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。     

伸缩杆齿式荞麦脱粒装置研制与参数优化

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,研制了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3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350 r/min、脱粒间隙10 mm、喂入量1.0 kg/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。     

切纵流双滚筒脱粒分离性能试验

在切纵流双滚筒脱粒分离性能试验装置上,进行喂入量为6kg／s的水稻脱粒分离性能试验,研究其最佳脱粒分离的结构参数和运动参数。试验结果表明,切纵流双滚筒联合收割机收获水稻的最佳组合方式为：切流滚筒间隙27mm,纵轴流滚筒间隙14mm,切流滚筒线速度为25．9 5m/s,纵轴流滚筒线速度为28．23m/s,纵轴流滚筒齿杆间距为140mm。并对切流滚筒脱粒分离籽粒的轴向分布、纵轴流滚筒脱粒分离籽粒的轴向和径向分布进行了研究,为后续清选装置的研究提供了设计依据。     

4LZ-1.0小型收割机设计及脱粒分离装置优化

为了适应西南丘陵山区的作业环境,改善脱粒分离损失较大、含杂较高且容易堵塞的问题,提高水稻机械化收获水平,设计了可满足1.0喂入量的小型联合收割机。通过对比试验分析双切流脱粒分离装置脱粒清选性能,对脱粒滚筒不同钉齿布置形式、滚筒线速度进行了优选。试验结果表明:双切流小型联合收割机收获水稻的最佳组合方式为:第1滚筒采用弓齿结构、滚筒线速度为19m/s,第2滚筒采用钉齿结构、滚筒线速度为20m/s时,脱粒分离效果较好。优化后的4LZ-1.0小型收割机在水稻收割试验时,含杂率为1.28%,损失率为1.6%,破碎率为0.17%,生产率为0.12hm2/h,满足设计要求。     

基于Hege16的水稻脱粒及其损伤影响因素试验研究

用破碎率、内部损伤率、平均内部损伤度来定量评价稻谷的损伤程度,并在实验室用Hege 16脱粒机进行水稻脱粒试验,分析了脱粒元件线速度、凹版间隙、喂入量等因素对水稻籽粒脱粒损伤以及装置性能指标的影响。进行了单因素试验与正交试验,正交试验结果表明:凹版间隙对于损失率、破碎率、内部损伤率影响较显著,脱粒线速度对平均内部损伤度影响较显著,喂入量影响不显著;得到脱粒试验的最优参数组合为凹版间隙13 mm,脱粒元件线速度18 m/s,喂入量1. 6 g/s。     

5TYS280玉米脱粒清选试验台的设计研究

我国夏播玉米主要集中在黄淮海地区,其生长期短、收获时籽粒含水率高,直接脱粒收获易造成籽粒破碎,脱净率与籽粒破碎率和含杂率之间的矛盾,作业质量较难保证。目前,针对高含水率玉米脱粒清选装置的系统理论与试验研究均较少,因此设计开发了一种玉米脱粒清选试验台。其主要由机架、脱粒分离装置、清选装置、输送装置、电机控制及转速数据采集系统等部件组成。以籽粒破碎率和含杂率为评价指标,通过调整滚筒转速、滚筒倾角、凹板间隙、筛网倾角、曲轴转速及风机转速等关键因素水平,进行单因素多水平试验及多因素多水平正交试验,确定高含水率玉米脱粒清选装置的最佳参数组合,为玉米籽粒收获机脱粒清选部件设计、改进及参数选择提供依据。     

纵轴流玉米脱粒分离装置喂入量与滚筒转速试验

在玉米籽粒直收过程中,脱粒滚筒转速与联合收获机的额定喂入量相匹配才能发挥出最佳的作业效果。为了获得不同喂入量时玉米联合收获机最优的滚筒转速范围,设计了一种零部件可更换、结构参数和工作参数均可调的纵轴流玉米脱粒分离装置,并在自主研制的试验台上以脱粒滚筒转速、喂入量为影响因素,以籽粒破碎率、未脱净率为性能指标进行玉米脱粒试验。通过台架试验、回归分析和单变量求解,最终确定了不同喂入量的最优滚筒转速范围:喂入量为8 kg/s时,最优的滚筒转速为254~486 r/min;喂入量为10 kg/s时,最优的滚筒转速为278~466 r/min;喂入量为12 kg/s时,最优的滚筒转速为313~445 r/min。在以上条件下籽粒破碎率均小于5%,未脱净率小于2%,达到了国家和相关标准的要求。     

油菜分段收获脱粒清选试验

对我国南方油菜分段收获割晒后的脱粒清选特性和脱粒清选参数进行了研究。通过在试验台上脱粒和清选正交试验,得出了分段收获捡拾脱粒机脱粒、清选部件形式和两组合理的工作参数。试验结果表明：脱粒分离夹带损失最小的优选参数组合为喂入量1.6kg/s、滚筒转速750r/min、脱粒间隙15mm、滚筒形式钉齿6排;影响脱粒分离夹带损失率的主次因素为滚筒形式、喂入量、脱粒间隙和滚筒转速。综合考虑清选损失率和含杂率最〖JP3〗小的优选参数组合为开度10mm鱼鳞筛、振动筛曲柄转速260r/min、离心风机转速860r/min、离心风机倾角15°;由模糊综合评价值的极差分析可得因素的主次排序为离心风机倾角、振动筛曲柄转速、筛片结构形式和离心风机转速。     

半喂入联合收割机活动栅格凹板装置设计与试验

针对半喂入联合收割机收割高产水稻时容易发生脱粒滚筒堵塞影响作业效率等问题,设计可沿脱粒滚筒圆弧方向循环运转的活动栅格凹板脱粒分离装置,并对脱粒滚筒、活动栅格凹板和夹持喂入链三个工作部件的结构参数和工作参数进行分析,建立活动栅格凹板脱粒装置基本运动数学模型。在自行研制的活动栅格凹板脱分装置试验台上进行L9(34)正交试验,结果表明:动态的栅格凹板可有效防止脱粒滚筒堵塞;活动的栅格凹板对脱出的籽粒能起到一定的均布作用;最佳因素水平组合为脱粒滚筒转速550r/min,活动栅格凹板线速度1.0m/s,夹持喂入链速度1.0m/s,对应的损失率、含杂率和破碎率分别为2.29%、0.65%和0.34%。经法定机构检测,各项性能指标符合国家标准规定。本研究可为高产水稻半喂入联合收割机活动栅格凹板脱粒分离装置设计提供理论依据。     

纵轴流柔性锤爪式玉米脱粒装置设计与试验

针对两熟区玉米籽粒直收过程中籽粒破碎严重、未脱净率高的问题,设计了一种纵轴流柔性锤爪式玉米脱粒装置。该脱粒装置采用纵轴流脱粒滚筒,脱粒滚筒上安装脱粒锤爪,脱粒前段和脱粒后段可更换不同型式的脱粒锤爪,脱粒锤爪与脱粒滚筒柔性连接,以降低籽粒破碎率,实现玉米的柔性低损伤脱粒。脱粒凹板采用分段组合式,便于脱粒段、排杂段的调整,凹板圆柱钢上设计半球形凸起,以增加搓擦力,提高脱净率。选取喂入量、滚筒转速、脱粒锤爪型式作为试验因素进行了正交试验,确定了在不同含水率下,喂入量、滚筒转速和脱粒锤爪的最佳参数组合,结果表明：含水率为25.12%时,最佳参数组合为滚筒转速500r/min,喂入量8kg/s,起脱段为扁头脱粒锤爪,平脱段和强脱段为圆头脱粒锤爪,此时籽粒破碎率为3.73%,未脱净率为0.69%;含水率为32.83%时,最佳参数组合为滚筒转速450r/min,喂入量8kg/s,起脱段、平脱段和强脱段均为圆头脱粒锤爪,此时籽粒破碎率为4.36%,未脱净率为0.70%。     

半喂入联合收割机双速回转脱分装置设计与性能试验

为解决传统半喂入联合收割机收获超级杂交稻时,存在脱不净、夹带损失与籽粒破碎损失之间矛盾,设计了半喂入联合收割机双速回转脱粒分离装置,该装置主要由同轴双速脱粒滚筒和回转式凹板筛构成,阐述双速回转脱分装置结构及工作原理。以低/高速滚筒转速、回转凹板筛线速度、夹持链速度为试验因素,籽粒损失率、破碎率和含杂率为性能指标,进行三因素二次回归正交旋转组合设计试验,运用Design-Expert 6.0.10软件对试验结果进行分析,建立该脱分装置性能指标数学模型,优化确定最佳工作参数组合,并进行双速回转脱分装置与传统单速脱分装置对比试验。结果表明,双速回转脱分装置低/高速滚筒转速为505/680 r/min、回转凹板筛线速度为1.00 m/s和夹持链速度为1.26 m/s时,籽粒损失率、破碎率和含杂率分别为1.94%、0.21%和0.56%,性能指标优于传统单速脱分装置。本研究可为半喂入联合收割机新型脱分装置的设计提供理论依据。     

基于Matlab/Simulink动力学分析的荞麦脱粒装置设计与试验

针对荞麦脱粒损失率和破碎率高的问题,采用伸缩杆齿与纹杆混合式荞麦脱粒装置和弹性可调节凹板组合的方式,设计了一种荞麦脱粒装置,分析了关键部件结构与参数设计。运用Matlab/Simulink软件建立脱粒装置关键部件动力学分析,结果表明,在机构无负载工作时,脱粒装置运行平稳,滚筒阻力最大消耗功率为0.53 kW,维持滚筒匀速旋转扭矩所消耗功率为3.11 kW,总体上动力消耗较小。利用Design-expert软件,以滚筒转速、脱粒间隙为试验因素,损失率与破碎率为评价指标进行2因素5水平二次回归正交旋转组合试验,并对试验结果进行参数优化,试验表明,在荞麦籽粒含水率为17.5%～23.2%,秸秆含水率为70.0%～74.9%条件下,最佳试验组合为喂入量每组2 kg、滚筒转速457.161r/min、脱粒间隙为12.681 5 mm,其损失率为0.337%、破碎率为0.236%,试验结果符合设计要求。     

切流式油葵脱粒筛分机设计与试验

针对油葵脱粒生产中存在的油葵籽粒含杂率、损失率高等问题,设计了一种切流式油葵脱粒筛分机。利用RecurDyn软件建立了振动筛动力学模型,以筛面质心点为对象分析了筛面运动规律。结果表明,该振动筛的运动有利于油葵籽粒向前输送和分散,可有效避免堆积堵塞现象。通过单因素试验确定了滚筒转速、喂入量、预设脱粒间隙的取值范围;以滚筒转速、喂入量、预设脱粒间隙为试验因素,油葵籽粒含杂率、损失率为评价指标,设计Box-Behnken试验,运用Design-Expert 10.0.7软件对Box-Behnken试验结果进行方差分析,建立了评价指标与试验因素的回归模型。以降低油葵籽粒含杂率、损失率为目标,对滚筒转速、喂入量、预设脱粒间隙进行多目标寻优求解,获得了较优工作参数组合：滚筒转速264 r/min、喂入量1.9 kg/s、预设脱粒间隙36 mm。脱粒试验结果表明,油葵籽粒含杂率、损失率分别为1.94%、2.64%,满足脱粒要求。     

草谷比对多滚筒脱粒分离装置性能影响的试验研究

为研究不同草谷比的水稻对多滚筒联合收获机脱粒分离装置的功耗、脱粒损失率及杂余含量的影响,在多滚筒脱粒分离装置试验台上采用切轴流滚筒与双横轴流滚筒组合式3滚筒脱粒分离装置（简称切轴轴3滚筒脱粒分离装置）,在相同结构参数和工作参数下对喂入不同草谷比的水稻（即不同茎秆长度的水稻）进行脱粒分离性能对比试验。试验结果表明：喂入茎秆长度越短的水稻（即草谷比越小）。脱粒滚筒功耗和脱出物杂余含量越低,但脱粒损失率越高,在保证脱粒损失率≤0．6％并尽可能降低多滚筒脱粒分离装置功耗和杂余含量的情况下选取最佳喂入水稻长度为675mm,当喂入量为4．5kg／s且喂入水稻长度为675mm时．切轴轴3滚筒脱粒分离装置的总功耗为22．47kW,脱粒损失率为0．587％,脱出物杂余含量为6．92％。     

钉齿式切流脱粒分离装置的性能试验

以一种钉齿脱粒元件为试验对象,以喂入量、滚筒转速和脱粒间隙为因素,以籽粒脱净率为评价指标进行正交试验。试验结果表明:对籽粒脱净率的影响程度为喂入量滚筒转速脱粒间隙;最佳工作参数为喂入量5.5 kg/s,滚筒转速950 r/min,脱粒间隙20 mm(入口)和15 mm(出口)。     

油菜联合收获脱粒损失试验研究

目前,油菜联合收获机损失率高,严重影响机械化推广,而脱粒损失占很大的比重。针对由于脱粒装置各项参数没有良好的配合使脱粒损失偏高的问题,在研发的移动式脱粒清选试验台上,以喂入量、脱粒间隙、滚筒转速和脱粒元件形式4个因子为影响因素,以脱粒损失率为评价指标进行了正交试验。采用Design-Expert数据处理软件对脱粒滚筒的脱粒损失进行数据分析,得到脱粒间隙和喂入量对油菜脱粒滚筒的脱粒损失有显著影响,最优参数组合形式如下:脱粒间隙9mm,喂入量3.2kg/s,脱粒元件型式为半钉齿半纹杆,滚筒转速1 010r/min。     

水稻谷粒脱粒损伤的影响因素分析

用破碎率、损伤指数增量来定量评价稻谷的脱粒损伤程度,在自行研制的物料输送、脱粒分离试验台上,对钉齿轴流脱粒滚筒进行了水稻脱粒试验。分析了脱粒间隙、脱粒元件线速度、钉齿排列间距、喂入量等因素对稻谷脱粒损伤和脱粒装置性能指标的影响。正交试验结果分析表明,对稻谷损伤影响较大的因素顺序为：脱粒元件线速度、脱粒间隙和钉齿间距,并给出了较优的参数组合：脱粒间隙12mm、脱粒元件线速度28m／s、钉齿排列间距80mm。     

短纹杆—板齿式轴流脱粒分离装置性能试

针对目前水稻联合收获机脱粒分离装置的功耗高、脱出物含杂率高及分布不均匀等问题,研制了一种短纹杆-板齿脱粒滚筒并对其进行了水稻脱粒分离试验.建立了脱粒功耗、脱粒损失、脱出物含杂率与脱粒间隙、滚筒线速度、喂入量之间的数学模型,利用Matlab进行多目标优化,得到了短纹杆-板齿脱粒分离系统的最佳工作参数.试验结果表明,短纹杆-板齿脱粒滚筒在脱粒水稻时功耗较低,脱出混合物含杂率低,分布较均匀,能有效地减小清选负荷.     

纵轴流联合收割机切流脱粒分离装置的研究

为分析纵轴流联合收割机切流脱粒分离装置的脱粒分离性能,在自行研制的纵轴流脱粒分离清选试验台上,对刀形齿切流脱粒分离装置进行台架试验,采用正交试验分析结构和运动参数对籽粒脱粒性能的影响。试验结果表明,在喂入量5.5 kg/s、滚筒转速900 r/min、脱粒间隙20 mm(入口)、15 mm(出口)的条件下,脱净率为85.01%。     

燕麦脱粒组合式轴流滚筒设计与试验

针对我国燕麦机械化收获时杂余含量高和未脱净严重的问题,在分析了现有谷物收获机脱粒装置结构的基础上,提出了一种适用于裸粒型燕麦的脱粒方案,设计了一种燕麦脱粒组合式轴流滚筒,并在实验室搭建了燕麦脱粒试验台。选取影响装置脱粒性能的3个关键因素(主滚筒转速、脱粒间隙、喂入量)为研究对象,在预试验的基础上对3个关键因素的参数组合进行了优化。结果表明:在喂入量为1.46kg/s,主滚筒转速、脱粒间隙分别为1059r/min、12mm时,含杂率和未脱净率均最低,分别为19.39%,0.72%。经试验验证,在允许误差为2%时,其试验结果可信。