联合收获机纵向轴流脱粒谷物运动仿真与试验

纵向轴流联合收获机因其在脱净率、破碎率、分离率等方面的优势近年来得到大力推广。以纵向轴流滚筒为研究对象,在合理假设的基础上,对谷物运动受力状态加以分析,根据给出的谷物喂入段、脱离分离盖板侧及凹板侧各段的运动状态非线性微分方程,采用高阶龙格-库塔数值方法,开发出谷物脱粒过程运动状态分析软件,对谷物运动状态进行数值仿真。对比高速摄像试验分析结果,验证了数值仿真结果的有效性,为纵向轴流滚筒的设计提供了依据。     

轴流脱粒滚筒模糊控制仿真

基于模糊控制技术和变质量系统轴流脱粒滚筒的功耗模型，采用MATLAB的Simulink和FuzzyLogicToolbox工具箱建立了联合收割机脱滚筒的仿真模糊和模糊控制器。仿真结果表明：滚筒额定角速度运行时，给系统施加一阶跃负荷，在模糊控制器的作用下，机组的行走速度会相应改变，使加载前后滚筒的实际喂入量和总工作阻力基本恒定，从而将滚筒的角速度稳定在贮值附近，达到了预期控制效果。     

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。     

联合收获机脱粒滚筒扭矩检测方法研究

联合收获机脱粒滚筒扭矩检测是实现滚筒恒负荷控制的关键条件。研究分析脱粒滚筒扭矩与滚筒负荷的关系以及脱粒滚筒扭矩的检测方法,设计液压油油压力检测滚筒扭矩机构,得出从液压油油压能够检测滚筒扭矩的结论。     

横向轴流滚筒在小型自走式联合收割机上的配置研究——新疆—2脱粒部件设计

<正>近几年许多厂家纷纷推出了小型自走式谷物联合收割机,并且几乎都采用横向轴流脱粒部件.关于轴流脱粒装置,目前尚缺乏设计所必须的理论与设计依据,而将横轴流脱粒装置配置在小型联合收割上的研究就更少.我们在对新疆—2脱粒部件设计时,分别研究了《轴流滚筒的试验研究报告》(JD公司)、《东方红410谷物联合收割机试验》(洛阳工学院)、《立式轴流滚筒试验研究阶段技术总结》(中国农机院)、《轴流滚筒的研究》(东北农学院)等室内外科研试验报告,并分析了KC—070、桂林—2等机型脱粒部件的优缺点.历经八年5轮样机的研究,最终确定了新疆—2的脱粒部件型式.     

联合收获机同轴差速轴流脱粒滚筒设计和试验

阐述了联合收获机同轴差速脱粒滚筒的工作原理和结构,并进行了试验研究。在试验的基础上用Matlab离散余弦傅氏分析法,分别建立了单速和差速脱粒情况下不同脱出物轴向分布的数学模型及其分布曲线。结果表明：差速脱粒的籽粒总破碎率为0.67%,杂余产生量为脱出物总量的8.63%,末脱净与夹带损失率为0.76%,分别比单速脱粒下降40.9%、29.5%和32.15%,脱粒的质量优于单速脱粒。同轴差速脱粒装置集高、低转速对脱粒性能的有利作用于一体,使损失率、破碎率和含杂率性能指标同时下降并分别达到优质水平。     

基于FPGA的联合收获机脱粒滚筒模糊控制系统

提出了一种基于VHDL语言描述、FPGA实现的联合收获机脱粒滚筒模糊控制系统的硬件设计方法.建立脱粒滚筒模糊推理规则和控制器算法结构,完成了控制器的VHDL模块化设计,并通过MAX+PLUSII开发平台,对各模块进行时序与功能仿真,实现了脱粒滚筒智能控制技术的单片集成.结果表明:用FPGA实现联合收获机脱粒滚筒模糊控制器,时序验证方便,而且推理速度快、修改灵活、系统集成度高,是实现智能控制策略的一种新的有效思路.     

多滚筒脱粒分离装置试验台

为研究多滚筒脱粒分离装置的脱粒分离性能,设计了多滚筒脱粒分离试验台.该试验台采用模块化结构,可组合成多种形式的脱粒分离装置,同时以工控机和信号采集卡为控制系统核心,用VC++编写测控软件对工作部件的转速、扭矩、功率等参数进行实时采集、显示、处理和分析,获得在不同工况下的脱粒分离性能指标.在多滚筒脱粒分离试验台上对横轴流三滚筒脱粒分离装置进行了试验.该试验台能模拟和再现多滚筒脱粒分离的全过程.     

联合收获机脱粒滚筒有限元模态分析与试验

针对联合收获机脱粒滚筒在工作中的振动和噪声问题,为了避免共振,利用软件ANSYS Workbench对联合收获机脱粒滚筒进行了有限元模态分析,得到了前6阶的固有频率和振型。对脱粒滚筒进行了模态实验,与有限元分析结果进行对比,其固有频率相对误差在4.6%以下,且振型一致,验证了有限元分析的准确性。模态分析结果表明:前6阶固有频率与主要振源激励频率相差较大,较好地避开了共振区;钉齿杆与幅盘的振幅较大,且两者的连接处最为薄弱,在设计和焊接时应尤为注意。该研究为联合收获机脱粒滚筒的设计与优化提供了参考。     

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。     

钉齿式轴流装置脱粒过程高速摄像分析

以自行研制的钉齿式轴流脱粒与分离装置为研究对象,借助高速摄像设备对脱分空间内稻谷的整体运动过程、断穗的运动和脱粒过程以及自由籽粒的运动过程进行了在线拍摄。通过高速摄像图像慢放分析得出：稻谷进入脱分空间后,错综复杂地交织在一起,在旋转钉齿和导向板的共同作用下,稻谷流沿滚筒轴向螺旋向前涌动。脱分空间内断穗的运动轨迹是抛物线,其运动不平稳,速度容易出现波动。单个自由籽粒在无外界干扰时近似作匀速直线运动,运动方向与滚筒轴线方向呈一定夹角。     

组合式轴流装置稻谷运动仿真及高速摄像验

根据运动学原理,建立了螺旋叶片板齿组合式轴流装置中稻谷的运动模型.通过计算机仿真得到了谷物运动的切向速度、轴向速度、绝对速度随时间的变化规律.谷物运动中的切向速度大于轴向速度,切向速度是构成绝对速度的主导因素,并利用高速摄像进行了验证,验证结果表明理论仿真结果与试验相一致.     

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.     

轴流式脱粒-清选装置试验台的设计

针对全喂入联合收获机田间试验费时、费工,诸多参数无法调整,数据获取困难、精度不高,可重复性较差等问题,设计了轴流式脱粒-清选室内试验台。机械系统采用可组合的模块化结构,工作部件更换和运动参数调整方便,设计了分析脱出物、清选后籽粒的空间分布的接粮箱。以PLC作为硬件控制系统的核心,采用虚拟仪器技术构建的测控软件系统,可方便实现对工作部件的转速、振幅、频率、扭矩、功率等参数进行实时采集、显示、处理与分析,为轴流式脱粒-清选装置的设计提供试验依据。     

联合收割机轴流脱粒过程的动力学仿真

运用变质量系统的基本原理，建立轴流脱粒过程过程中谷物运动的非线性动力学模型。在计算机上对轴流脱粒过程中谷物的动力学特性进行数学仿真，并对脱粒机理进行理论分析。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个阶段，两者协调呼应交替出现，使谷物得以充分脱粒和分离。谷物这种交替出现的受力状态是保证籽粒有效脱粒的重要动力学条件。     

半喂入联合收获机同轴差速脱粒滚筒设计与试验

针对半喂入联合收获机收获超级稻和难脱粒的粳稻时脱粒不净引起损失的问题,设计了半喂入同轴差速脱粒滚筒,并与单速脱粒滚筒进行了脱粒对比试验,对各种脱出物料的实测数据用Matlab软件建立了3D图像及其数学模型。结果表明：差速滚筒未脱净籽粒约0.06%,比单速滚筒降低61.25%;3D图像显示差速脱粒的各种脱出物料在筛面上分布比单速脱粒均匀。半喂入同轴差速脱粒装置集高、低转速对脱粒性能的有利作用于一体,能较好解决半喂入联合收获机收获超级稻和粳稻时脱粒不净引起的损失,并使损失率、破碎率和含杂率等性能指标都达到较优水平。     

纵轴流锥型滚筒脱粒装置设计与试验

为了降低功耗,加快脱粒滚筒轴向物料输送速度,提高小区育种小麦种子收获机清机效率,设计了一种纵轴流锥型滚筒脱粒装置,滚筒采用锥型短纹杆-板齿结构。试验结果表明,该纵轴流锥型滚筒脱粒装置在作业时小麦脱粒混合物料轴向输送速度快、功耗低,罩壳内部种子残留量小,无需人工清机,适用于以旋风分离器为气流清选装置的半喂入式小区育种小麦种子收获机。     

不同滚筒转速轴流装置籽粒运动和碰撞对比分析

借助高速摄像技术,对钉齿式轴流脱粒与分离装置在不同滚筒转速条件下自由籽粒运动过程和碰撞过程进行了对比试验研究,得出滚筒转速变化时自由籽粒的运动规律和自由籽粒与钉齿碰撞后的运动规律。结果表明：滚筒转速增加,自由籽粒的运动速度随之增大,多数自由籽粒处于中速运动状态,受钉齿碰撞后呈加速运动趋势。