轴流脱粒、分离机理及仿真研究的发展探讨

脱粒装置是谷物收获机械的重要工作部件,它直接决定了整机的工作性能.目前,国内外谷物脱粒与分离装置的研究趋势是采用轴流脱粒装置.为此,研究了轴流脱粒与分离装置的类型;介绍了轴流脱粒分离的特点,分析了国内外脱粒与分离机理的仿真研究现状,并对轴流脱粒与分离机理的仿真研究方向做了展望.     

联合收割机纵轴流脱粒系统研究进展

目前国内外联合收割机大都采用纵轴流脱粒系统。脱粒装置的性能直接影响谷物脱粒的效果,对脱粒装置的研究有助于提高机械化收获效率,降低破碎率和损失率。为此,通过脱粒装置理论研究、参数优化、智能控制等方面综述国内外纵轴流脱粒系统的研究现状,并在加强对纵轴流脱粒装置脱分机理分析,针对不同作物脱分特性的参数优化,脱粒系统自适应技术研制三个方面阐述未来纵轴流脱粒系统的研究重点。     

谷物联合收获机脱粒滚筒功耗模型研究

以脱粒滚筒为研究对象,对脱粒滚筒的工作过程进行分析,得知脱粒滚筒脱粒阻力矩如何形成,从而得出脱粒功率表达式;分析谷物湿度变化对脱粒阻力矩的影响,得出谷物湿度与脱粒功率之间的关系,建立了脱粒滚筒的功耗模型。随着谷物湿度增加,脱粒功率先增加后减小。     

谷物脱粒滚筒的功耗模型研究

以谷物联合收获机脱粒滚筒为研究对象,对其工作过程进行分析,得出脱粒滚筒工作时所需功率主要由滚筒空转功耗和谷物与凹板之间摩擦功耗所组成,从而建立针对杆齿滚筒的脱粒功耗数学模型。在此基础上分析脱粒过程中谷物喂入量、谷物湿度、滚筒转速等参数的变化对脱粒功耗的影响程度。分析结果表明在诸多影响因素下,谷物的喂入量是影响脱粒功率的主要因素,谷物湿度对脱粒功率的影响则在一定范围内随湿度的增加而变大,之后则随着谷物湿度的增加而变小。     

轴流脱粒空间谷物运动仿真研究

运用变质量系统的基本原理,建立了轴流脱粒空间内谷物运动的非线性数学模型,编制了相应的ＭＡＴＬＡＢ仿真程序。通过计算机动态仿真,得到了更加接近实际的季节性位移图和速度图,并对其进行了深入的理论分析和验证。研究思想突破了传统的轴流脱粒理论,为脱粒机理研究开辟了新途径。     

玉米脱粒技术及装置研究进展

玉米脱粒是玉米收获过程中的重要环节,脱粒方法和脱粒装置的合理选用决定了所收获籽粒的质量。我国目前玉米脱粒的效率和质量较低,脱粒过程中对玉米籽粒的损伤较大,制约玉米籽粒直收技术的推广。本文介绍玉米机械物理特性、玉米脱粒技术、玉米损伤机理和玉米脱粒装置的研究,最后对玉米脱粒技术及装置研究存在的问题进行分析,提出高效低损脱粒的发展建议。     

差速式玉米脱粒装置结构技术剖析

为了使我国能够早日推广使用玉米差速脱粒这项新型技术,降低玉米在脱粒过程中的机械损伤,通过对国内外玉米差速脱粒机械的调研与资料检索,对国内外玉米脱粒装置的主要类型进行了结构技术剖析;主要分析了各种玉米差速脱粒机械的工作原理、结构特点、工作性能等多个方面.该研究将为进一步研究玉米差速脱粒机理、脱粒方法和设计新型低损伤玉米脱粒机提供参考.     

轴法脱粒空间谷物动力学仿真

运用变质量系统的基本原理,建立轴流脱粒空间内谷物运动的非线性力学模型.从谷物运动的动力学角度出发,对轴流脱粒过程谷物的受力状态进行计算机仿真,并对脱粒机进行理论分析.仿真结果表明脱粒装置的反力和钉齿打击力都是谷物运动角位移的复杂周期函数,每一个周期又可分为冲击脱粒和茎稿疏松两阶段,两者协调呼应交替出现,使谷物得以充分脱粒和分离.     

轴流脱粒空间谷物动力学仿真

运用变质量系统的基本原理,建立轴流脱粒空间内谷物运动的非线性力学模型。从谷物运动的动力学角度出发,对轴流脱粒过程谷物的受力状态进行了计算机仿真,并对脱粒机进行理论分析。仿真结果表明：脱粒装置的反力和钉齿打击力都是谷物运动角位移的复杂周期函数,每一个周期又可分为冲击脱粒和茎稿疏松两阶段,两者协调呼应交替出现,使谷物得以充分脱粒和分离。     

面向山区农村小型脱粒机的设计

谷物脱粒是谷物生产机械化中薄弱的瓶颈环节,解决谷物脱粒问题具有重要的实际意义。为此,针对广东省山区农村的具体情况,提出了谷物脱粒机的机械化工艺,并在Pro/E环境下运用虚拟开发技术对脱粒机进行了三维建模、运动仿真以及强度校核,为谷物脱粒样机的设计提供了依据。     

谷物脱粒运动试验系统设计 —基于数字散斑相关方法

针对目前杂粮机械化收获过程中因茎秆缠绕堵塞影响脱粒性能的问题,基于数字散斑相关方法设计了谷物脱粒运动试验系统。系统由脱粒试验装置和测试系统组成,可进行单脱粒滚筒脱粒性能试验和双脱粒滚筒脱粒性能试验及脱粒运动分析。脱粒运动试验表明:物料在两脱粒滚筒间的上部运动方向无规律、一级脱粒滚筒脱出的长茎秆过多造成了脱粒运动堵塞。试验系统可实现复杂环境下的物料全景运动分析,解决了由于物料成分复杂、像移模糊造成的图像分析困难问题。研究结果为解决杂粮脱粒堵塞问题提供了参考。     

半喂入脱粒装置脱粒元件对谷粒冲击次数的研究

脱粒元件对谷物的打击次数影响脱粒性能,分析给出了一种基于现代计算技术的计算脱粒元件对谷粒冲击次数的新方法.在不同的夹持输送连输送速度下,给出了脱粒元件对谷粒冲击次数的计算实例,通过高速摄像技术,观测得到脱粒元件对谷粒冲击次数的实际值.结果表明,计算值与实际值相符,该计算方法切实可行.在自制脱粒分离试验台上,试验研究了持输送链速度与谷粒破碎率之间关系及谷粒破碎率沿脱粒滚筒轴线的分布规律.结果表明,随脱粒元件对谷粒冲击次数增加,谷粒破碎率升高.     

异速双轴流脱粒装置的研制

全喂入联合收割机的高损失率、高含杂率和高破碎率一直是我国全喂入联合收割机发展的瓶颈.为此,从研发一种全新的异速双轴流脱粒装置着手,将前脱粒滚筒的转速设计为786r/min,后脱粒滚筒的转速设计为1001r/min;作物先喂入转速较低的前脱粒滚筒,使易脱粒的谷粒脱粒下来;然后将尚未脱净的茎秆投入后脱粒滚筒,使剩余的较不易脱粒的谷粒在较高转速和更强力的打击下脱离出来;再辅以脱粒室端盖及凹板筛、振动筛的优化设计,为联合收割机提供一种脱净率高而破壳率低的高效谷物脱粒装置.     

谷物脱粒-秸秆粉碎一体机的设计与试验研究

针对新疆南疆地区谷物秸秆利用率低、无法实现谷物脱粒和秸秆粉碎一体化作业等问题,研制了一种谷物脱粒-秸秆粉碎一体机,主要由喂入装置、脱粒装置、粉碎装置和清选装置组成.喂入装置的设计可以防止物料在储料凹腔中发生堵塞,提高了喂入效率.以滚筒转速、脱粒间隙为试验因素,以未脱净率为试验指标进行正交试验,结果表明:影响脱净率的较优...     

高含水率玉米仿生脱粒元件设计与试验

为减少玉米脱粒装置造成的籽粒破损,研发适用于高含水率玉米脱粒装置,以先玉335品种玉米为脱粒对象,进行了脱粒元件的仿形、刚柔耦合作用设计,以及凹板的栅格板仿形设计与制作。通过简易脱粒装置对仿生脱粒元件脱粒原理进行了分析与试验验证,并与现有短纹杆式脱粒元件的脱粒性能进行了对比。试验结果表明:当玉米籽粒含水率在25%~33%范围内、采用相同凹板时,两种脱粒元件造成的玉米破损率均随籽粒含水率的升高而增大,且纹杆式脱粒元件的玉米破损率明显高于仿生脱粒元件的破损率;凹板栅格板采用仿形结构的玉米脱粒破损率小于栅格板斜面为45°结构的破损率。本研究为高含水率玉米脱粒装置的设计开发提供了理论依据。     

立式轴流脱粒装置设计研究

为了适应我国丘陵山区的作业环境、缩小谷物联合收割机的整体尺寸及增强其在丘陵山区的通过性,设计了一种适用于中小型谷物联合收割机的立式轴流脱粒装置。在理论计算的基础上,对谷物在脱粒过程中的受力与运动状态加以分析,得出谷物做螺旋上升运动需要满足的力学关系及轴向运动速度公式。室内试验结果表明:当脱粒间隙为13mm、滚筒转速为900r/min、凹板栅条间隙为9mm、板齿倾角为8°时,立式轴流脱粒装置的脱粒损失率为2.16%,含杂率为23.25%。     

脱粒机械与脱粒装置

一般说来，对脱粒机的要求为：脱得干净，谷粒破碎少或不脱壳(如水稻)，并尽量减少谷粒暗伤。这对种子用谷粒尤为重要，否则影响其发芽率。而且还要求生产率高，功率适中，并可以使多利。作物通用。为此，对脱粒机械的种类、构造进行了论述，并就其核心部分脱离装置的原理和应用进行了剖析。     

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性能的影响关系。在此基础上,以滚筒转速、脱粒元件间距和脱粒间隙为试验因素,对破碎率和未脱净率进行三因素三水平二次回归正交试验,结果表明:滚筒转速、脱粒元件间距、脱粒间隙对破碎率与未脱净率均有显著影响;最优参数组合为滚筒转速425r/min、脱粒元件间距90mm、脱粒间隙45mm,对应的破碎率为5.72%、未脱净率为0.83%,达到国家相关标准要求。该研究可为黄淮海地区玉米脱粒滚筒的研发提供参考。     

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。