新型斜置切纵流联合收获机脱粒分离装置

为满足我国现阶段高产水稻的高效收获要求,提出了一种喂入量为7~9kg的履带式新型斜置切纵流双滚筒联合收获机的总体配置方案,论述了斜置切纵流双滚筒脱粒分离装置中切流脱粒滚筒、切流凹板筛、锥形螺旋过渡喂入装置、斜置纵轴流滚筒和纵轴流凹板筛的结构设计,确定了各个工作部件的工作参数。田间试验表明:该装置在收获水稻喂入量为8.57kg/s时,脱粒损失率为0.79%,籽粒破碎率为0.1%,各项性能指标均达到设计要求;同时,在喂入量增大时,该装置各工作部件功耗较为平稳,适应性较强。     

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。     

切-双纵流脱分装置试验研究与分析

阐述了切-双纵轴流脱粒分离装置的结构组成及工作原理,基于切-双纵流联合收获机,以喂入量、切流滚筒间隙及滚筒转速为影响因子,脱粒破碎率及脱粒损失率为指标,进行田间性能试验,并利用极差分析分别对破碎率、脱粒损失率单影响因子进行分析。结果表明:对脱粒破碎率影响的主次因素为BCA,即切流滚筒转速纵轴流滚筒转速喂入量,最佳组合为切流滚筒间隙25/30mm、滚筒转速907/1 043r/min、喂入量10.2 kg/s;对脱粒损失率影响的主次因素为BAC,即切流滚筒间隙喂入量滚筒转速,最佳组合为切流滚筒间隙25/30mm、喂入量10.2kg/s、滚筒转速953/1 096r/min。     

斜置切纵流联合收获机脱粒分离装置结构参数优化

为满足我国现阶段高产水稻的收获要求,对自行研制的履带式斜置切纵流联合收获机进行了结构改进,构建了载荷测试系统,并在田间开展了三因素三水平的正交试验,分析了切纵流滚筒转速、切流滚筒凹板筛结构形式、斜置纵轴流螺旋喂入头与导流罩径向间隙等因素对脱粒分离性能的影响,使用极差分析法对斜置切纵流联合收获机脱粒分离装置的结构参数进行了优化。优化结果表明:切流滚筒转速和纵轴流滚筒转速分别为862、806 r/min,切流凹板筛过渡段为导向、分离孔式,螺旋喂入头与导流罩径向间隙为50 mm时,整机的脱粒分离性能较优。脱粒分离总损失率为0.62%,脱粒分离总功耗为40.42 k W。     

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%。     

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1.4 kg/s、滚筒转速735 r/min和凹板间隙9 mm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10.6 kW。     

横轴流双滚筒脱粒分离装置设计与试验

详细论述了一种横轴流双滚筒脱粒分离装置的总体结构、脱粒滚筒与凹板的设计方案,脱粒滚筒采用短纹杆-板齿结构,分离滚筒采用带螺旋叶片钉齿滚筒结构.室内台架试验表明,该装置可适合较大喂入量、难脱水稻脱粒分离,具有脱净率高、夹带损失率小、脱出物中含杂率小且分布均匀等特点.田间性能测试表明:当收获单产11 625 kg/hm~2的梗稻,喂入量为4.32 kg/s时,该机总损失率为1.94%、脱粒损失率0.89%、破碎率0.84%、含杂率0.20%.各项技术指标均达到了设计要求.     

油菜联合收获机集成式纵轴流脱离装置设计与试验

针对油菜联合收获机链耙式输送器结构复杂、输送路程长、存在堵塞的问题,设计了一种集成式纵轴流脱粒分离装置,将强制喂入装置与纵轴流脱粒分离装置合二为一,二者呈"T"字形垂直排布,取代传统的链耙式输送器,依靠强制喂入装置和纵轴流脱粒分离装置实现油菜输送、抓取、脱粒分离功能。依据集成式纵轴流脱粒分离装置的工作过程,确定了强制喂入轮和纵轴流脱粒滚筒直径和转速等主要参数。试验表明,喂入量为2.0 kg/s,强制喂入轮转速在300~450 r/min时,该装置脱粒油菜的夹带损失率低于1.31%;强制喂入轮转速为400 r/min、喂入量在1.0~2.5 kg/s时,夹带损失率低于1.18%,符合油菜脱粒分离装置的设计指标。田间试验表明集成式纵轴流脱粒分离装置可适应油菜联合收获机的作业要求,实现物料由割台至脱粒分离装置的均匀连续输送和脱粒分离功能。     

联合收获机脱粒滚筒凹板间隙调节装置设计与试验

为解决联合收获机在田间作业时因喂入量波动而导致作业性能下降及脱粒滚筒堵塞等问题,用凹板筛后侧油缸油压力表征脱粒滚筒负荷,设计了由凹板间隙调节系统和凹板筛后侧油压力采集系统组成的脱粒滚筒负荷监测和凹板间隙调节装置。田间试验中,采用油压传感器测量凹板筛后侧油压力,并通过STM32单片机对测得的油压信号进行采集并保存,分别分析了喂入量和凹板间隙对油压力以及脱粒分离性能的影响。结果表明,凹板筛后侧油缸油压力和脱粒分离损失率随喂入量增大而增大,喂入量从3.4 kg/s增大到6.0 kg/s时,凹板筛后侧油缸油压力从732 N增加到1 114 N,脱粒分离总损失率由0.54%增加到1.08%。在额定喂入量为6.0 kg/s条件下,凹板筛后侧左右两个油缸的油压波动范围为450~660 N,且两侧油缸压力一致。另外,凹板筛后侧油缸油压力随凹板间隙增大而减小,脱粒分离总损失率随着凹板间隙的增大而增大,凹板间隙从35 mm增大到45 mm时,凹板筛后侧油缸油压力从1 114 N降到758 N,脱粒分离总损失率由1.08%增加到1.31%。在喂入量为6.0 kg/s、凹板间隙为35 mm时,脱粒分离总损失率仅为1.08%,整机性能最佳,此时凹板筛后侧油缸油压力的变化范围为900~1 320 N。     

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。     

单切双横流脱粒分离装置参数试验与优化

为解决全喂入式联合收获机收获秆青叶茂难脱高产水稻时脱粒分离损失大且容易出现堵塞的问题,设计了单切双横流脱粒分离装置,在单切双横流脱粒分离装置试验台上,通过对比试验分别对凹板筛栅条轴向间距、顶盖导向板个数和滚筒轴间距进行了优选,得到优选结构参数为:第Ⅰ切流、第Ⅱ横轴流和第Ⅲ横轴流凹板筛栅条轴向间距分别为10 mm、16 mm和16 mm,第Ⅱ横轴流和第Ⅲ横轴流顶盖导向板的个数都为4个,第Ⅰ切流和第Ⅱ横轴流以及第Ⅱ横轴流和第Ⅲ横轴流滚筒轴间距分别为645 mm和667.5 mm;在得到的优选结构参数下,以喂入量、脱粒间隙和滚筒转速为试验因素进行正交试验,并运用模糊综合评价法和极差分析得出试验范围内切双横流水稻脱粒分离装置的优选工作参数为:喂入量为5 kg/s,第Ⅰ切流、第Ⅱ横轴流和第Ⅲ横轴流脱粒间隙分别为40 mm、35 mm和40 mm,第Ⅰ切流、第Ⅱ横轴流和第Ⅲ横轴流滚筒转速分别为550 r/min、600 r/min和750 r/min。在此参数下,得到单切双横流脱粒分离装置的性能指标为:未脱净率0.05%,夹带损失率0.36%,脱粒总损失率0.41%,第Ⅰ切流、第Ⅱ横轴流和第Ⅲ横轴流脱粒滚筒功耗分别为3.33 k W、21.26 k W和12.58 k W,脱粒滚筒总功耗37.17 k W,脱出物杂余质量分数14.37%。     

4LQZ-6型切纵流联合收获机

提出了4LQZ-6型切纵流联合收获机的收获工艺和总体结构,论述了切流脱粒分离装置、强制喂入装置、纵轴流脱粒分离装置和风筛式清选装置等主要工作部件的结构与设计参数。田间性能测试表明：该机收获产量6605 kg/hm2小麦时总损失率为0.2%,破碎率和含杂率均为0.1%,机具生产率为1.47 hm2/h;收获产量8021 kg/hm2水稻时总损失率为1.7%,破碎率和含杂率分别为0.9%和0.8%,机具生产率为2.27 hm2/h,各项技术指标达到了设计要求。     

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％。     

半喂入联合收获机回转式栅格凹板脱分装置设计与试验

针对半喂入联合收获机在收获高产水稻时容易发生脱粒滚筒堵塞、影响作业效率等问题,设计了可沿脱粒滚筒圆弧方向循环运转的回转式栅格凹板脱粒分离装置。对被脱物质点进行了受力分析,建立了回转式凹板的动力学微分方程;在自行设计的回转式栅格凹板脱分装置试验台上进行了二次旋转组合试验,建立了脱粒滚筒转速x1、回转栅格凹板线速度x2、夹持喂入链速度x3对损失率y1、破碎率y2、含杂率y3和脱分选功耗y4等工作性能指标的回归分析模型,并进行了多目标优化计算。结果表明:动态的回转栅格凹板可有效防止脱粒滚筒堵塞;最佳工作参数组合为x1=550 r/min,x2=1 m/s,x3=1.2 m/s,对应y1=2.14%、y2=0.2%、y3=0.6%。田间对比试验表明:具有回转式栅格凹板脱分装置的试验机收获高产稻时可全幅快速顺畅作业,工作效率比固定式栅格凹板的对比机提高30%以上。经法定机构检测,各项性能指标符合国家标准规定。