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x_1、回转栅格凹板线速度x_2、夹持喂入链速度x_3等对损失率y_1、破碎率y_2、含杂率y_3和脱粒功耗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x_1=550 r/min,x_2=1m/s,x3_=1.2m/s,对应y_1=2.14%、y_2=0.20%、y_3=0.60%。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。     

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。     

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。     

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。     

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%。     

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。     

小麦联合收割机滚筒堵塞的原因及对策

小麦联合收割机在作业中,常因滚筒堵塞导致作业进度下降.滚筒堵塞的原因有小麦秸秆喂入量过大、脱粒装置上的滚筒转速低,滚筒凹板间的间隙太小、小麦秸秆潮湿等.预防滚筒堵塞故障发生,可采取以下措施. (1)适当降低小麦联合收割机的前进速度,以减少滚筒、凹板间的秸秆输入量.     

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%。     

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。      

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。     

4LZ—2.1Z型双速双动水稻联合收割机设计与试验

为适应南方丘陵山区作业环境,解决全喂入联合收割机收获超级杂交稻时,易发生脱粒滚筒堵塞,脱不净、夹带损失与籽粒破碎损失之间矛盾,提高水稻机械化收获水平,研制4LZ—2.1Z型双速双动水稻联合收割机.对机具整体设计方案进行描述,并对可调节伸缩式割台、双速双动脱分装置和清选总成等进行设计,确定其关键结构参数.该装备采用高/低...     

纵轴流式小麦收获机滚筒设计与试验

脱粒分离是谷物联合收获机的主要作业环节,脱粒滚筒又是其中的主要工作部件,其工作参数直接影响着联合收获机的整机性能。为此,设计了一种新型高效纵轴流小麦脱粒滚筒装置,以解决大喂入量状态下小麦收获机所出现的效率低、含杂率高及损失率严重等问题。该滚筒主要由导料月牙、喂入叶片、喂入锥体、纹杆座组合、滚筒壳体,以及排草板等组成。以含杂率、损失率为检测指标,通过正交试验找出最佳参数组合为:滚筒转速800r/min、凹板间隙15mm、滚筒倾角8°,在此参数下谷物的含杂率为0.11%、损失率为0.29%,收获质量符合农艺要求。该机构的设计为纵轴流滚筒技术的提升提供了理论支持。     

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。     

切纵流联合收获机田间小麦收获最优路径与速度试验

为研究切纵流联合收获机田间小麦收获时的最优行走路径和最佳前进速度,分析了割台宽度为4.75m的切纵流联合收获机在田间收获小麦时的3种典型路径,并从收获拐弯换向耗时最小的角度进行了理论推导,在田间进行前进速度与籽粒总损失速率之间的试验并建立数学模型,在室内依据等效喂入量进行前进速度与脱粒分离总功耗之间的试验并建立数学模型,得出最佳前进速度的数学模型。结果表明,切纵流联合收获机在田间应采用回转式收获路径,当前进速度为小于等于1.0m/s时,等效喂入量为小于等于7.79kg/s,籽粒总损失速率为小于等于19.33g/s,籽粒总损失率为小于等于0.609%,切纵流脱粒分离部分总功耗为小于等于83.94kW。     

再生稻联合收获机脱粒分离装置的设计与试验

项目组所研制的再生稻联合收获机的收获特点与普通水稻联合收获机不同,虽然头季稻收获时只割下稻株上方稻穗部分,但通过加宽割幅使喂入量增加至5 kg/s.与一般水稻脱出物相比,头季稻秆青叶茂,含水率高,仅收穗头时收获长度为30cm左右,茎秆较少,因此收割后进入脱粒分离装置的草谷比约为0.5:1.根据以上特点,设计了一种纵轴流...     

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%。     

收割机脱粒滚筒负荷多目标优化模型研究——基于排队网络和遗传算法

为了提高收割机脱粒滚筒的自动化排障水平,实现收割机滚筒的自动化监测功能,提出了脱粒滚筒负荷监控系统的设计方案,实现了脱粒滚筒堵塞故障的预警、报警及自动防堵功能。该系统使用传感器对凹板压力、传动链张紧力和滚筒转速进行检测,并使用上位机对监测的信息进行数据处理,利用排队网络和多目标遗传算法对负荷参数进行优化,将优化后的负荷作为调整参数输出到控制器,调整脱粒间隙的大小,实现脱粒滚筒的智能化排堵,从而实现不停机排障,提高了联合收割机作业质量和工作效率。由滚筒的脱净率实验发现:脱净率最高的是排队网络遗传多目标优化算法。由此验证了所设计的脱粒滚筒负荷优化控制模型的可靠性。     

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。