨螺旋装置喂入适应性能,通过单头、双头和三头螺旋装置的选型试验,选定了三头喂入螺旋的脱粒滚筒,以滚筒转速、导向板倒角、脱粒间隙为因素,籽粒破碎率和未脱净损失率为性能评价指标,运用回归分析方法建立了该脱粒系统的数学模型,优化确定了其最佳工作参数组合。试验结果表明:当滚筒转速为800 r/min、导向板导角为23.7°、脱粒间隙为20 mm时,籽粒破碎率为0.113%,未脱净损失率为0.071%。     

再生稻收割机刚柔耦合杆齿脱粒装置的设计与试验

目的 针对再生稻头季收获时籽粒和秸秆含水率较高,籽粒与稻穗的黏结力较大,采用传统刚性杆齿脱粒装置的收割机收获时会导致大量籽粒破碎的问题,在轴流式脱粒滚筒的基础上设计了一种刚柔耦合杆齿的脱粒滚筒。方法 采用EDEM仿真软件对脱粒过程进行仿真模拟,通过后处理获得3种不同杆齿(刚性、柔性、刚柔耦合)对籽粒的平均法向打击力和切向揉搓力;以夹带损失率、破碎率和未脱净率为评价指标,分别以不同滚筒转速下的单因素和以滚筒转速、水稻籽粒含水率、杆齿种类为因素的三因素三水平进行不同杆齿的正交台架验证试验。结果 EDEM仿真结果表明,在滚筒转速分别为650、750和850 r/min时,3种杆齿对籽粒的平均法向打击力和切向揉搓力均表现为刚性杆齿最大、柔性杆齿最小。单因素试验结果表明,刚性杆齿脱粒装置的籽粒破碎率明显高于柔性杆齿脱粒装置和刚柔耦合脱粒装置,在滚筒转速为900 r/min时,柔性杆齿、刚性杆齿和刚柔耦合杆齿的破碎率均很高,分别为1.632%、1.925%和2.564%;柔性杆齿脱粒装置的未脱净率和夹带损失率明显高于刚性杆齿脱粒装置和刚柔耦合脱粒装置,在滚筒转速为900 r/min时,柔性杆齿、刚性杆齿和刚柔耦合杆齿的未脱净率均很低,分别为0.286%、0.071%和0.240%,在滚筒转速为850 r/min时,柔性杆齿、刚性杆齿和刚柔耦合杆齿的夹带损失率均很低,分别为1.595%、0.729%和1.341%。正交试验结果表明,影响籽粒夹带损失率和破碎率的因素顺序依次为杆齿种类 > 滚筒转速 > 籽粒含水率,影响未脱净率因素的顺序依次为杆齿种类 > 籽粒含水率 > 滚筒转速。结论 相同条件下,刚柔耦合脱粒装置能够在保证籽粒脱净率的前提下,降低籽粒破碎率。研究结果可为再生稻收割机脱粒装置的设计与田间应用提供参考。     

两种脱粒滚筒的玉米籽粒损伤试验研究

脱粒是玉米种子加工的关键环节，也是影响种子质量的一个重要因素。尽量减少脱粒过程中的机械损伤是研制玉米种子脱粒机的关键指标。通过两种脱粒滚筒的脱粒对比试验表明：改变脱粒部件的机械作用力能有效地降低籽粒损伤，为改进脱粒方法及新型玉米种子脱粒机的研制提供参考。     

偏心滚筒梳脱水稻装置的试验参数优化

本文简要介绍了偏心滚筒式梳脱试验台的结构及用它进行梳脱水稻的试验,得出了反映该试验台性能指标与工作参数之间内在规律性的一组以试验结果为依据的回归方程,并在此基础上,优化出一组最佳参数值。     

玉米脱粒过程台架试验与离散元仿真分析

采用离散元法从微观角度剖析玉米子粒在脱粒过程中运动状态,建立切流-横轴流玉米脱粒装置离散元分析模型,利用EDEM软件仿真柱齿-板齿横轴流滚筒对玉米子粒在脱粒装置中轴向质量分布的影响,并将台架试验结果与仿真试验结果进行t检验分析。结果表明,两者相关系数为0. 491,修正后相关系数为0. 865,两者在轴向质量分布变化趋势一致,且没有显著差异,验证了离散元仿真玉米脱粒过程的可靠性和有效性。分析了单个玉米子粒物料在脱粒滚筒运动过程中在X、Y、Z 3个方向距离和受力变化。分析结果表明,子粒在X方向的最大瞬时速度为9. 964 m·s~(-1)和-11. 947 m·s~(-1),在Y方向的最大瞬时速度为13. 051 m·s~(-1)和-6. 104m·s~(-1),在X正向上最大受力为18. 7 N,在Y负向上最大受力为92. 5 N,Z轴在正、负方向上都有受力,最大正向受力为22. 0 N,说明柱齿-板齿滚筒在脱粒过程中可以在X、Y正负向都提供打击力,并在Z向推动玉米子粒前进,由于挡板作用,子粒在B区运动受到阻碍,有利于玉米完全脱粒及快速排出避免破碎。     

鼓形与圆柱形杆齿式纵轴流脱粒滚筒功耗对比试验

为降低功耗,同时减少脱粒滚筒堵塞,提高水稻联合收获机收获效率,设计了一种鼓形杆齿式纵轴流脱粒滚筒,并对其功耗进行了仿真与试验研究.以具有相同外部尺寸的圆柱形杆齿式纵轴流脱粒滚筒为对照,以脱粒滚筒旋转轴总力矩为试验指标,进行了基于离散元法的对比试验,结果显示:相同喂入量下,2种结构的脱粒滚筒旋转轴总力矩存在明显差异,鼓形...     

脱粒滚筒与纹杆间螺栓联接的设计计算

指出了标准规定的螺栓联接扭紧力矩值不尽合理的问题，并从联合收割机上脱粒滚筒与纹杆间螺栓联接的受力分析和失效分析出发，提出了正确的设计计算方法。指出螺栓联接的扭紧力矩值不仅与螺栓的公称直径及性能等级有关，还与能否保证联接可靠工作有关。脱粒滚筒与纹杆间螺栓联接的扭紧力矩值应按保证工作时滚筒与纹杆间不发生滑移来确定。     

基于Ansys Workbench的脱粒滚筒模态分析及轴的拓扑优化

【目的】针对联合收割机脱粒滚筒正常负载下的振动问题,减少共振的发生.【方法】利用三维软件Solidworks对久保田688Q全喂入联合收割机脱粒滚筒进行三维实体建模,采有限元软件Ansys Workbench进行模态分析,并对振型不明显且质量较大的轴进行结构优化.【结果】前两阶固有频率为114.49、114.67 Hz,大于滚筒激振频率(11.3~13.4Hz)和发动机的激振频率(37.3~40.7Hz),不会发生共振;滚筒杆齿最大变形量为6.16mm,小于滚筒与凹板筛10~30mm的距离,不会发生干涉;通过拓扑优化,轴质量减少40.5%,前两阶固有频率分别提高12.8%、12.7%,优化效果明显且能有效的避开共振.【结论】为联合收割机脱粒滚筒结构的设计与优化提供了参考.     

基于薄膜传感器的横轴流脱粒滚筒实时喂入量测量系统设计

为实现水稻联合收割机脱粒滚筒实时喂入量监测,基于薄膜传感器设计了一种脱粒滚筒喂入量测量系统,其原理为通过薄膜传感器测出滚筒顶盖侧边因喂入量变化而产生的受力变化。以额定喂入量为0.8kg/s的小型横轴流脱粒滚筒为试验对象,以成熟的晚籼98和传奇丰两优1号水稻为主要试验材料,在转速分别为650、800、950、1 100r/min、喂入量为0.2～0.8kg/s的条件下开展台架试验,结果显示:薄膜传感器采集的实时信号与实时喂入量显著相关,对喂入量和传感器信号进行线性关系拟合,拟合效果较好。试验结果表明,设计的测量系统可以通过传感器信号对喂入量进行测量。     

纵轴流双滚筒小区育种脱粒分离装置设计与试验

田间试验机械化是提高作物育种工作效率的关键环节,是获得正确育种试验结果的重要措施。根据小区育种小麦收获试验要求,设计了一种由钉齿式圆柱滚筒与短纹杆—板齿锥型滚筒组成的纵轴流双滚筒小区育种脱粒分离装置,通过论述该装置总体配置方案,完成其关键部件(脱粒滚筒、分离滚筒)结构与运动参数设计计算,确定脱粒滚筒的平均直径为450 mm、分离滚筒的直径为430 mm,两者的转速分别在764-892 RPM和888-1 022RPM,计算得出分离滚筒的脱粒元件数为36个,且装置适宜的喂入量需小于2.7 kg/s。利用该装置进行了育种小麦脱粒分离试验结果表明,当喂入量由1.8 kg/s向2.6 kg/s变化,脱粒滚筒转速为760 RPM、分离滚筒转速为1 020RPM时,装置脱粒损失率为0.32%-0.36%、种子破碎率为0.51%-0.62%、籽粒含杂率为2.48%-2.92%。研究表明,纵轴流双滚筒小区育种脱粒分离装置针对物料脱粒难易程度能够实现有序脱粒作业,其脱出物料分布均匀,有较强的适应性,各项技术指标均达到国家标准要求。     

纵置单轴流滚筒脱粒与分离装置功耗性能试验研究

考察脱粒与分离因子对功耗性能的影响，通过二次回归正交旋转组合试验，对影响钉齿式轴流滚筒脱粒与分离性能的3个因素(喂入量、滚筒转速及导向板导角)以及对脱粒与分离的主效应、单效应、两因素的交互效应进行分析，并且得出各因素水平之间的最佳组合工艺。     

杂交水稻制种不同脱粒方式与播种品质的关系

研究了人工、机械、石磙３种脱粒方式对稻谷播种质量的影响,初步探明了机械化脱粒的农艺效果,质量效果和相适应的操作方法,为广泛采用机械脱粒、提高播种品质找到有效途径。     

脱粒滚筒与纹杆间螺栓联接的设计计算

指出了标准规定的螺栓联接扭紧力矩值不尽合理的问题 ,并从联合收割机上脱粒滚筒与纹杆间螺栓联接的受力分析和失效分析出发 ,提出了正确的设计计算方法。指出螺栓联接的扭紧力矩值不仅与螺栓的公称直径及性能等级有关 ,还与能否保证联接可靠工作有关。脱粒滚筒与纹杆间螺栓联接的扭紧力矩值应按保证工作时滚筒与纹杆间不发生滑移来确定。     

基于能量守恒的柔性脱粒动力学分析

为降低刚性脱粒滚筒的刚性冲击所带来的水稻籽粒破损,基于能量守恒定律,分析并设计了一种作用柔和、冲击力相对刚性滚筒小的柔性脱粒滚筒.结果表明,脱粒过程中将脱粒齿质量看作集中于齿端时,其脱粒相当质量为脱粒齿总质量的33/140,柔性脱粒能降低打击力.对脱粒齿打击过程进行有限元分析,并对解析值与数值解进行了比较,两者拟合性好,说明所设计的柔性滚筒符合降低打击力、减少谷粒破损的要求.     

刚柔耦合机械系统的建模方法

为刚柔耦合机械系统的虚拟建模与研究提供了一种可行的方法.该方法将Pro/E中的刚体模型传入到ANSYS中,并在ANSYS中建立柔性体模型,再将其导入到ADAMS中进行动态特性的研究.     

由纹杆滚筒参数试析脱粒机的工作性能

本文以纹杆式脱杠机为例,分析了脱粒滚筒的主要参数对其工作性能的影响,并指出如何才能够“优质、高效、低耗”地使脱粒机械运作。     

可调间隙脱粒分离装置的设计与试验

针对联合收割机田间收获时喂入量不稳定导致收获性能欠佳的问题,提出通过调节脱粒间隙以适应不同喂入量工况的解决斱案。为实现脱粒间隙可调节,基于4LZ–1.0型小型联合收割机,设计了一种直径可调的脱粒滚筒。滚筒由主轴、齿杄、间隙调节机构、间隙控制机构等部件组成。通过间隙控制机构驱动间隙调节机构,改变脱粒滚筒直径,实现脱粒间隙调节,间隙调节范围为10～40 mm。以喂入量、滚筒转速、脱粒间隙为影响因素,以未脱净率、夹带损失率、含杂率为评价指标进行脱粒性能试验。通过回归分析,分析了各因素对装置脱粒分离性能的影响,幵根据综合评价回归斱程分析得出了不同喂入量下的较优滚筒转速及脱粒间隙。喂入量小于0.876kg/s时,滚筒转速应匹配700 r/min的低速档,喂入量大于0.876 kg/s时,应匹配1 300 r/min的高速档。     

基于刚柔耦合虚拟样机模型的收获机振动舒适性仿真分析

采用SolidWorks、有限元分析软件与RecurDyn相结合的方式建立收获机的人-机-路面系统的刚柔耦合虚拟样机模型,以驾驶员全身振动加权加速度均方根值为评价指标,仿真模拟收获机在水稻、小麦以及油菜田行驶时的振动舒适性。结果表明,行驶速度、路面硬度、竖割刀的添加对收获机振动舒适性影响较大,路面硬度越大、收获机行驶速度越快,人体的主观不舒适性感受就越强烈;竖割刀的添加增强了人体的不舒适感。     

横轴流脱粒分离装置的数学模型的建立与试验

横轴流脱粒分离装置滚筒长度限制了其脱粒分离能力,仅被应用于中小型联合收割机。为研究横轴流脱粒分离装置脱粒滚筒转速、喂入量、脱粒间隙等因素对脱粒分离性能的影响,优化装置结构,利用概率学理论建立了横轴流脱粒分离装置的未脱净率和夹带损失率数学模型。对模型正确性验证试验表明,模型对未脱净率的预测相对误差为8.23%,对夹带损失率的预测相对误差为2.90%。仿真分析和试验表明,该模型可反映籽粒轴向分布和脱粒滚筒转速、喂入量、脱粒间隙等参数对脱粒分离性能的影响。     

夏玉米直接脱粒收获技术的试验研究

以室内试验为基础,结合三年来的生产性试验,研究了夏玉米成熟期籽粒的脱水规律和脱粒质量与籽粒含水率、脱粒参数之间的关系。结果表明直接脱粒收获的适宜条件是:玉米籽粒含水率<30%,脱粒速度13.0～14.5 m·s~(-1)(400～450 r·min~(-1))。北京地区10月上旬夏玉米籽粒含水率能够降到30%左右。因此只要措施得当,可以实现夏玉米田间直接脱粒收获。