鲜食玉米果穗的物理力学特性

目的:针对鲜食玉米在机械脱粒过程中存在籽粒破损的问题,研究对籽粒造成挤压破坏的最小挤压力和实现玉米籽粒与玉米芯分离的最小轴向及径向剪切力。方法:采摘3个不同时期的果穗,利用万能拉压型试验机对果穗开展挤压及剪切试验。结果:结果表明,果穗的籽粒会经历3个阶段,即籽粒的形变、破损、爆浆阶段。在不同采摘期,含水率均值分别在71.51%±2.00%、64.96%±2.00%、50.21%±2.00%的条件下,籽粒破损临界点所对应的试验力的平均值分别为81.7、644.5、960.4 N;轴向剪切试验结果表明,果穗所受到的轴向剪切力的平均值分别在25.3、60.8、234.1 N时,第1、2排籽粒被完全切除;径向剪切试验结果表明,单籽粒果穗被径向切除的试验力的平均值分别为20.5、12.1、6.8 N。结论:本研究获得的重要物理力学参数可为鲜食玉米脱粒机关键部件的设计提供理论依据和参考。

鲜食玉米脱粒机的设计与试验

设计一种轴向滚筒式鲜食玉米脱粒机以实现变径脱粒,并针对鲜食玉米脱粒机的核心脱粒部件进行仿真分析,以分析所设计的脱粒机的性能。根据理论分析和仿真结果设计了脱粒样机,开展了脱粒试验。选取滚筒转速、陀螺转速、转轴轴距、为本次试验三个试验因素,以籽粒破损率及果穗未脱净率为试验指标。试验结果确定得到滚筒转速为86.5~128.5r/min、陀螺转速为213~297r/min、转轴轴距为46~56mm。本研究为鲜食玉米脱粒机的设计与制造提供了新的脱粒理论基础,有望推动鲜食玉米加工技术的进一步发展与应用。

国内玉米脱粒机知识产权保护现状

玉米脱粒加工是玉米果穗收获后重要的加工生产环节,通过使用专业化机械设备进行脱粒加工能够有效提升生产效率,降低劳动强度,缩短加工生产周期。随着行业技术的发展,玉米脱粒机的结构形式和应用效果也在不断地进步,而与之相关的知识产权保护问题也日益突出,通过对该领域的知识产权保护现状进行分析,探讨行业内知识产权保护存在的短板和未来的发展方向,为农业机械设备知识产权保护提供参考。

玉米种子仿生脱粒机设计与试验

为解决玉米种子脱粒过程中籽粒损伤严重的问题,根据鸡喙优良的切入籽粒间隙无损伤离散大片籽粒的能力,以及裸手差速低损伤脱粒的特性,设计了新型玉米种子仿生脱粒机,主要包括离散辊、脱粒辊、差速辊等。并对仿生脱粒机与TY-4.5型玉米脱粒机进行对比试验,结果显示:对郑单958玉米果穗,仿生脱粒机未脱净率为0.30%,破损率为0.31%,且玉米芯完整无破损;TY-4.5型脱粒机未脱净率为0.29%,破损率为0.90%,玉米芯破损严重。对先玉335玉米果穗,仿生脱粒机未脱净率为0.05%,破损率为0.35%,玉米芯完整无破损;TY-4.5型脱粒机未脱净率为0.09%,破损率为0.95%,玉米芯破损严重。在两机未脱净率相近情况下,玉米仿生脱粒机籽粒破损率较TY-4.5型脱粒机明显偏低,玉米芯无破损,含杂少,可用于种子玉米果穗脱粒。

变径变间距螺旋板齿式玉米脱粒机设计与试验

针对传统种子玉米脱粒机作业时所引起的籽粒脱粒损失率大、破碎率高,果穗轴碎芯较多,对玉米种子发芽及后续清选作业产生严重影响的问题,研制了一种变径变间距螺旋板齿式玉米脱粒机。结合挤搓式脱粒工艺及仿生技术,对样机关键作业部件变径变间距螺旋板齿式脱粒装置及排芯口变刚度压板装置进行了设计与理论分析,并结合该脱粒机进行了相关种子玉米果穗脱粒试验。结果表明,利用该变径变间距螺旋板齿式种子玉米脱粒机进行作业,籽粒破碎率为0.45%~0.64%,脱粒损失率0.30%~0.53%,脱粒含杂率为4.13%~5.83%,能够实现种子玉米果穗高脱净、低破碎、少碎芯的脱粒作业要求。

立式轴流玉米单穗种子脱粒机试验参数优化

采用二次正交旋转组合试验方法,取脱粒滚筒线速度、风口真空压强、果穗含水率为影响因素,破碎率、含杂率、未脱净率、吸杂误夹种率为目标函数,对影响玉米种子脱粒效果的部件尺寸和作业参数进行了试验验证和优化设计。试验分析得出:当脱粒滚筒线速度4.6~5.5 m/s、果穗含水率14.4%~15.9%、风口真空压强为6.3 MPa时,含杂率低于1.1%,破碎率低于0.86%,未脱净率低于1.1%,吸杂误夹种率低于0.44%。该试验研究可应用于立式轴流玉米单穗种子脱粒机的产品优化设计和作业参数选择。

基于TRIZ的专利群规避方法研究与应用

目前专利规避设计主要是针对单一专利进行规避设计,然而单一专利规避设计只可规避特定的专利,规避结果仍然有侵犯该专利群中其它专利的风险。因此,集成TRIZ(teorija rezhenijia inzhenernyh zadach,发明问题解决理论)创新方法与专利群规避方法,提出一种系统化的专利群规避方法,用于产品创新设计。首先,通过关键词和IPC(international patent classification,国际专利分类)的布尔运算检索确定目标专利群;然后,通过TRIZ方法中的库组件将专利群中的各个专利联系起来,并通过组件-功能分析建立专利群总功能模型图来确定需规避的问题;接着,应用组件规避、功能规避以及TRIZ创新方法来获取初步解决方案,并进行专利侵权判定及专利组合申请;最后,以某公司玉米脱粒机专利群为实例,应用提出的方法进行专利群规避设计,改进了玉米脱粒机并申请相关专利。结果表明改进后玉米从进料斗由螺旋送料装置送至脱粒辊处,脱粒辊上螺旋分布的脱粒刺使玉米边前进边旋转,达到脱粒效果,改进后玉米脱粒机具备破碎率低、脱净率高及工作效率高的优点。实例验证表明基于TRIZ的专利群规避方法有效实现了对已有专利群的创新规避设计。

基于MatLab玉米脱粒机清选机构优化设计

为了减小大型玉米脱粒机在工作过程中清选运料机构的振动,提高轴承等机械部件的使用寿命,对5 TY-1 9 0型玉米脱粒机清选机构进行了运动学分析,选用机构的平动性、运动稳定性作为优化目标,以机构的清选筛拉杆的横纵坐标作为优化变量,采用解析法建立了清选运料机构的数学模型。在清选运料机构—曲柄和双摇杆运动分析基础上,利用Mat Lab中Simulink模块进行了运动仿真和优化分析,优化了清选运料机构的机构参数,即当摇杆1为675mm、连杆2为3 425mm、摇杆3为605mm、连杆4为350mm、连杆AB为2 946mm、连杆BC为4 7 9 mm时,机构传递效果最好,振动最小。为了验证优化结果 ,进行了实际脱粒试验,通过对不同结构参数组合整机及运料机构的振动情况来看,优化后的结构参数在脱粒过程中运行平稳、振动小。该研究形成的清选运料机构的运动规律为大型农机具运料机构的运动平稳性研究提供了参考,具有一定的指导意义。

低损伤玉米种子脱粒机整机结构设计

设计了一种利用筛选与负压气流风选相结合、对差速式玉米种子脱粒装置脱下的玉米种子进行清选的新机型。与同类机型相比,该机具有生产效率适中、脱粒质量与清选效果好等优点。

ADAMS在YT3.5型玉米脱粒机设计中的应用

为了研究YT3.5型玉米脱粒机,应用ADAMS软件建立了YT3.5型玉米脱粒机仿真模型,对YT3.5型玉米脱粒机进行了动态仿真;同时,分析了玉米的速度变化曲线和玉米所受冲击力变化曲线,测定了作用于玉米的冲击力。实践表明,应用ADAMS软件设计农业机械是可行的。

冲击载荷作用下玉米种子的有限元分析

为提高钉齿式玉米脱粒机在实际使用过程中的脱粒效果,进一步降低脱粒过程中玉米的破损率,对5 TY-10钉齿式玉米脱粒机不同转速(500、700、900 r/min)、含水率为10%的玉米籽粒不同部位在冲击载荷下受力进行仿真分析,采用LS-DYNA求解器对单个籽粒按照顶面受载、腹面受载、侧面受载等情况进行对比分析。结果表明:玉米籽粒不同部位受冲击,其受力大小不同,且随钉齿转速的增加,侧面、顶面、腹部中截面受力逐渐增大;当钉齿转速相同时,玉米籽粒腹部受冲击时中截面受力最大,侧面、顶面中截面受力大小相近。本研究可为钉齿式玉米脱粒机的设计提供必要的力学支撑,为玉米脱粒机的设计和优化提供技术指导和理论依据。

离散元法在玉米脱粒机优化设计中的应用研究

为了能够提高玉米脱粒机的性能,深入地研究了离散元法在玉米脱粒机优化设计中的应用。首先,分析了离散元法的基本理论;接着,讨论了玉米脱粒机的主要性能参数;最后,利用MATLAB软件编制了基于离散元法的玉米脱粒机性能分析的仿真程序,研究了滚筒转速和功率对玉米脱粒机脱净率和破碎率的影响,从而能够选择了最优的滚筒性能参数。

单滚筒钉齿式玉米脱粒机的研制

为了减少操作者的劳动强度,降低未脱净率和破碎率,从脱粒机局部构件到整机设计,从结构优化到性能分析,通过对主要部件进行计算、校核、仿真、调试,对单滚筒玉米脱粒机进行了设计和制造。脱粒机增加了动力装置和吹风装置,并且对脱粒滚筒进行了改进和优化,优化后的单滚筒玉米脱粒机脱粒效果良好。

玉米脱粒机除雪除杂装置结构优化设计

为了提高5TY-190型玉米脱粒机的工作效率,基于理论分析,利用UG软件建立三维模型,针对清雪筛下方集雪装置和风机口处集雪装置进行了结构优化设计,解决了5TY-190型玉米脱粒机在实际工作中产生的积雪和杂物堆积问题,对农机领域有较强的实际应用价值。

南疆小地块玉米收获机械化解决方案

针对目前南疆单户玉米种植模式,种植面积小,无法实现集中管理、联合作业的现状,通过引进、消化、吸收玉米割晒机、户用型玉米剥皮机、脱粒机,在南疆开展技术集成与示范推广工作。通过示范推广,解决了南疆玉米收获过程中人工作业劳动强度、效率低等问题。

适于加纳的电动玉米脱粒机作业技术规程

我国电动玉米脱粒机是一种采用电动机、可将玉米粒和梗分离的机械,其在加纳作业,要以安全生产为基础。笔者阐述了电动玉米脱粒机安装、作业前准备、作业、使用安全注意事项、维护保养等,以便加纳操作人员掌握该机作业技术规程,提高加纳玉米的生产效率和机械化水平。

5TN-1型玉米对生种子脱粒机的设计

为满足玉米超高产栽培技术的需求,提高玉米对生种子的脱粒速度和效率,根据玉米对生种子的特殊生理习性,研究开发了5TN-1型玉米对生种子脱粒机。介绍玉米对生种子的脱粒原理,分析玉米对生种子脱粒机主要结构的设计思路,并对脱粒机的性能进行试验分析。试验结果表明,该机结构合理、性能可靠、适用范围广泛。

玉米脱粒机清选装置的研究现状及发展趋势

玉米脱粒机清选装置的性能是影响整机工作性能和玉米籽粒净度的重要因素。为此,综述了国内外玉米脱粒机清选装置的发展情况及研究现状,并从清选风机和振动筛的组合形式对清选性能的影响进行了剖析,提出了玉米脱粒机清选装置的发展趋势,为清选装置后续的研究提供参考。

小型玉米脱粒机机架模态分析与优化设计

为避免小型玉米脱粒机机架与外部激励频率发生共振,保证工作稳定性,对小型玉米脱粒机机架进行多目标优化设计。使用ANSYS Workbench软件构建机架有限元模型及模拟分析前6阶模态和振型,得出优化前机架前6阶固有频率为48.26~156.76 Hz,其中1阶固有频率接近电动机产生的激励频率。通过灵敏度分析法探索影响机架1阶固有频率和质量的因素及次序,确定优化设计因素,并建立因素与优化目标数学模型,采用中心复合设计(CCD)和最佳填充空间设计(OSF)试验方法进行仿真。仿真结果表明,影响频率的结构参数从大到小依次为挡料板厚度、方钢及侧板厚度、下料板厚度、导风板厚度、下料板与导风板夹角;两种试验法对质量的优化结果接近,但在提高1阶固有频率方面CCD要优于OSF,CCD优化方案对机架的1阶固有频率提高了16.8%,质量下降了17.1%;最后通过振动分析仪测定优化前后机架固有频率,测得改进后机架1阶固有频率实际值为57.48 Hz,达到了避免共振的目的,整机作业过程稳定、安全可靠,同时为相关机具的优化改进提供了理论参考。

螺旋挤搓式自动玉米脱粒机的设计

目前玉米脱粒机均为人工控制上料工作,其上料速度的不均匀直接影响脱粒机的寿命及玉米脱粒程度,同时传统的脱粒机都是采用打击原理设计,对玉米籽粒伤害很大。针对上述情况,提出一种基于STM32传感器控制的自动螺旋挤搓式玉米脱粒机的自动控制系统。该系统在STM32的控制下通过步进电机实现自动上料、螺旋挤压式玉米脱粒系统完成玉米的脱粒及籽粒与玉米芯的分离,采用全自动化控制,同时能有效地降低玉米籽粒的损伤率,提高玉米的脱净率及玉米芯的完整度。