机械式漏播检测与补种装置设计与试验

针对玉米播种作业过程中常出现的漏播问题,采用冗余设计方法,研究一种机械式漏播检测与补种装置。通过跨越式探种杆对主排种窝眼轮充种情况进行持续检测,并带动锁杆完成对补种装置锁定与解锁,实现漏播补种。设计一种新型探种杆结构,采用双压头结构的探种杆,提高漏播检测精度;优化检测装置结构参数,实现对补种装置的快速锁定与解锁;通过对补种装置进行运动分析,确定补种装置结构参数及同步补种条件,提高播种质量。结合理论分析,选取作业速度、探种角度和补种复位弹簧最大作用力为试验因素,以漏播指数与合格指数为性能指标进行单因素试验与正交试验。确定较优的参数组合:作业速度0.9 m/s,探种角度45°,复位弹簧最大作用力12 N。在该条件下漏播指数为3.4%,合格指数为94.5%,满足精量播种作业要求。

立式玉米脱粒装置设计与试验

为减小脱粒机械整机尺寸,提高机械通用性,采用立式脱粒方式,设计一种锥形外筒与轴流脱粒滚筒相配合的立式脱粒装置,在控制脱粒装置尺寸的同时保证脱粒质量。阐明立式脱粒装置的结构与工作原理,分析脱粒过程中脱粒元件的受力情况,设计一种弓齿式脱粒元件。通过EDEM软件对果穗与弓齿接触时的受力进行仿真分析,确定最佳弓齿直径为10 mm。以滚筒转速、脱粒间隙和弓齿弯曲半径为试验因素,以籽粒破碎率为试验指标进行试验并进行单因素方差分析。结果表明:籽粒破碎率随滚筒转速增加而增加,随脱粒间隙增加而减小,随弓齿弯曲半径增大而减小,其中滚筒转速与脱粒间隙对立式脱粒装置籽粒破碎率影响较为显著。最终选出立式脱粒装置最优的滚筒转速为300 r/min,脱粒间隙为80 mm,弓齿弯曲半径为20 mm,此时籽粒破碎率为4.67%,符合国家标准要求。该研究为开展新型玉米脱粒装置提供新的思路。

新型横辊式玉米摘穗装置设计与试验

针对我国丘陵山地玉米种植区地块小、回转难、坡地多等制约着我国玉米收获机械化的一系列问题,设计了一款横辊摘穗割台,实现了在丘陵山地复杂地形的玉米机械化收获。该割台采用横辊摘穗技术,整机长度较常规玉米收获割台缩短0.7 m,有效减小了整机的回转半径,提高了收获机对复杂地形的适应性;采用Box-Behnken试验方法,研究了横辊摘穗辊配置角度、机具前进速度、摘穗辊转速对摘穗过程中果穗损失率的影响规律,建立了试验因素与考察指标之间的回归方程,并生成了相应的响应曲面;结果表明:横辊摘穗割台的摘穗辊配置角度、机具前进速度、摘穗辊转速对收获过程的果穗损失率有显著的影响;最终确定了最佳组合为摘穗辊配置角度26°,机具前进速度2 km/h,摘穗辊转速1050 r/min,在该条件下进行了试验验证,平均果穗损失率为1.227%,低于国家玉米收获机械技术标准要求。

玉米籽粒直收机板齿式脱粒装置设计与试验

为满足黄淮海地区较高含水率玉米籽粒直收作业要求,解决现有玉米系列直收过程中易出现籽粒损伤和未脱率高的问题,结合黄淮海地区玉米收获特点,设计了脱粒齿板与脱粒凹板螺旋分布的板齿式脱粒滚筒,以及结合圆管栅格脱粒凹板的板齿式纵轴流脱粒装置。对关键部件进行理论分析,确定了影响脱粒性能的主要因素。通过4YZ-6型玉米籽粒直收机进行单因素试验,得到脱粒性能较好时滚筒转速、脱粒间隙、板齿长度的变化范围。以滚筒转速、脱粒间隙、板齿长度为试验因素进行正交试验,确定了较优的参数组合:滚筒转速为350 r/min,脱粒间隙为53 mm、板齿长度为100 mm。在该条件下,玉米果穗的籽粒破碎率为2.73%,未脱净率为0.41%,符合国家相关标准。