小型油菜联合收获机双风道气流清选装置的设计与试验

针对油菜收获脱粒清选中损失率与含杂率较高的现状,设计了一种配套小型油菜联合收获机的双风道气流清选装置,主要由圆盘分选筛、斜面集料器、清选筒、离心风机等组成。利用圆盘筛旋转产生的离心力作用对油菜脱出物进行初次筛分,分选得到的籽粒与小杂余的混合物,由斜面集料器收集滑入清选筒内,离心风机的运转使清选筒内产生负压气流,形成双向风道气流,对籽粒进行二次清选。基于流体动力学基本方程进行了双风道气流清选参数设计,利用ANSYS进行清选流场数值仿真分析,在自制试验台架进行了多因素正交试验。将油菜脱出物含杂率、清选筛转速和离心风机转速作为主要因素,通过单因素试验与正交试验,用清洁率与损失率对选定因素进行分析,得到最优清选方案。理论分析、数值模拟与试验结果基本吻合。结果表明:在喂入量为0.1 kg/s时,对于含杂率为15%的油菜脱出物,清选筛转速为50～80 r/min、离心风机转速为1 700～1 900 r/min时,清洁率为95.0%～98.5%,清选性能较好;含杂率为5%、清选筛转速为60 r/min、离心风机转速为1 800 r/min时,清选性能最优,清洁率达98.2%,含杂率小于4.2%。     

清选损失率试验研究

[目的]研究损失率对清选环节的影响规律。[方法]以风机转速、风机倾角、曲柄转速为试验因素,以损失率作为评价指标,在清选试验台上进行水稻清选试验。[结果]得到回归模型。[结论]得到了影响损失率的主因素,为风筛式清选装置的设计及制造提供依据。     

气吸式花生壳仁清选装置仿真分析与试验

针对花生脱壳后花生仁与花生壳分离不彻底的问题,设计出一款负压风机-筛网组合清选装置.对影响清选效果的因素进行全面分析,排除了影响其作业效果的不可控因素,同时对重复影响清选效果的因素进行了梳理和分析,确定了影响清选的主要因素:含水率、辊筒转速、风机转速,并根据样机设计了花生脱壳试验.为分析气流在清选室内的分布特性及对仁-...     

美国花生脱壳机研究现状及发展分析

脱壳是花生利用前必经环节,脱壳机是花生产后加工的核心设备,在很大程度上决定了花生的果仁质量和脱壳效率。中国虽然花生产量位居世界第一,且花生脱壳机得到广泛应用,但花生脱壳技术远不及美国,严重制约花生产后加工业的发展。为借鉴美国花生脱壳技术及发展经验,在实地考察基础上,运用社会调查法、文献研究法和经验总结等方法,本文分析了美国花生脱壳机的发展历史、最新进展和技术衍变过程,剖析了美国现代花生脱壳机的脱壳原理、总体构成、脱壳部件结构型式和特点,总结了美国花生脱壳技术研究的基本方法和成功经验。结果显示,美国花生脱壳机研究密切结合生产需要,起步早且不断创新;多滚筒大型脱壳机既可用于榨油和食品加工的花生脱壳,也可用于种子花生脱壳,各滚筒之间独立驱动,转速200～300r/min;脱壳机构由带有刮板的脱壳打杆和钢制栅片凹板筛构成,对花生荚果进行刮搓脱壳;复式清选装置首先进行气吸除壳、然后进行筛选和二次气吸清选。美国花生脱壳机技术是机械与农艺等多方面融合研究的结果,对中国花生脱壳技术研究及进展具有重要借鉴意义。     

油菜脱出物双向切流喂入式旋风分离清选装置的设计与试验

为满足小型油菜联合收获机清选要求，创新设计了一种油菜脱出物双向切入式旋风分离清选装置。对其圆筒筛、双向输送绞龙、双向切入式旋风分离筒、吸杂风机等关键部件进行了结构设计和参数确定，试制了样机并实施了室内台架试验。选取对清选性能影响较大的喂入量、抛料板转速、吸杂风机转速为因素，籽粒清洁率与损失率为评价指标开展单因素试验，以探明喂入量、抛料板转速和吸杂风机转速的较优范围；在此基础上开展了正交试验以寻求喂入量、抛料板转速、吸杂风机转速的优化参数组合。单因素试验结果表明，在喂入量不超过0.07 kg·s^-1、抛料板转速为600～800 r·min^-1、吸杂风机转速为1 600～1 800 r·min^-1时，籽粒清洁率≥94%,清选损失率≤8%。正交试验结果表明，影响清选性能的主次因素依次为：吸杂风机转速、喂入量、抛料板转速，优化参数组合为喂入量0.06 kg·s^-1、抛料板转速700 r·min^-1、吸杂风机转速1 800 r·min^-1,对应的籽粒清洁率为97.1...     

4LZ–4.0大豆联合收割机清选装置参数优化及脱出物分布试验

为解决4LZ–4.0大豆联合收割机清选装置清选过程含杂率和损失率偏高的问题,选取鱼鳞筛角度(17.1°、27.1°、37.1°)、风机转速(969、1090、1212 r/min)和喂入量(2.0、2.5、3.0 kg/s)设计了三因素三水平响应面试验,测试清选装置损失率和含杂率,筛选最优清选参数组合。结果表明：清选参数最优组合为鱼鳞筛角度26.8°、风机转速1075 r/min、喂入量2.3 kg/s,最优组合下的损失率与含杂率分别为0.18%和2.07%,对比优化前分别降低了0.26%与0.44%;收割机清选装置效果最优时,大豆脱出物在沿清选筛纵向质量占比从29.88%减少到6.34%,沿清选筛横向质量占比分布先从27.51%减小到7.88%,再增加到18.96%,呈“前面多后面少,两边多中间少”近似“Y”状分布。     

基于鸡粪养殖的黑水虻幼虫复合滚筒筛参数研究

【目的】解决鸡粪养殖黑水虻虫沙结块分离难、黑水虻幼虫损失率高及分离设备筛分效率低的问题,探究筛分参数对黑水虻幼虫复合滚筒筛筛分效果的影响。【方法】在借助离散元软件构建滚筒筛物料颗粒筛分过程仿真模型的基础上,以外层滚筒转速、抄板高度、内层滚筒转速和滚筒倾角为试验因素,进行了4因素3水平正交试验,分析得到筛分效率和黑水虻幼虫损失率的最优筛分参数组合。【结果】当外层滚筒转速36 r·min^-1,抄板高度20 mm,内层滚筒转速-45 r·min^-1,滚筒倾角8°时,滚筒筛性能最优,筛分效率为95.32%,损失率为4.85%;在最优筛分参数组合条件下,样机试验结果与仿真试验结果相对误差分别为4.19%和0.55%,仿真试验与样机试验结果吻合度较好。【结论】解决了黑水虻幼虫分离设备现存问题,获得了滚筒筛分的最佳筛分参数,为黑水虻幼虫筛分设备相关研究提供参考。     

气吸式油茶籽壳仁清选装置仿真分析与试验

针对油茶籽机械化脱壳后籽仁与果壳分离不干净问题,设计出一种气吸式壳仁清选装置．为分析流场对壳仁混合物吸出特性的影响,优化鼓风机工作参数,以ＡＮＳＹＳ／Ｆｌｕｅｎｔ为工具,构建了清选装置内流体模型,对壳仁混合物中籽仁、碎仁及大壳、小壳的运动状态进行模拟仿真．仿真结果表明：混合物在流场中有被吸出、滞留、掉落３种状态;小壳在流场中的停留时间较为随机,运动轨迹长度随鼓风机转速增大而增大;鼓风机转速为１６００ｒ／ｍｉｎ时,小壳清选效率较高,果仁和碎仁不被吸出,部分大壳被吸出．样机试验表明：籽仁干净率随鼓风机转速升高而增大,当转速为１６００ｒ／ｍｉｎ时,清选干净率高达９８％．     

纵轴流风筛式清选装置性能横向分布规律的研究

利用自行研制的纵轴流风筛式清选装置试验台,对不同离心风机转速、不同离心风机出口倾角和不同曲柄转速影响下的筛下物和含杂率沿筛子横向分布规律进行试验研究,得到筛下物总重、籽粒重、杂余重和含杂率沿筛子横向的分布规律,对于指导生产具有重要意义。     

牵引式花生落果捡拾复收机设计与试验

针对花生机械收获落果率高且回收难等问题,设计了1款牵引式花生落果捡拾复收机。通过理论计算确定了挖掘、输送、清选等关键装置的结构参数及关键作业参数;设计了1种新型偏心传动机构,在建立其等效六杆机构运动学模型的基础上,基于Adams/Insight多目标优化方法对机构参数进行优化求解,优化后筛体后端纵向振幅降低了43.6%,筛面质心最大水平加速度降低了4.5%,有助于促进果土分离透筛和减少落果溅出。通过台架试验得到影响清选效果的作业参数的取值范围;以偏心轮转速、偏心距、上筛安装倾角为试验因素,作业捡拾率、含土率为评价指标,利用Box-Behnken试验建立了评价指标与试验因素的回归模型,得到较优工作参数组合为上筛安装倾角2.82°、偏心轮转速244.61 r/min、偏心距25.54 mm;田间试验表明,壤土环境下机具的作业捡拾率、含土率分别为93.7%、28.5%,可满足落果复收要求。     

风筛式清选装置功耗的试验研究

为了研究风筛式清选装置功耗的影响规律,以风机转速、风机倾角、曲柄转速为试验因素,以功耗作为评价指标,在清选试验台上进行水稻清选试验,得到回归模型,分析了影响功耗的主要成因,为风筛式清选装置的设计及制造提供依据。     

小型水稻联合收割机旋风分离清选装置的结构优化与试验

旋风分离清选装置具有体积小、重量轻、结构简单等优点,现已广泛应用于小型水稻联合收割机。但其清选过程中仍存在损失率高、湿物料清选效果不佳等问题,通过对旋风分离筒内部结构进一步优化与改进,并运用Fluent 15.0软件对优化前后的分离筒内部气流场进行了比较分析。以吸杂风机转速、扬谷器转速、挡板倾斜角度为试验因素,清洁率和损失率为性能评价指标,运用三元二次正交试验方法进行了台架试验,试验结果表明：当吸杂风机转速为2 452 r/min,扬谷器转速为783.8 r/min,挡板倾斜角度为41°时,装置性能最佳,此时清洁率为98.26%,损失率为0.003 5%。对照试验结果表明：脱出物含水率越高,装置优化后性能提升效果越明显,该结果可为后期旋风分离筒结构优化设计提供参考。     

小型水稻联合收割机旋风分离清选试验

针对4LZ–0.8型小型水稻联合收割机在清选过程中存在的清选损失较大以及连续作业时湿物料易堵塞问题,对其分离清选装置进行了改进设计。改进后的装置由物料输送机构、扬谷器、旋风分离清选筒以及吸杂风机组成,去除了原有刮板抛送机构,在旋风分离筒中加装了半球体分离组件,改物料径向进入分离筒为切向进入。利用自制旋风分离清选试验台,以扬谷器转速、吸杂风机转速、分离组件距入口高度为试验因素,以谷粒清洁率和清选损失率为性能评价指标,运用回归分析方法建立了清选系统的数学模型,优化确定了最佳参数组合。试验结果表明:当扬谷器转速为1 133 r/min,吸杂风机转速为2 609 r/min,分离组件距入口高度为51 mm时,谷粒清洁率达到98.93%,清选损失率为0.035%。     

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%。     

水稻脱出物旋风清选分离筒中籽粒分离效率分析

旋风分离清选适用于小型水稻联合收割机,在保证清选损失率小的前提下,降低含杂率是设计的关键。为探寻分离筒中气流和籽粒两相流动规律,选取水稻脱出物中谷粒、颖壳、瘪谷、杂穗等为研究对象,利用Fluent软件对4LZ-0.8型水稻联合收割机清选系统中的旋风分离清选装置进行三维数值仿真模拟,分析不同工况下清选模型中各组分籽粒的运动轨迹,计算其分离效率。并以低损试验条件下谷粒清洁率为主目标进行台架试验,对最优模型进行了试验验证,评价扬谷轮转速、吸杂风机转速和分离组件距入口高度三因素与装置清选性能之间的影响关系,通过建立回归模型,进行多目标优化求解,得到较优参数组合:当扬谷轮转速为1 163 r/min,吸杂风机转速为1 920 r/min,分离组件距入口高度为63.26 mm时,预测所得谷粒清洁率为99.26%,可为清选装置再设计提供参考。     

风筛式清选装置参数的试验研究

利用纵轴流风筛式清选装置,对水稻进行清选试验研究,目的是研究贯流风机转速、筛面倾角和鱼鳞筛开度对清选性能的影响。试验结果表明,在本试验条件下,最佳参数为:筛面倾角6°,鱼鳞筛开度为8mm,贯流风机转速为900r·min-1。     

双辊式花生种子分级机构设计与优化

针对花生小区播种常见花生种子分级机具分级精度低的问题,设计了1种双辊式花生种子分级机构,并对其关键部件进行了优化选型;利用EDEM软件对花生种子分级进行仿真分析,确定了螺旋转辊轴段长度、螺旋转辊转速和喂入速率是影响分级精度的主要因素;设计了三因素Box-Behnken试验,利用Design-Expert软件对试验结果进行方差分析,建立了显著参数的回归模型,获得了双辊式花生种子分级机构的最优组合参数:螺旋转辊轴段长度为171.9 mm,螺旋转辊转速为149.52 r/min,喂入速率为5.82粒/s。试验表明,在该组合参数下花生种子的分级精确率可达93.69%。研究结果可为双辊式小区花生种子分级机具的设计与改进提供理论基础。     

小型摘穗收获机部件的试验研究

对摘穗收获原理和主要参数进行了初步分析与探讨,并对样机的预分离筛性能、摘穗滚简转速对收获机性能的影响等进行了一系列室内外单因子性能试验和正交试验,对飞溅损失率、清选损失率、夹带损失率、总损失率等试验结果进行了处理和分析,得到小型摘穗收获机的最佳参数组合：摘穗滚简转速为570r／min,梳齿安装角后倾150,摘穗齿键孔直径为12mm,压禾器距地面高度为470mm．     

筛子-气流式清粮装置设计参数的研究

采用清粮装置试验台进行了水稻收割清选试验,得到了影响谷粒损失率与清洁率的主次参数和参数较佳组合;筛面上气流纵向分布与风扇出风道的配置;谷粒沿筛面的分选规律;振动参数与气流参数无明显互补提出以筛子加速度对筛面的垂直分量a_(E1)~V与平行分量a_(E1)~H作为清选性能的特征参数.     

清选装置电气控制系统设计

自行研制了纵轴流风筛式清选装置试验台,并对清选装置的电气控制系统进行了设计研究,配有扭矩仪和风速传感器等硬件设备,采用了计算机数据采集与监控系统,可实现数据的实时采集,可以对参数进行实时调节控制,控制面板简洁规范,操作简便。该设计提高了清选装置试验台的操作简便性和试验数据测量的准确性,对于指导清选装置的设计制造具有重要意义。