自走式油菜收获机关键部件的虚拟设计与仿真分析

为了提高生产效率、减轻劳动强度,根据油菜的种植农艺要求,设计了一种自走式油菜联合收获机。通过割台进行收割,经过可调输送装置进行输送,然后进行脱粒清选,最后进行茎秆的粉碎,完成整个过程的收获。为此,主要对行车部分的前后桥进行三维虚拟设计,并用有限元软件Solid Works Simulation进行仿真分析,可以得出前后桥的应力变化、位移变化以及安全系数的变化。

沃得4LY-2.0型履带式油菜收获机

该机由江苏沃得农业机械有限公司研制生产。该机一机多能，拓展作业领域，其结构有5大特色：①将用加长脱粒杆设计，增加脱净效率，提高菜籽品质。②发动机动力强劲，功率储备大，有495型和4102型发动机任选，尤其适合油菜收割。③采用油菜专用多层冲孔筛，使清选更干净；油菜筛与稻麦筛可轻松切换。④采用特殊的分禾器设计，

油菜收获机割台螺旋输送器间隙自适应调节机构研究

针对油菜联合收获过程中由于喂入量波动导致割台螺旋输送器堵塞的问题,设计了一种割台螺旋输送器间隙自适应调节机构,实现喂入量变化时实时改变滑块位移以自动调节输送器与底板之间的间隙。输送器动力学与运动学分析确定了调节机构预紧弹簧最大预紧力和调节位移分别为366 N和50 mm。运用扭矩传感器和高速摄像技术分别开展输送器扭矩和调节位移的性能试验,当弹簧预紧力和刚度分别为293 N和12.65 N/mm时,输送器扭矩为8.267 N·m,减少了40.7%,调节位移为10.2 mm,调节机构性能较优。调节机构对输送器性能影响试验结果表明:增设间隙自适应调节机构可明显降低扭矩并增加最大喂入量,螺旋输送器转速为150 r/min时扭矩减小了23%;转速为200 r/min时,最大喂入量增加至3.5 kg/s,提高了16.7%。喂入量在不大于3.0 kg/s范围内波动时,试验组最大扭矩小于对照组,说明调节机构可较好适应喂入量的波动。田间试验表明间隙自适应调节机构可提高输送器对喂入量的适应性,避免割台堵塞,后续的脱粒装置、清选装置等工作部件未发生堵塞,油菜联合收获机可正常工作。

谷物收获机改装油菜收获机技巧

自2002年以来，青海省互助县农机推广站对约。翰·迪尔佳联3070型收获机进行了改装，使该机能够满足联合收获油菜籽的要求。经过几年的试验和应用，取得了良好的效果，为油菜联合收获开辟了一条新路，现已在全省推广应用。

沃得4LY-2．0型履带式油菜收获机

沃得4LY-2．0型履带式油菜收获机由江苏沃得农业机械有限公司（电话：0511-6341541）生产。可一机多能，拓展作业领域。

自走式油菜薹收获机设计与试验

针对现有油菜薹收获机械匮乏,人工采摘效率低、成本高等问题,结合油菜薹生物学特性与农艺要求,研制了一种自走式油菜薹收获机,可实现自走、自动升降、茎叶统收,一次性完成油菜薹切割、输送与收集等工序。基于动力学与运动学分析了油菜薹收获切割、输送及收集过程,得出了影响收获效率的主要因素,开展了切割装置、拨禾装置、输送装置、割台双升降系统的设计与参数分析。以前进速度、切割线速度、输送带线速度及拨禾轮转速为因素,油菜薹收获漏割率、输送失败率及茎叶破损率为评价指标,开展了二次回归正交旋转台架试验,应用综合评分法确定了最优作业参数组合为:前进速度0.56 m/s、切割线速度0.50 m/s、输送带线速度0.79 m/s、拨禾轮转速49.70 r/min,在最优参数组合下,油菜薹收获效果较优。田间试验结果表明收获机作业后割茬整齐,在最佳参数组合下,漏割率为4.28%,输送失败率为3.42%,茎叶破损率为6.39%,可满足油菜薹实际生产需求。

油菜籽联合收获机作业效果综合测评

我国油菜机收损失率过高,一个重要原因是在实际生产中大多用谷物联合收割机兼收油菜,收获损失难以精准把控,割台损失率、脱粒清选损失率、破碎率都过高,总损失率难以达到行业标准要求,亟待对专用油菜籽联合收获机实际作业性能进行科学准确评价,加大专用油菜籽联合收获机推广应用力度。为此,农业农村部农业机械化总站组织对国内主流的3款专用油菜籽联合收获机开展了包括作业性能和经济性能在内的作业效果综合测评。结果显示,3款机具的含杂率、破碎率、总损失率等作业性能指标均达到行业标准要求,满足生产需要,充分说明油菜籽专用联合收获机的作业性能比兼用收获机更为可靠;3款机具的作业效率均是人工收割油菜的100倍以上,包括人工、机具折旧、燃油在内的作业总成本只有人工的1/10,经济效果显著。通过结果分析,提出以收定种、耕种收一体推进油菜机收,大力发展高效低损油菜收获机具装备,加大机手培训指导减少机收损失等措施建议。

油菜联合收获机梳脱式割台设计

针对油菜植株生物学特性和成熟期果荚易炸裂的特点,设计一种油菜联合收获机的梳脱式割台。通过建立梳脱滚筒、拨禾轮等部件的运动学模型,确定拨禾轮、梳脱滚筒、切割装置和防飞溅罩壳的结构参数和运动参数,确定合理的参数组合,并开展梳脱滚筒运动仿真分析。结果表明,梳脱弹指间距为70 mm,弹指轴向倾角小于82°时,可以实现梳脱元件地面投影对作物完全覆盖;当机组前进速度为0.4~1.8 m/s时,为达到较好的梳脱效果,对应的拨禾轮转速和梳脱滚筒转速分别为20~30、220~270r/min,且二者的水平距离应大于374mm。仿真和田间试验表明,梳脱式割台可以实现油菜收获的拨禾、梳脱、抛送、切割等功能。

对行式油菜薹有序收获机设计与试验

针对油菜薹机械化有序收获装备缺乏的问题,设计了一种对行式油菜薹有序收获机,完成油菜薹对行、夹持切割、柔性输送、有序铺放等收获环节。阐述了收获机整机结构和作业过程,根据切割、输送和铺放过程中油菜薹的运动学和动力学分析,确定了单圆盘切割器、夹持输送装置和导流板等部件的结构和运行参数,解析收获机参数对切割损伤率和铺放角变异系数的影响规律。研制对行式油菜薹有序收获机样机,以机器前进速度、切刀转速、输送带速度和导流板倾角为试验因素,以切割损伤率和铺放角变异系数为评价指标开展四因素三水平Box-Behnken田间试验。利用数据分析软件Design-Export 10建立试验指标与因素之间的二次多项式回归模型,分析各因素对试验指标的影响规律;求解切割损伤率和铺放角变异系数优化模型,得出最优参数组合为:机器前进速度0.5 m/s,切刀转速910 r/min,输送速度0.75 m/s,导流板倾角49°。验证试验表明,较优参数组合条件下切割损伤率为4.95%,铺放角变异系数为9.55%,与预测值之间的相对误差小于5%,能够满足油菜薹有序收获需求。

油菜联合收获机割台损失率测定方法的研究

针对油菜联合收获机割台损失率测定的关键与难点问题,对比分析了现行几种割台损失率的测定方法,指出存在的局限性与不足,提出割台损失率的接样槽测定方法,规定了专用工具的制作方法,给出相应的计算公式和应用范围,阐述了接样槽测定方法的优点和应用中的注意事项,并列举了应用实例。

油菜联合收获机串并联组合式液压驱动系统设计与试验

针对传统油菜联合收获机运动部件多、机械传动路线长且结构复杂等问题,设计了1套应用于4LYZ-1.8型油菜联合收获机的串并联组合式双泵多马达液压驱动系统,通过液压系统测试确定了负载敏感系统节流阀开度与转速间关系;采用正交试验研究割台复合推运器转速、脱粒滚筒转速、抛扬机转速、强制喂入轮转速对负载敏感系统总功耗的影响;开展功耗分析试验对主要工作部件所在回路的功耗进行测量。正交试验方差分析表明:脱粒滚筒转速对负载敏感系统总功耗影响极显著,割台复合推运器转速、旋风分离筒入口风速对总功耗影响显著。液压回路功耗分析试验表明:油菜平均喂入量为1.5kg/s时,割台平均功耗为1.68kW,强制喂入轮平均功耗为1.00kW,脱粒滚筒平均功耗为5.11kW,抛扬机及输送装置平均功耗为2.28kW,风机平均功耗为1.80kW。田间试验表明:串并联组合式双泵多马达液压驱动系统可适应油菜联合收获机的作业要求,能根据不同作业工况实现无级调速。

4LL-1.5Y型履带式油菜联合收获机割台振动分析

针对油菜联合收获机振动剧烈,整机稳定性、工作可靠性和驾驶舒适性较差等问题,以4LL-1.5Y型履带式油菜联合收获机的割台为研究对象,在道路运输(仅发动机工作)、道路运输(发动机与工作部件同时工作)以及田间收获作业3种典型工况下,在割台上选择3个测点,利用DHDAS动态信号采集分析系统对油菜联合收获机割台振动进行了测试,并基于时域分析、小波分析和频域分析对试验数据进行了处理。研究表明:发动机、拨禾轮、割刀的振动是整机主要激振源,但作物喂入割台后,吸收了部分振动,使得拨禾轮和割刀的振动总量分别下降了23.5%和68.7%;振动信号主要集中在0~125 Hz内,油菜联合收获机割台上各激振力的激振频率以低频为主;油菜联合收获机工作时发动机引起的一阶惯性振动频率为29.18Hz;研究结果对提高油菜联合收获机工作的可靠性、降低收获损失、减轻驾驶员的疲劳具有重要意义。

油菜联合收获机割台振动对田间收获落粒影响分析

油菜联合收获机田间作业过程中,割台碰撞和振动引起油菜角果和籽粒脱落,导致割台落粒损失约占收获总损失(8%~10%)的50%,为研究割台振动对田间收获落粒的影响,以4LL1.5Y型履带式油菜联合收获机为研究对象,基于振源分析和在田间收获工况下对割台开展振动测试,确定引起割台振动的关键激振源是发动机(27.53 Hz)和割刀(7.93~8.53 Hz),然后基于Default Shaker液压振动台以0~40 Hz扫频方式确定出影响适收期“华油杂62”油菜角果籽粒脱落的最大频率段为5~10 Hz,在该频率段内开展激振频率对油菜角果和籽粒脱落影响的单因素试验。结果表明,Default Shaker液压振动台激振频率为7 Hz时,油菜植株在横向固定和纵向固定时,其油菜角果和籽粒脱落率均为最大,横向固定时油菜角果和籽粒脱落率最高达3.42%,而传统往复式割刀激振频率在8.0 Hz左右,位于5~10 Hz油菜角果和籽粒落粒最大的频率范围内,割刀的往复运动会引起油菜角果和油菜籽粒大幅落粒,因此割台振动也是造成油菜联合收获机割台落粒损失的重要原因之一。

小型油菜联合收获机双风道气流清选装置的设计与试验

针对油菜收获脱粒清选中损失率与含杂率较高的现状,设计了一种配套小型油菜联合收获机的双风道气流清选装置,主要由圆盘分选筛、斜面集料器、清选筒、离心风机等组成。利用圆盘筛旋转产生的离心力作用对油菜脱出物进行初次筛分,分选得到的籽粒与小杂余的混合物,由斜面集料器收集滑入清选筒内,离心风机的运转使清选筒内产生负压气流,形成双向风道气流,对籽粒进行二次清选。基于流体动力学基本方程进行了双风道气流清选参数设计,利用ANSYS进行清选流场数值仿真分析,在自制试验台架进行了多因素正交试验。将油菜脱出物含杂率、清选筛转速和离心风机转速作为主要因素,通过单因素试验与正交试验,用清洁率与损失率对选定因素进行分析,得到最优清选方案。理论分析、数值模拟与试验结果基本吻合。结果表明:在喂入量为0.1 kg/s时,对于含杂率为15%的油菜脱出物,清选筛转速为50~80 r/min、离心风机转速为1 700~1 900 r/min时,清洁率为95.0%~98.5%,清选性能较好;含杂率为5%、清选筛转速为60 r/min、离心风机转速为1 800 r/min时,清选性能最优,清洁率达98.2%,含杂率小于4.2%。

龙门式电驱动油菜薹收获机设计与试验

针对油菜薹机械化收获装备匮乏的问题,设计了一种龙门式电驱动油菜薹收获机,实现油菜薹切割、夹抛、输送、收集、跨厢面遥控自走功能。阐述了收获机整机设计方案,设计了立式回转夹抛切割装置,确定了分禾器、割刀和夹抛辊结构参数;通过割台夹抛过程力学与运动学分析,明确了油菜薹切割、夹抛输送作业影响因素,确定了割刀、夹抛辊结构和运动学要求;搭建油菜薹收获试验台,以切割效果、输送效果为评价指标开展单因素试验和正交试验,结果表明当割刀转速为234 r/min、夹抛辊转速为120 r/min、喂入速度(机具前进速度)为0.56 m/s时综合收获效果最佳。田间收获验证试验表明,设计的收获机作业效率可达到0.41 hm2/h,综合切割效果为95.6%,综合输送效果为95.2%,满足油菜薹收获要求。该研究可为油菜薹机械化收获装备的结构设计优化提供参考。

多功能油菜联合收获机的现状及发展方向

分析了实现我国油菜机械化收获的意义,提出多功能油菜联合收获机是解决我国油菜机械化收获的关键,重点论述了多功能油菜联合收获机的关键技术、现状和发展方向。

丹阳市油菜分段与联合收获的实践与探索

2020—2022年,丹阳市农业机械技术推广站实施江苏省集成创新项目“智能化油菜分段联合收获装备与技术试验示范”。该项目创新研制模块化、标准化的履带式底盘与割台挂接装置,实现分段、联合收获割台与通用性履带底盘的快速挂接,提升油菜收获装备利用率和适应性;集成油菜联合收获割台分行损失气力式回收装置、分段收获割幅内侧铺放割晒台和双段齿带捡拾台,改进割台落粒回收装置,降低油菜收获损失;集成自动导航系统,配备作业参数监测传感设备,构建作业参数智能化监控系统,形成智能化油菜分段与联合收获装备,提升油菜收获装备作业效率和自动化水平。

油菜联合收获机滚筒筛式复清装置设计与试验

针对油菜联合收获机脱粒分离作业后脱出物组分杂,籽粒细小不易分离,导致清选作业清洁率低、人工复清劳动强度大等问题,设计了一种挂接在粮箱上的模块化滚筒筛式复清装置。基于运动学与动力学分析了物料提升螺旋输送器和筛分装置的结构参数与运行参数范围;以滚筒筛式复清装置的损失率、清洁率及筛分效率为评价指标,以滚筒筛转速、筛网内助流螺旋叶片螺距和筛孔直径为影响因素,基于EDEM开展了三因素三水平正交试验,确定了最佳参数组合,并利用收获关键部件试验台开展了验证试验。仿真结果表明:当喂入量为0.6 kg/s时,滚筒筛式复清装置的较优参数组合为筛孔直径5 mm、滚筒筛转速105 r/min、筛网内助流螺旋叶片螺距250 mm,此时滚筒筛式复清装置损失率为0.92%、清洁率为98.96%、筛分效率为95.12%。台架验证试验表明,带有滚筒筛式复清装置的清选系统工作顺畅,在最佳参数组合条件下,滚筒筛式复清装置的损失率为0.96%、清洁率为98.67%、筛分效率为95.36%,对比未增加滚筒筛式复清装置前清洁率提升了4.38个百分点。研究可为油菜联合收获机清选装置结构改进和优化提供参考。

4LZY-2.5型油菜收获机设计简介

油菜是我国的主要油料作物．全国各地均有种植．尤其是长江、淮河流域，为满足油菜机械化种植产区的需要，从而设计本机。