再生稻联合收获机清选装置内部气流场分析与试验

为了高效完成再生稻脱出物的清选工作,有效利用气流对物料进行吹散分层,并提高水稻籽粒透筛效率,该研究对沃得旋龙4LZ-3.0E型水稻联合收获机清选装置进行了改进,改进的清选装置采用六叶片离心风机作为清选风机,振动筛上筛使用百叶窗筛,其筛片为平整未经冲压的平板状结构。首先运用CFD软件对风机转速1050 r/min、筛片开度分别为20、25和30 mm工作参数下的清选装置内部气流场进行了数值模拟和对比分析,数值模拟结果表明筛片开度为20 mm时筛面上方气流速度的分布均匀,筛片开度越大,筛片之间越容易产生小型涡流,从而造成气流混乱;使用热线式风速仪在试验样机上进行了气流速度测量,对比实测气流速度和仿真的气流波动规律一致,验证了数值模拟结果的准确性;进一步通过田间试验对静态的模拟试验结果进行了补充,分别选取清选筛振动频率为6、7、8 Hz,得出清选筛振动频率6 Hz配合筛片最佳开度20 mm时清选效果最好,其籽粒含杂率为1.52%,损失率为1.11%;且由结果分析可知,百叶窗筛筛片开度大小对清选损失率的影响无主效应。该研究表明百叶窗筛适用于针对再生稻的清选工作,提出了针对再生稻物料的风筛清选装置的设计思路,为进一步研究打下了基础。

小型再生稻联合收获机清选装置的设计与试验

为适应我国再生稻头季的收获要求,研发了适用于小型再生稻联合收获机的清选装置。探讨了多风道贯流风机、百叶窗筛等工作部件的结构、设计参数及工作原理,目的是充分利用清选空间、提高清选效率,满足再生稻头季脱出物物料量大、籽粒含量高的特殊清选要求。台架试验结果表明:该清选室内气流场分布均匀合理。田间试验结果表明:研制的再生稻联合收获机收获平均产量为11250kg/hm^(2)的再生稻头季稻时,总损失率为2.5%,含杂率为1.74%,破碎率为0.07%,作业效率为0.9hm^(2)/h,各项性能指标均符合国家规定技术要求。

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5kg/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,设计了一种纵轴流脱粒分离装置,主要由钉齿脱粒滚筒、栅格凹板筛及可调导向角顶盖等组成。以水稻品种“Y两优911”为试验对象,对该脱粒分离装置进行田间性能试验,结果表明:采用滚筒转速为760r/min、凹板栅条轴向间距为19mm、导向板导角为19°的脱粒分离装置的未脱净率和夹带损失率最小,研究结果可为研制再生稻联合收获机提供参考。

再生稻联合收获机附加切割器的设计及试验

为使再生稻收获机在加宽割幅降低碾压率的同时不降低收获机作业效率,设计了附加切割器,使再生稻收获机共具有3组切割器,作用分别为:割台切割器在保证穗幅差的前提下进行穗头收获,附加上层切割器将要还田的茎秆提前分段切割使其尽快还田,附加底层切割器用于指定高度的留茬作业。以Y两优911为试验对象进行了再生稻收获机与普通收获机收获的对比试验,结果表明:试验装置将直行区域碾压率由50%降低至30%,再生季水稻平均增产1950kg/hm^(2)。同时,进行了附加切割器装置的正交试验,结果表明:在机组前进速度0.97m/s、割茬高度400mm、切割器驱动轴转速400r/min时,附加切割器作业效果最佳。