基于Adams的花生脱壳机转速的优化研究

从节约能源角度出发,在对花生荚果进行冲击强度测试基础上,采用仿真软件,以花生脱壳部件所具有的动能逼近冲击强度为目标,对脱壳部件转速进行优化设计,并进行试验验证。试验结果表明,当转速约为360r/min时,花生的脱净率平均值为98.82%,破损率平均值为2.65%,满足花生脱壳要求。     

往复揉搓式花生脱壳装置研制与试验

针对现有花生脱壳装置存在脱净率低、机械损伤率高、品种适应性差等问题,研制了一款往复揉搓式花生脱壳装置。以豫花22为试验对象,对脱壳工作原理进行运动学分析,并利用最佳设计尺寸优选法和运动图解分析法分析确定了当最小脱壳间隙为12mm、编织筛网正方形网孔边长为14mm、减速机转速为70r/min及摇杆与竖直方向夹角为25°时,脱壳性能较佳。采用上述最佳结构设计参数,对该装置进行综合性能试验,脱壳试验结果表明：平均脱净率为98.4%,破损率为2.7%,发芽率为98.2%,满足行业花生脱壳质量要求。圆点橡胶疲劳损伤试验表明：往复式花生脱壳装置累计作业75h后,已不利于花生继续脱壳作业,应及时进行更换。该装置的试制成功可为花生脱壳装置创新设计提供参考。     

玉米种子仿生脱粒机设计与试验

为解决玉米种子脱粒过程中籽粒损伤严重的问题,根据鸡喙优良的切入籽粒间隙无损伤离散大片籽粒的能力,以及裸手差速低损伤脱粒的特性,设计了新型玉米种子仿生脱粒机,主要包括离散辊、脱粒辊、差速辊等。并对仿生脱粒机与TY-4.5型玉米脱粒机进行对比试验,结果显示:对郑单958玉米果穗,仿生脱粒机未脱净率为0.30%,破损率为0.31%,且玉米芯完整无破损;TY-4.5型脱粒机未脱净率为0.29%,破损率为0.90%,玉米芯破损严重。对先玉335玉米果穗,仿生脱粒机未脱净率为0.05%,破损率为0.35%,玉米芯完整无破损;TY-4.5型脱粒机未脱净率为0.09%,破损率为0.95%,玉米芯破损严重。在两机未脱净率相近情况下,玉米仿生脱粒机籽粒破损率较TY-4.5型脱粒机明显偏低,玉米芯无破损,含杂少,可用于种子玉米果穗脱粒。     

带式花生红衣脱皮机的设计

针对我国现有的花生红衣脱皮机脱净率低、破损率高、整仁率低等问题,设计开发了带式花生红衣脱皮机。该机采用动、固摩擦胶带实现花生仁红衣的去除。该机可一次完成花生仁红衣脱离、红衣与籽仁分离、整仁与碎仁分离等工序。试验结果表明该机主要工作装置的脱净率为97.2%,破碎率为5.2%,具有良好的使用性能和推广价值。     

四通道全自动油茶成熟鲜果脱壳机设计与试验

针对油茶成熟鲜果在脱壳过程中存在脱净率低、茶籽破损率高等问题,设计了一种四通道全自动油茶成熟鲜果脱壳机。通过对油茶果进行四通道分级,使不同大小的油茶果进入相应的脱壳滚筒内,通过油茶果与脱壳套筒的相互撞击以及油茶果之间碰撞、挤压、搓擦的综合作用实现脱壳。选取油茶成熟鲜果为研究对象,以茶果脱净率、茶籽破损率为评价指标,以茶果喂入量、脱壳杆扭度和脱壳杆直径为试验因素,采用L9(34)正交试验、方差分析和加权综合评分法对油茶成熟鲜果脱壳机的脱壳效果进行分析。结果表明：当茶果喂入量1500kg/h、脱壳杆扭度30°、脱壳杆直径23mm时,该脱壳机脱壳效果最佳。对脱壳机进行3次最佳参数组合下的脱壳试验,取3次试验结果的平均值作为油茶成熟鲜果脱壳机最终的脱净率和茶籽破损率,计算得出该脱壳机的脱净率为98.85%、茶籽破损率为3.24%,研究表明,该四通道全自动油茶成熟鲜果脱壳机达到预期设计目标,能够较好地完成油茶果脱壳作业。     

小型全喂入双滚筒轴流联合收获机设计与试验

为分析小型全喂入双滚筒轴流联合收获机脱粒分离能力与夹带损失,进行整机总结设计并自行设计了双滚筒轴流脱粒装置,分析了结构参数选取,并与同型收获机的单滚筒轴流脱粒装置进行对比试验,测定了两装置的未脱净率与夹带损失率。结果表明：单滚筒未脱净率为0.18%,双滚筒未脱净率接近0;双滚筒夹带损失率平均值0.45%,比单滚筒夹带损失率平均值0.74%降低了39%,新开发的小型全喂入双滚筒联合收获机能有效地解决脱不净与夹带损失等问题。     

三滚式小区育种花生脱壳机设计与试验

花生育种研究中存在花生量小但品种多、荚果大小不一的情况,针对人工脱壳效率低而机械脱壳损伤多、脱净率低等问题,在对典型花生种果物理机械特性研究基础上,提出了小型3级回转、单排3滚筒并列式脱壳的方案,进行脱壳滚筒、旋转打板以及传动系统等装置和部件的结构设计;脱壳滚筒由同一轴上并排的3个子滚筒组成,可调节与凹板筛距离,增减打板个数;气力清选装置由离心式风机组成。以小区育种为目的,选取白沙品种为研究对象,通过正交试验分析,以滚筒转速、脱壳间隙和打板个数为试验因素,损伤率和脱净率为试验指标,进行优化试验。结果表明:滚筒转速为350 r/min、脱壳间隙为20 mm、打板为3个时,花生脱壳综合指标最优,脱净率为99.15%,损伤率为2.3%,满足种用花生脱壳要求。     

鲜葡萄脱粒机的设计与试验研究

依据鲜葡萄在制干作业中对脱粒环节的需求,研制了一种鲜葡萄脱粒机。作业时,机组能够完成葡萄脱粒、脱下葡萄粒的运输与收集、剩余茎秆的收集等工作。脱粒装置选取脱粒带出口并行间距、脱粒带速度、悬挂带速度3个因素为考察因素,针对未脱净率及破损率进行试验,采用正交试验法确定试验参数较优组合。样机试验表明:影响未脱净率的主次因素依次为脱粒带出口并行间距、脱粒带速度、悬挂带速度;在脱粒带出口并行间距为35mm、脱粒带速度为160m/min、悬挂带速度为8.5m/min时,无核白葡萄的脱净率达到96%以上,破碎率小于0.2%。该机具设计合理,对葡萄的损伤小、脱净率及工作效率高,试验结果满足设计要求,具有一定的推广价值。     

花生种子剥壳机的设计与试验

针对目前花生种子脱壳机脱壳剥净率低及果仁破损率高的问题,为了降低花生果仁受到的物理损伤,设计了一种带有自适应系统的用于花生种子的新型剥壳机。该种子剥壳机利用切割开口与搓擦相结合的方法进行脱壳。首先,切割系统通过自适应系统完成定位切割,然后剥壳系统由一组带有橡胶的滚筒与直板,对花生进行搓擦实现脱壳。以筛选过的白沙花生作为试验材料,对其果仁破损率及剥净率进行统计,结果为破损率0.98%,剥净率9 8.9 0%。     

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%。     

纵轴流双柔性碾搓式谷子脱粒装置设计与试验

针对谷子机械收获过程中谷码率高、破损率高、未脱净损失率高的问题,设计了一种纵轴流双柔性碾搓式谷子脱粒装置。该装置采用纵轴流脱粒滚筒,脱粒滚筒上通过安装柔性橡胶辊降低了谷子籽粒破损率,从而实现谷子柔性低损伤脱粒,橡胶圈外表面的波浪形凸起对谷子具有很好的碾搓脱粒性能。柔性凹板筛由空心圆柱旋转筛分单元两两相互交错组成,每组两排空心圆柱旋转筛分单元相互交错配合,形成适合谷子籽粒分离的U形孔,凹板筛支撑装置具有微动性,与柔性凹板筛配合形成柔性微动凹板筛,有利于谷子籽粒分离和降低谷码率。选取喂入量、滚筒转速和脱粒间隙为试验因素,以谷码率、破损率、未脱净损失率和功耗为指标,进行了三元二次回归正交旋转组合试验,确定了喂入量、滚筒转速和脱粒间隙的最佳参数组合。结果表明：当喂入量1.4kg/s、滚筒转速735r/min和凹板间隙9mm时,谷子籽粒破损率为0.35%,谷码率为1.78%,未脱净损失率为0.64%,功耗为10.6kW。     

花生复收机械分离清选装置设计与试验

针对花生在机械收获的过程中存在丢果率高、人工复收成本高等问题，且在复收时没有较好的分离清选装置，根据花生荚果的物理特性结合花生收获的农艺要求设计了一种用于复收的分离清选装置，并对其关键的部件进行了参数选择和机构设计。以前进速度、倾斜角度、滚筒转速为试验因素，以含土率、破损率、漏果率为试验指标对装置进行了三因素三水平二次正交旋转组合试验，分析其在作业状态下能达到最佳性能的工作参数，采用多目标优化方法，确定了前进速度、倾斜角度、滚筒转速与含土率、破损率及漏果率之间的相互关系。试验结果表明：在行进速度为1.48m/s、倾斜角度为20.32°、滚筒转速为275.82r/min时，装置的复收效果最好，此时的含土率为1.66%,破损率为1.30%,漏果率为2.32%。     

花生荚果及花生仁力学特性试验研究

以海花1号为研究对象,调湿处理后采用物性分析仪对其进行力学性能测试。结果表明:花生荚果及花生仁含水率随着调湿比例的增加而增加,调湿比例达到一定程度时花生荚果及花生仁达到饱和;花生荚果及花生仁的放置方式和含水率对其破裂力、破损力影响极显著,立放时花生荚果的破裂力、花生仁破损力最小,正放次之,侧放最大;随着含水率的增加,花生荚果的破裂力和花生仁的破损力先减小再增加,并且花生仁的破损力的平均值均高于花生荚果的破裂力的平均值,因此有利于果壳的分离。     

花生脱壳机脱壳装置表面改形设计与试验研究

针对目前花生脱壳机械存在的主要问题,对脱壳装置击打部件的表面进行改形设计,即采用实心铁质螺旋线形式;凹板筛的筋条间距设定为9mm,凹板筛与打板的距离设定为13mm。性能试验结果表明,实心螺旋线形式的击打部件整体优于空心铁管,转速在330r/min时,脱净率为99.88%、损伤率为0.78%。     

玉米收获机低损变径脱粒滚筒设计与试验

针对华北地区玉米收获时籽粒含水率较高、籽粒直收破碎率较高的问题,设计了一种变径脱粒滚筒。滚筒前端直径渐变增大直至与脱粒分离段等径,通过提高滚筒变径段果穗容纳能力,增强果穗之间柔性接触,有效“松散”籽粒之间及籽粒-芯轴之间作用力,使果穗更易于脱粒,从而实现籽粒与芯轴的快速分离,有效提高了脱粒速度,降低了籽粒破碎率。对果穗与脱粒元件受力进行分析,研究变径段锥度对果穗受力的影响。基于动力学仿真试验,分析了果穗与脱粒元件之间的接触力以及果穗-果穗和果穗-脱粒装置之间的接触频次,结果表明,变径滚筒提高了果穗之间的接触频次,降低了脱粒元件与果穗的直接接触,即变径滚筒中果穗之间接触揉搓作用更强。以滚筒转速、凹板间隙及籽粒含水率为试验因素进行了三因素四水平正交试验,确定最优组合为籽粒含水率26%、滚筒转速350 r/min、凹板间隙50 mm,此时籽粒破碎率为4.13%、籽粒未脱净率为0.34%。在籽粒含水率为27%时与等径滚筒进行了对比脱粒试验,按籽粒的完整性将破损籽粒分为全碎籽粒、裂纹籽粒、破皮籽粒及顶部破碎籽粒,结果表明,变径滚筒的籽粒总破碎率为4.64%,比等径滚筒的总破碎率降低19.16%,破损籽粒中全碎籽粒、裂纹籽粒及破碎籽粒所占比例均明显降低;变径滚筒未脱净率为0.42%,比等径滚筒的未脱净率降低51.72%,证明变径滚筒能够有效降低籽粒破碎率及未脱净率。     

柔性滚筒结构参数对水稻脱粒效果的影响试验

刚性脱粒冲击力较大,造成水稻籽粒破碎或破损.为了降低脱粒过程籽粒破碎或破损,设计了柔性脱粒滚筒,并对其开闭型式、脱粒齿直径、长度和迹距等结构参数进行了试验.单因素试验结果表明:脱粒齿直径、齿长对脱粒性能影响极显著,齿迹距对脱粒性能影响不显著,滚筒型式对脱粒性能影响有差异.正交试验结果表明:脱粒齿直径和齿长的交互作用对破碎率和未脱净率影响大,未脱净率低的较优组合是柔性齿直径为8mm,齿长为75mm,齿迹距为55mm的等齿迹距滚筒;破碎率小的较优组合是柔性齿直径为45mm,齿长为75mm,齿迹距为45mm的等齿迹距滚筒.     

花生半喂入联合收获二次清选机构研究

针对目前半喂入花生联合收获机其清选环节存在清选损失率高、荚果含杂率高等问题,基于花生一次清选后花生荚果破损机理,设计一种二次清选装置,主要包括输送链、栅条筛、筛架、液压缸、滑土板,并确定该装置的基本参数。通过ADAMS软件分析,建立清选过程中花生与装置碰撞模型,确定以筛子转速、筛子安装高度、筛子倾角为主要影响因素,并针对“宇花14号”花生品种进行试验研究。结果表明：筛子安装高度为29 cm、筛子转速为147 r/min、筛子安装角度为19°,对应的荚果含杂率为1.65%、清选损失率为1.37%。试验结果表明,应用该装置的两垄四行花生联合机作业效果明显提高。     

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。     

喂入辊轴流滚筒组合式大豆种子脱粒机设计与试验

针对大豆种子机械脱粒损伤率高与脱净率低等问题,提出了对辊喂入预脱、轴流滚筒抓脱的组合式脱粒方案,进行了滚筒脱粒元件、喂入装置和传动系统等装置和部件的结构设计并设计了脱粒样机。滚筒脱粒元件由螺旋排列的钉齿、弓齿、板齿组成,与凹板筛构成组合式脱粒装置;喂入装置主要由双喂入辊组成;气力清选装置主要由振动筛和风机组成。以"辽豆10"为试验对象,通过正交试验分析,以下喂入辊转速、脱粒滚筒转速和凹板间隙为试验因素,脱净率和损伤率为试验指标,进行了优化试验研究。结果表明:下喂入辊转速为222 r/min、滚筒转速为500 r/min、脱粒间隙40 mm时,大豆脱粒综合指标最优,脱净率为98.4%,大豆损伤率为1.4%。     

油用牡丹脱粒机的设计与试验

提高油用牡丹果荚脱粒效率,是牡丹籽油规模化生产的首要任务。为此,基于前期物料检测数据和测试试验,研制了一种油用牡丹果荚脱粒机,并对关键部件进行了参数设计和选型。以牡丹籽粒的脱净率和破碎率为试验指标,选取脱粒滚筒转速、喂入量、果荚含水率为试验因素,分别对3种脱粒元件进行了油用牡丹果荚脱粒试验。结果表明:在试验范围内,随着滚筒转速的增加脱净率先增大后减少,当转速为750r/min时,混合形齿的脱净率最大为81.56%、弓齿脱净率为80.23%、L形齿脱净率为78.65%,3种脱粒元件籽粒破碎率成增长趋势,变化幅度相对较小;随着喂入量增大,3种脱粒元件脱粒效果均降低,弓齿形元件脱净率降幅较大,破碎率整体较高;随着果荚含水率的降低,脱净率先增大后减小,籽粒破碎率成降低趋势。