割秧后花生收获机捡拾装置设计与试验

先将秧蔓切割再进行收获可较好地实现覆膜种植花生秧蔓饲料化利用。该研究针对割秧后花生植株变短、横向尺寸变小、荚果-秧蔓比增加,原有收获机捡拾装置适应性差的问题,在已有花生捡拾收获技术基础上,对捡拾弹齿间距、弹齿转速、折弯角度、弹齿排数等关键结构和运动参数进行改进,研制了一种适于割秧后收获的弹齿式花生捡拾装置。运用SPSS软件对割秧后花生植株横向尺寸进行统计分析,确定了弹齿间距为7 cm;通过对花生植株低损捡拾和顺畅抛送条件的理论分析,在回转半径为21 cm的条件下,确定捡拾弹齿转速为60 r/min;通过对花生植株被弹齿捡起时的受力情况分析,确定捡拾弹齿折弯角度为102°,并根据铺放厚度,确定捡拾弹齿折弯部分长度为4 cm;建立捡拾弹齿齿尖运动方程,运用Matlab软件对不同排数弹齿齿尖运动轨迹进行分析,确定捡拾弹齿排数为6排。田间试验结果表明,弹齿式花生捡拾装置的平均捡拾率为98.07%,捡拾装置造成的平均落果率为1.23%;满足割秧后花生捡拾收获作业需求。该研究可为割秧后花生以及其他作物捡拾收获机具研发和改进提供借鉴。     

箱式通风干燥机小麦干燥试验研究

为了解小麦平床通风干燥特性,该文以某型号箱式通风干燥机为试验设备,开展小麦收获后干燥试验研究,测试分析了干燥床风场分布、干燥床层含水率分布、温度分布及耗能等特性。研究表明,该设备在水平面和垂直面均存在较明显的干燥速度差异;在干燥6h结束时整个小麦床层的最大含水率差异超过3%,影响整批物料的干燥效率和干燥成本;干燥5h后整批物料含水率达到小麦贮藏要求,每1kg物料含水率下降5%的能耗成本为0.09元。根据试验研究结果,提出在入风口增加导风栅格、干燥仓体4个角采用圆弧过渡处理、采用气流换向机构和交替换向通风干燥工艺等改进措施来改善该设备干燥均匀性。研究结果为该类型干燥机的小麦干燥工艺优化及设备改进设计提供了依据。     

地源热泵稻谷干燥机板翅换热器的设计与试验

针对稻谷干燥机作业成本过高和干燥后的物料品质差的问题,将地源热泵技术应用于稻谷干燥机,设计了一套板翅式换热器加热空气,计算得出芯体结构与技术参数,以降低单位作业量成本,提高干燥后的物料品质。试验研究表明:当环境温度为环境温度16℃、空气相对湿度53.2%时,地源热泵稻谷干燥机与燃油稻谷干燥机的稻谷含水率降低速率无明显区别,稻谷干燥性能可达到同等效果;地源热泵稻谷干燥机干燥稻谷的单位作业量成本0.040 7元,而燃油稻谷干燥机干燥稻谷的单位作业量成本为0.190 5元,单位作业量成本明显降低;地源热泵稻谷干燥机的稻谷干燥不均度干燥前后降低幅度0.40%小于燃油稻谷干燥机的0.72%;地源热泵稻谷干燥机的破损率增加值0.16%,小于燃油稻谷干燥机的0.31%,地源热泵稻谷干燥机的爆腰率增加值2.0%,小于燃油稻谷干燥机的3.0%,干燥后的物料品质明显提高。     

筒状固定床花生通风干燥性能指标模拟与分析

为了解筒状固定床花生干燥机理、作业性能,确定合理的结构和通风参数,根据干燥过程花生荚果和介质空气间的热质传递关系,以PDE模型为理论基础,建立了适用于筒状固定床花生通风干燥计算机模拟的离散模型,该模型可计算花生干燥实时状态及批次干燥耗时、不均匀度、生产率、单位质量能耗等干燥指标。经试验验证,模型模拟结果与试验结果基本相符,料层花生平均含水率和温度模拟值和试验值的相关系数r>0.975,模型模拟可用于筒状床花生干燥过程分析。在此基础上,分析了单位面积通风量、筒状固定床外径、内径变化对上述指标的影响。结果表明:受介质空气温度降低和相对湿度增加影响,内层物料干燥起始时间和干燥速率存在一定的滞后性,但单位面积通风量沿通风方向逐渐增大的特性对内层物料的干燥滞后有较好改善;随着单位面积通风量增加,干燥不均匀度明显降低,生产率亦有显著提高,但单位质量能耗增幅较大;筒状床外径增加或内径减小都可增加生产率,降低单位质量干燥能耗,但干燥不均匀问题很难解决。为进一步确定最优的结构和通风参数,采用均匀设计模拟试验和综合加权评分法,得出筒状固定床外径2.75 m,内径0.935 m,外进风面单位面积通风量0.36 m^3/(m^2·s)时干燥效果最优,此时干燥时耗39.2 h、生产率86.55 kg/h、单位质量能耗5.87×10~6 J/kg、干燥不均匀度1.54%。该研究可为筒状固定床干燥设备设计优化提供技术支撑。     

紫云英联合收获物料分离清选机设计与试验

针对紫云英联合收获物料组分构成复杂及其小差异混杂特性,使其在分离清选作业过程中存在高含杂、多损失等问题,提出“先筛分、再气流清”的作业模式,设计了紫云英联合收获物料分离清选机,并对喂料斗出口处料层厚度调节机构、筛分装置、集杂除尘装置等关键部件进行了设计选型与参数计算。基于DEM-CFD耦合数值模拟方法,确定了物料层调节厚度、筛分装置驱振振幅和吸杂管道风量调节手柄挡位等主要影响因素合理的取值范围,运用Minitab进行正交试验设计,以籽粒清洁率和夹带总损失率为响应值,得到影响紫云英联合收获物料分离清选机作业质量的最优因素参数组合：物料层调节厚度为16.8mm、筛分装置驱振振幅为35mm、吸杂管道风量调节手柄在挡位5,此时,籽粒清洁率均值为98.07%,夹带总损失率均值为2.96%,试验结果满足设计要求。     

远红外粮食烘干设备发展现状

粮食干燥是粮食产后的重要环节,关系国家粮食安全问题。远红外烘干设备烘干速率快、耗能低且能有效保障粮食干燥品质,正慢慢取代传统热风烘干机械,成为市场的新宠儿。综述近15年来国内外远红外干燥技术研究现状,并从原理出发阐述干燥机理、工艺参数影响及联合干燥技术优缺点。归纳可知,当前远红外烘干设备多采用高温热源,存在粮食辐照时间短、瞬时强度大的问题,难以满足热敏性物料的烘干需求,同时单一远红外干燥技术烘干效果不理想。分析指出联合干燥技术及清洁能源将会是远红外烘干设备的发展趋势,最后探讨了以石墨烯红外辐射板为新热源的栅栏型红外烘干设备的优点,为发展新材料新热源提供新思路,旨在对远红外粮食烘干设备的研发提供参考。     

我国核桃脱壳设备概况与发展探析

脱壳是核桃采后加工处理过程中必不可少的重要环节,对我国核桃产业的发展具有举足轻重的作用。目前,我国大部分地区核桃采收后主要以初加工为主,费时费力,机械化程度低,脱壳环节存在露仁率低、破损率高等问题,已成为影响核桃产业快速发展的关键问题。在分析现有6种类型核桃脱壳设备结构、脱壳原理以及优缺点等基础上,阐述目前国内外核桃脱壳设备的发展概况,总结出我国核桃脱壳设备存在功能单一、作业成本高、性能不稳定、脱壳效率低、通用性差、利用率低等问题,提出今后应根据我国实际优化提升脱壳关键技术与结构,加强核桃脱壳新技术、新理论、新方法的应用研究,研发大型核桃脱壳设备,提升企业加工能力等对策和建议。     

混流干燥机研究现状与展望

随着作物种植规模的扩大和机械化收获方式的普及，作物收获效率大幅度提高。传统人工晾晒效率较低，已不适合现代化农业生产，粮食机械化干燥是作物产后加工的重要发展方向。混流干燥机作为使用最广泛的干燥机，得到了广泛关注。阐述混流干燥机的干燥原理及结构组成，从关键部件设计、控制系统研究和辅助研究手段三方面对比国内外混流干燥机的研究现状，介绍混流干燥机的能源配置与现阶段混流干燥机主要存在设备通用性较差、自动化监测、监控组件落后、仿真试验结果不准确、干燥过程灰尘较大和机艺不融合等问题。从提高设备通用性、开发自动化监测、监控组件、提高建模精度、设计研发相关的除尘设备和机艺融合方面对混流烘干机进行展望。     

热板-微波联合真空冷冻干燥茭白工艺优化

为降低新鲜茭白冻干作业能耗,提高冻干成品的品质,以总能耗、体积保留率、复水比、色差值为考察指标,开展了热板冻干、微波冻干、热板-微波联合冻干试验研究。研究表明:35℃热板冻干后茭白品质好,但能耗高;60℃热板冻干能耗低,但水分升华过快对茭白微观结构造成较大破坏,降低了茭白品质;采用35℃热板冻干8 h后,再采用60℃热板冻干或3 k W微波冻干可有效降低冻干能耗,同时冻干后茭白品质良好。在此基础上,采用均匀设计法,开展热板-微波联合冻干工艺参数优化试验研究,通过逐步回归分析,得出了冻干总能耗、体积保留率、复水比、色差关于加热板温度、脱水转换点、微波功率的三元二次回归方程,并通过四维切面等位线图分析了上述4个考察指标受3个试验因素取值变化的影响机理。最后,采用综合加权评分和逐步回归分析得出综合指标关于加热板温度、脱水转换点、微波功率的回归方程,进一步确定加热板温度为30℃、脱水转换点为72%、微波功率为3 k W为最优的热板-微波联合冻干工艺参数,此时综合加权评价指标值76.07,总能耗、体积保留率、复水比、色差分别为90.6 k W·h、51.86%、10.59、4.32。该研究为制定产品优良、高效节能的冻干工艺提供参考。     

1MCDS-100A型铲筛式残膜回收机的设计与试验

为了减少铲筛式残膜回收机在工作中的振动,设计了双筛面呈上下平行排布的减振式自平衡残膜回收机,确定偏心轮旋转轴转速范围为260~330 r/min,采用DH5902动态测试系统对双筛面残膜回收机的振动参数进行了田间作业测试,试验结果表明振动频率在3~5.5 Hz变化时,机架左右方向振动测量值范围在4.2~5.4 m/s~2,在设备可承受振动范围内,双筛面减振效果明显。通过单因素试验确定筛面形式为锯齿筛,另外,设计了电动推杆式自动卸膜装置,耗时4.1 s完成卸膜任务。选取机具前进速度、逐膜筛振动频率、逐膜筛振幅、锯齿间距作为试验因素,运用响应曲面法并在Matlab2013a软件中绘制四维切片图来分析各因素对残膜回收指标的影响效应,结果表明试验因素对残膜回收质量有较大影响,综合优化结果为机具前进速度0.73 m/s,逐膜筛振幅99 mm,逐膜筛振动频率为280 r/min,筛面锯齿间距12 mm,此时残膜回收率为91.26%,缠膜率为4.27%,膜土比为2.16。该研究不仅为农机市场提供了一种实用机具,也为残膜回收机械创新研发和优化提升提供了理论依据和参考借鉴。