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。     

谷物联合收获机脱粒系统研究现状

针对我国联合收获机脱粒系统作业效率和质量不高的问题,从脱粒系统总体结构、关键零部件设计、脱粒系统功耗、脱粒过程理论分析等方面论述谷物联合收获机脱粒系统的研究现状。目前采用轴流式脱粒系统的联合收获机较多,研究主要在提高脱粒系统作业参数可调整性、设计柔性脱粒零部件、脱粒系统工作过程理论分析及智能化脱粒等方面,据此对脱粒系统发展趋势进行分析,未来柔性脱粒系统以及脱粒强度可调的脱粒系统的研究将使脱粒系统作业损失率进一步降低、作业效率进一步提高。对不同作物专用脱粒零部件的研究将进一步深入,脱粒系统对作物的适应性会进一步提高。脱粒系统智能化水平会继续提高,脱粒系统的作业信息感知能力和智能控制水平会进一步提升。     

谷物脱粒-秸秆粉碎一体机的设计与试验研究

针对新疆南疆地区谷物秸秆利用率低、无法实现谷物脱粒和秸秆粉碎一体化作业等问题,研制了一种谷物脱粒-秸秆粉碎一体机,主要由喂入装置、脱粒装置、粉碎装置和清选装置组成.喂入装置的设计可以防止物料在储料凹腔中发生堵塞,提高了喂入效率.以滚筒转速、脱粒间隙为试验因素,以未脱净率为试验指标进行正交试验,结果表明:影响脱净率的较优...     

国外谷物联合收割机脱粒分离系统发展现状与展望

为提高国内谷物联合收割机的工作效率和工作质量,减轻人工劳动强度,推动我国谷物联合收割机的智能化和现代化进程,从脱粒分离系统的结构和智能化技术应用等方面综述国外谷物联合收割机相关系统的特点,分析阐述国外著名生产厂家的收割机脱粒分离系统技术现状和发展趋势.国外谷物联合收割机根据不同的使用场景匹配各有特色的脱粒分离结构,并以...     

基于免割收获双行谷物脱粒装置参数优化

研究了基于免割收获的双行谷物脱粒装置。通过室内试验,以脱粒总损失率、含杂率为性能指标,对滚筒转速、滚筒出口脱粒间隙和脱粒元件总高度3个因素进行回归试验。同时,通过分析处理试验结果得到因素在试验范围内对指标的影响规律,优化并确定脱粒装置的最佳参数组合为:滚筒转速795r/min、出口脱粒间隙2 2 mm(入口脱粒间隙2 8 mm)、脱粒元件总高4 0 mm。     

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。     

半自动谷物播种机设计与仿真试验

为解决复杂地形条件下不宜使用大型播种机,而使用传统农具播种存在播种效率低、劳动强度大等问题,利用旋转拖把原理,设计一种半自动谷物播种机。通过脚蹬驱使转动装置驱动内筒管转动,内筒管转动带动刀片在旋转的状态下挖土。该播种机还通过连杆机构将挖土与覆土功能结合在一起,实现播种的半自动化。利用ANSYS软件对固定环和连接杆组件进行静态、疲劳、模态仿真试验和分析,说明该播种机结构设计符合力学性能要求。该播种机操作简易,能够提高劳动效率和播种质量,而且该播种机体积小、轻便、成本低,适宜推广使用。     

基于CFD-DEM的收获机分离室内谷物运动模拟与试验

采用计算流体力学与离散元耦合的方法对割前摘脱稻麦联合收获机惯性分离室内谷物的运动进行数值模拟。仿真结果表明:籽粒和短茎秆在气流作用下能够实现分离,分离室入口气体速度增加,有助于提高分离室初清选谷物的性能,但入口气体速度增加使得分离室后部气体湍流现象加重,且能耗也随之增加;不饱满籽粒能在分离室内实现沉降。对仿真结果进行了试验验证,结果表明利用CFD-DEM对分离室内谷物运动进行数值模拟是可行的。     

基于Matlab图像处理的谷物颗粒计数方法研究

针对目前谷物人工计数和光电计数方法存在的不足,提出了一种基于Matlab图像识别和处理技术的谷物计数方法,并用实例验证了其可靠性。该方法减轻了操作者劳动强度,弥补了人视觉的不足之处,提高了效率及准确率,为今后进一步研究奠定了必要的理论与实践基础,对完善"精细农业"具有重要意义。     

基于生物散斑技术的两部位牛肉质构特性预测模型改进

以时间序列散斑图的惯性力矩表征图像的散斑活性,采用感官评定法、质构剖面分析法(TPA)和WarnerBratzler(W-B)剪切力法分析牛里脊肉的质构特性,研究了不同测定方法的相关性,并建立了散斑活性对里脊肉质构特性的预测模型;同时,针对里脊肉和腱子肉2种部位牛肉间质构特性差异较大,不能用同一模型进行预测的问题,应用斜率/截距法(S/B)和Kennard-Stone(K-S)样本添加法对模型进行改进,选择一种较准确易行的方法,使模型在2部位间得到快速的传递。结果表明,感官评定和TPA测得的硬度和咀嚼性间具有较高的正相关性,相关系数分别达到0.98和0.90,且W-B剪切力法与TPA的硬度决定系数也达到了0.95,证明了3种测定方法的可靠性。通过散斑活性值对质构特性进行预测时,硬度、咀嚼性及W-B剪切力的预测决定系数分别达到了0.83、0.77和0.69。分别用2种方法对模型进行改进,可知采用S/B法时,改进后的里脊肉模型对腱子肉的预测均方根误差RMSE为26.65,准确因子Af和偏差因子Bf分别为1.15和1.08。而采用K-S样本添加法,加入代表性样本数为12时,模型对腱子肉的预测达到较理想水平,RMSE为13.21,Af和Bf分别为1.07和1.02。K-S样本添加法能够在预测过程中更好地降低部位间差异,提高模型对腱子肉的预测精度,且改进效果优于S/B法。     

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。     

基于Skeleton Design的脱粒装置交互式设计系统研究

针对联合收获机脱粒装置设计过程中装备结构复杂、参数化变形设计困难以及对设计人员专业素质要求高的问题,为寻求合适的参数化设计手段,研究了基于Skeleton Design（骨架设计）的脱粒装置交互式设计系统。以纹杆滚筒式脱粒装置为研究对象,引入Skeleton Design过程体的概念,结合纹杆滚筒式脱粒装置的总体设计过程,实现脱粒装置的个性化设计与参数化建模。以VS（Microsoft Visual Studio）环境下VB.NET为开发语言,应用CATIA（Computer aided tri dimensional interface application）二次开发接口技术与SQL Server数据库管理,将模型、参数、知识信息等数字化资源与操作平台组织起来,联合运用,通过人机交互的方式进行产品设计。系统测试表明,该系统能在降低设计人员专业性、提高开发产品准确性的同时,提高设计效率、缩短设计周期,并且易于理解和应用,增强了模型的知识继承与重用性,满足脱粒装置个性化设计要求。     

基于粮温时空相关性的储粮数量监管方法研究

针对我国储备粮人工稽核费时、费工等问题,提出了基于粮温时空相关性的储粮数量监管方法。首先,分析粮堆测温平面的自相关性与互相关性,检测粮堆异常发生的日期与平面;然后,分析粮堆异常日期内异常平面上测温线的自相关性,检测发生异常的测温线;接着分析异常测温线上测温点的自相关性,检测并统计异常点的个数;最后,根据异常点个数判定异常种类,进而实现储粮数量监管。在3个储粮区(低温区、中温区、高温区)中分别选取粮仓粮温进行相关性分析,根据分析结果设定测温平面自相关系数阈值为0. 8,互相关系数变化率阈值区间为[-0. 15 d~(-1),0. 15 d~(-1)];测温线的自相关系数阈值为0. 8;测温点的自相关系数阈值为0. 8;同时分析结果显示,短周期内测温线与点的互相关性无法作为异常判定依据。进行了储量监管试验,试验结果表明,基于粮温时空相关性的储粮数量监管方法不仅能够实现储粮数量监管,同时能够检测出粮堆发热等异常变化。     

低损伤组合式玉米脱粒分离装置设计与试验

针对现有籽粒直收型玉米收获机脱粒分离装置在收获高含水率玉米时存在籽粒破碎率高、脱净率低、籽粒夹带损失大、玉米苞叶易堵塞凹板的问题,设计了一种低损伤圆头钉齿与分段组合式圆管型脱粒凹板相配合的脱粒分离装置。分析了脱粒元件与果穗、果穗与凹板之间的接触模型,确定了玉米脱粒装置最优脱粒元件的结构参数、最佳的凹板组合形式。以籽粒破碎率和未脱净率为试验指标,以脱粒元件排布方式和不同凹板组合形式为试验因素,进行了台架试验,确定了较优组合为:圆头钉齿等高排布且最优球头半径为12. 5 mm,凹板最佳组合形式为圆管右向+直圆管(前疏后密型),并与常规梯形杆齿和栅格式凹板组成的脱粒分离装置进行了田间对比试验。试验结果表明:籽粒破碎率由13. 73%降低至8. 64%,未脱净率由0. 6%降低至0. 2%;未出现玉米苞叶堵塞凹板问题。     

纵轴流玉米脱粒分离装置设计与试验

针对黄淮海地区籽粒直收时籽粒损伤严重及未脱净率高的问题,结合现有的玉米脱离分离装置的特点,设计了一种纵轴流式变径变间距玉米锥形脱粒滚筒,以及利用可调节双头拉杆调节工作倾角的脱粒分离装置倾角调节装置.设计了脱粒元件在锥形滚筒的安装位置及排列方式,分析了脱粒元件与籽粒接触的脱粒动力学过程,并查阅相关文献确定了脱粒装置关键参...     

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...     

双风道风筛式胡麻脱粒物料分离清选机设计与试验

为进一步提升胡麻脱粒物料分离清选机械化作业水平,针对胡麻脱粒物料各组分类型,提出“先气流清、再风筛选”的作业模式,制订了胡麻脱粒物料分离清选作业工艺流程,设计了双风道风筛式胡麻脱粒物料分离清选机。对三级振动筛分装置、双风道杂余集料装置及吸杂除尘装置等关键作业部件进行设计选型与参数计算,获得不同组分的胡麻脱粒物料在三级筛面上不同运动状态下振动筛分装置曲柄连杆机构运动参数必须满足的条件。样机性能试验表明,当振动喂料系统电磁激振器振幅控制在14~18mm、前风道风量调节手柄在2~4挡位、后风道风量调节手柄在4~6挡位、三级振动筛分装置振动频率在2~6Hz时,双风道风筛式胡麻脱粒物料分离清选机的籽粒清洁率为97.16%、夹带总损失率为1.12%,试验结果满足设计要求,能够实现对胡麻收获期脱粒物料不同组分的分离清选作业。     

切纵流脱粒清选装置传动系统优化设计

现有产品的切纵流脱粒清选装置传动系统设计可靠性较差,脱粒分离传动系统布局较复杂,脱粒滚筒转速固定,对作物的适应性较差。为此,以太湖TH988型切纵流联合收割机为研究对象,根据切纵流脱粒清选装置工作部件的作业流程和相互位置关系,结合传动系统设计原理制定新的传动方案,并对关键传动参数进行验证,在脱粒分离装置动力布局上,设计了一种两挡换向传动箱。优化后的脱粒清选装置经过制造加工、装配到台架上,对其传动系统进行试验,通过检测发现:工作部件的转速满足工作要求,整个传动系统运行通畅,为切纵流联合收获机传动系统设计提供了依据。     

小型收获机电动脱粒滚筒负荷监测系统的设计

丘陵山区的稻麦机械化收获作业主要依靠小型手扶式收获机械。为使4GQT-90型手扶式收获机工作在额定作业负荷范围内以提高其作业质量,在理论上推导了该收获机电动脱粒滚筒的扭矩与其驱动电机电流之间的数学关系,然后通过实验室试验得到该收获机处于额定负荷下对应的电机负载电流和脱粒滚筒转速,并作为控制基准,在收获机实际作业过程中周期性检测电流和转速参数并与基准范围进行比较后,通过显示装置提示操作人员控制收获机的作业速度。试验结果表明:对于同一个操作人员,该收获机的负荷稳定性变异系数从完全依靠人工经验操作下的14.5%降低到有负荷监测系统辅助作业下的8.1%,在前后两种工况下,额定负荷范围内的作业时间占总测试时间的比例分别为8%和82%。该负荷监测系统可以为操作人员控制收获机提供实时可靠的提示,能够保证该收获机基本处于额定作业负荷范围内。