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%。     

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。     

4LZS-1.8型联合收割机脱分选系统性能正交

为解决传统横轴流联合收割机在水稻脱分选作业时存在的问题,4LZS-1.8型联合收割机采用差速脱粒滚筒和圆锥形清选风机等新型工作部件,以提升脱分选性能,其结构参数和工作参数有待通过试验来明确.由于田间试验的重复性差,以4LZS-1.8型联合收割机脱分选装置实际结构和尺寸为基础,自行研制了工作性能试验台.利用正交试验方法考察脱粒滚筒转速组合、脱粒滚筒长度比例组合、圆锥形风机叶片锥度等工作参数和结构参数对损失率、破碎率、含杂率、脱粒功耗等性能指标的影响程度.试验结果表明:在喂入量为2 kg/s时,影响4LZS-1.8型联合收割机脱分选工作性能的因素主次顺序为差速滚筒转速组合(B)、圆锥形风机叶片锥度(C)、差速滚筒高低速段长度比(A);最优方案为B=750/950 r/min、C=5°、A=2∶8(28型),对应性能指标为损失率1.28％、破碎率0.32％、含杂率0.48％,对应差速脱粒滚筒总功耗为16.66 kW,其中低速滚筒功耗占总功耗的74.73％,高速滚筒功耗占总功耗的25.27％.     

4LZS-1.8型联合收割机脱分选系统性能正交试验

为解决传统横轴流联合收割机在水稻脱分选作业时存在的问题,4LZS-1.8型联合收割机采用差速脱粒滚筒和圆锥形清选风机等新型工作部件,以提升脱分选性能,其结构参数和工作参数有待通过试验来明确。由于田间试验的重复性差,以4LZS-1.8型联合收割机脱分选装置实际结构和尺寸为基础,自行研制了工作性能试验台。利用正交试验方法考察脱粒滚筒转速组合、脱粒滚筒长度比例组合、圆锥形风机叶片锥度等工作参数和结构参数对损失率、破碎率、含杂率、脱粒功耗等性能指标的影响程度。试验结果表明:在喂入量为2 kg/s时,影响4LZS-1.8型联合收割机脱分选工作性能的因素主次顺序为差速滚筒转速组合(B)、圆锥形风机叶片锥度(C)、差速滚筒高低速段长度比(A);最优方案为B=750/950 r/min、C=5°、A=2∶8(28型),对应性能指标为损失率1.28%、破碎率0.32%、含杂率0.48%,对应差速脱粒滚筒总功耗为16.66 k W,其中低速滚筒功耗占总功耗的74.73%,高速滚筒功耗占总功耗的25.27%。     

小型立式轴流脱粒装置的试验

利用3层输送带模拟收割机在田间的行走,以未脱净率为试验指标进行滚筒转速单因素试验,初步确定脱粒滚筒转速。在此基础上,以断穗籽粒率、含杂率、夹带损失率等为试验指标,进行滚筒转速、脱粒间隙、板齿倾角3个因素的正交试验和回归试验,优化确定立式轴流脱粒装置的最优参数组合;然后在最优参数组合下,做滚筒长度试验确定籽粒沿滚筒的分布规律及滚筒的最佳长度。结果表明,当滚筒转速为875 r/min、凹板脱粒间隙为1.25 cm、板齿倾角为8°、滚筒长度为90 cm时,脱粒总损失率为1.43%,断穗籽粒率为1.06%,含杂率为31.87%。     

小区小麦育种联合收获机试验研究

根据小麦育种试验种子收获方法和农业技术要求,通过理论分析和田间试验,研制出小区小麦育种联合收获机。该机可一次完成切割、脱粒、分离、清选、集粮等全部作业。以喂入量、滚筒转速、吸杂风机转速为因素,以脱粒总损失率、脱粒破碎率、分离含杂率为评价指标进行作业性能试验。结合正交试验,应用综合平衡法得出了该机作业时各参数的最优方案为：喂入量0.3 kg·s-1,滚筒转速1 350 r·min-1,吸杂风机转速1 000 r·min-1。以该最优组合作业参数进行田间试验,结果表明,该机平均脱粒总损失率为0.43%,平均分离含杂率为15.03%,平均脱粒破碎率为0.48%,装置罩壳残留率为0,符合小区小麦育种收获要求。     

基于正交试验组合式螺旋板齿脱粒装置参数优化

为寻求组合式螺旋板尺脱离装置工作时最优参数组合,以脱净率、含杂率、破损率作为指标,利用4因素3水平的正交试验分析方法对螺旋板齿式脱粒装置的螺旋角度、滚筒转速、喂入量、排芯口压力工作参数及参数交互作用进行多因素分析。结果表明,对脱净率、含杂率、破损率影响的因素大小分别为螺旋角度、滚筒转速、喂入量、排芯口压力,最佳工作参数为喂入量3.1 kg/s、脱粒轴转速245 r/min、螺旋角9°、排芯口压力50 N。     

低喂入量玉米柔性脱粒装置的设计与试验

为解决含水率在30％以上的玉米在籽粒直收时破碎率和未脱净率高的问题,设计一种低喂入量玉米柔性脱粒装置试验台,选取导流角、滚筒转速和脱粒间隙为试验因素,以破碎率和未脱净率为试验指标,对玉米进行了单因素试验和响应雨试验并使用Design·Expert软件分析获得脱粒最佳参数.单因素试验结果表明:所选试验因素对试验结果有显著影响,对于柔性滚筒,当导流角增大,玉米籽粒破碎率先减小后增大,未脱净率随导流角增大而减小;滚筒转速增大玉米籽粒破碎率先减小后增大,未脱净率随转速增大而减小;脱粒间隙增大,玉米籽粒破碎率和未脱净率均为先减小后增大.响应面试验鲒果表明,当导流角为68°、滚筒转速223 r·min-1、脱粒间隙为33 mm时,最优脱粒效果为破碎率2.49％,未脱净率为0.171％.     

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。     

大豆收获机纵轴流柔性脱粒装置脱出物分布规律

为探究纵轴流柔性脱粒装置工作参数对脱出物分布的影响以及脱出物分布规律,在自行研制的纵轴流脱粒分离清选试验台上,以滚筒转速、脱粒间隙、喂入量和导流板角度为试验因素,对纵轴流柔性脱粒装置脱出物在轴向和径向的分布变化进行单因素试验,结果表明:1)随着工作参数的变化,轴向和径向脱出物分布趋势变化不明显;2)纵轴流柔性脱粒装置的轴向脱出物、籽粒分布规律符合指数函数分布,豆荚、轻质杂余分布规律符合三次函数分布;3)径向脱出物、籽粒、豆荚、轻质杂余的分布规律符合系数不同的多项式形式。     

大豆收获机纵轴流柔性脱粒装置脱出物分布规律陈艳普1康艳1王廷恩1宁新杰1金诚谦1,2*印祥

为探究纵轴流柔性脱粒装置工作参数对脱出物分布的影响以及脱出物分布规律,在自行研制的纵轴流脱粒分离清选试验台上,以滚筒转速、脱粒间隙、喂入量和导流板角度为试验因素,对纵轴流柔性脱粒装置脱出物在轴向和径向的分布变化进行单因素试验,结果表明:1)随着工作参数的变化,轴向和径向脱出物分布趋势变化不明显;2)纵轴流柔性脱粒装置的轴向脱出物、籽粒分布规律符合指数函数分布,豆荚、轻质杂余分布规律符合三次函数分布;3)径向脱出物、籽粒、豆荚、轻质杂余的分布规律符合系数不同的多项式形式。     

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。     

两级分段式黑水虻虫沙滚筒筛分装置设计与试验

针对黑水虻虫沙分选过程中黑水虻幼虫含杂率高、损失率高等问题,结合黑水虻虫沙的机械物理特性设计了一种黑水虻虫沙分离装置,该装置主要由两级滚筒筛、链轮、电机等组成.以滚筒转速、滚筒倾角、喂入量为试验因素,以含杂率和损失率为评价指标,设计三因素三水平正交试验,分析各因素对含水率为30.2％的黑水虻虫沙筛分性能的影响.结果 表...     

油葵脱粒清选装置的设计与试验研究

为提高油葵脱粒装置的脱净率,降低清选装置的含杂率,设计了一种横轴流油葵脱粒清选装置并开展了试验研究。使用正交试验法对未脱净损失率和含杂率开展了优化,确定了脱粒清选装置工作参数的较优组合。试验表明,影响未脱净率的较优组合为滚筒转速450r/min、脱粒间隙20mm,脱净率可达98.86%;影响含杂率的较优组合为曲柄转速160r/min、风机倾角18°、风机转速1 000r/min,清洁率可达93.75%。     

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。     

油菜分段收获脱粒分离功率消耗试验研究

研究油菜分段收获条件下脱粒分离功率消耗与喂入量、脱粒滚筒圆周线速度、脱粒间隙和脱粒滚筒结构形式之间的关系.对脱粒分离装置实际功耗峰值和实际功耗均值进行了4因素3水平正交试验,结果表明:喂入量1.4 kg/s,滚筒转速650 r/min,脱粒间隙20 mm和钉齿6排脱粒滚筒消耗的功率最小,其中喂入量和脱粒滚筒转速为影响脱粒分离功率消耗的主要影响因素;方差分析表明喂入量、脱粒滚筒转速、脱粒间隙和脱粒滚筒形式对实际功耗峰值和实际脱分段功耗均值影响均不显著.     

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...     

基于刚柔耦合的水稻脱粒滚筒仿真分析与试验

为降低4LZ–4.0型联合收割机机收作业中籽粒破碎率,提高清洁度,依托纵轴流差速分段式脱粒滚筒,设计了杆齿、弓齿和刀齿3种形状的脱粒元件,通过改变脱粒元件表面与籽粒碰撞时的接触状态,刚柔耦合成6种类型脱粒滚筒;基于冲量–动量定理对籽粒碰撞过程进行分析,通过仿真试验得到刚性杆齿和刚柔耦合杆齿与水稻籽粒谷物接触时籽粒所受法向力均值分别为28.4 N和22.3 N,籽粒所受切向力均值分别为14.43 N和8.74 N。以前滚筒齿形、前滚筒转速和前后滚筒转速差为影响因素,以水稻籽粒破碎率和未脱净率为评价指标进行3因素3水平正交试验。结果表明：前后滚筒转速差对破碎率的影响最大,前滚筒齿形对未脱净率的影响最大;试验得到的最优组合为前滚筒齿形为弓齿、前滚筒转速为600 r/min、前后滚筒转速差为100 r/min;与刚性脱粒元件相比,带有聚氨酯橡胶套的刚柔耦合脱粒元件可有效降低水稻籽粒破碎率,平均可降低18.5%。     

完熟期油菜的脱粒特性与分析

利用端面喂入式轴流脱粒滚筒对完熟期油菜进行脱粒试验,分析筛下脱出籽粒、果荚壳、颖杂、茎秆等成分的质量和茎秆长度沿脱粒滚筒轴线的分布特征,并以滚筒转速为因素进行单因素试验,分析滚筒转速对脱出物质量的影响规律.结果表明,各筛下脱出物沿滚筒轴线呈现出小尺寸脱出物前多后少、大尺寸脱出物前少后多的分布规律,当转速为750 r/min时,油菜籽粒的脱出质量最大.     

基于BP神经网络及遗传算法的组合式板齿脱粒装置参数优化

以喂入量、脱粒轴转速、板齿螺旋角和排芯口压板压力为自变量,脱净率、籽粒含杂率、籽粒破碎率为响应值,建立脱粒装置的神经网络数学模型。用Matlab优化工具箱对该模型进行优化,求得脱粒装置各因素之间的最佳组合,并用遗传算法对优化结果进行验证。结果表明:应用Matlab优化工具箱对该模型进行优化后,籽粒含杂率提高了0.97%~1.70%,所求得的脱粒装置各因素之间最佳组合与试验优化结果拟合度高,能够准确地预测组合式螺旋板齿种子脱粒机的工作参数与作业性能。