荞麦切流-横轴流双滚筒脱分试验研究

荞麦具有不同于普通谷物的收获特性,而两段式收获被认为是其最佳的机械化收获方式。目前,关于荞麦两段式捡拾收获的脱粒分离装置的试验研究鲜有报道。为此,在自行研制的切流-横轴流双滚筒捡拾收获试验平台上进行了荞麦的脱粒分离试验研究,即采用四因素三水平的正交试验,研究了荞麦籽粒含水率、喂入量、脱粒滚筒线速度和脱粒间隙对破碎率、含杂率、损失率和脱分功率等性能指标的影响规律。结果表明:影响荞麦脱粒分离性能的试验因素重要性次序依次为籽粒含水率、脱粒间隙、滚筒线速度及喂入量;荞麦两段式捡拾收获最优的脱粒分离作业参数为籽粒含水率20%、脱粒间隙35 mm、脱粒滚筒线速度17.27 m/s、喂入量1.2 kg/s;最优脱粒分离作业参数下脱出物中各类杂余占比较小,表明装置适用于荞麦两段式捡拾收获的脱粒分离作业。研究可为两段式荞麦捡拾收获机的脱粒分离装置研发提供理论支撑和试验支持,对荞麦产业的机械化发展具有重要意义。

国内外单纵轴流脱粒系统喂入技术研究现状

大型高效联合收获机大都采用纵轴流脱粒系统。为了提高我国联合收获机的工作效率和工作质量,推动我国纵轴流联合收获机的发展进程,系统概述了单纵轴流脱粒系统的工作流程及总体布置形式,针对单纵轴流脱粒系统的喂入问题现状及形成原因进行了分析总结,对国内外单纵轴流脱粒系统的喂入技术应用现状进行了归纳梳理,为我国研发高性能、高效率的单纵轴流式联合收获机提供了参考。

纵轴流柔性弯齿式大豆脱粒装置的设计与试验

针对大豆脱粒装置在收获过程中易堵塞、籽粒损失率和破碎率高的问题,设计一种纵轴流柔性弯齿式大豆脱粒装置。本文阐述柔性脱粒元件及被动可转动式凹板筛的结构及工作原理,对脱粒弯齿进行受力分析,以EDEM和Recurdyn耦合仿真试验验证柔性脱粒元件在脱粒时与籽粒接触力的分析;通过响应面优化试验研究滚筒转速、脱粒间隙、喂入量对脱粒效果的影响,建立以籽粒夹带损失率和破碎率为响应值的多元二次回归模型。结果表明,滚筒转速为366.65 r·min^(-1)、凹板间隙组合为20.78 mm×15.78 mm、喂入量为1.286 kg·s^(-1)时脱粒装置脱粒性能最优,其平均夹带损失率为1.767%,破碎率为0.713%。通过田间试验验证满足实际作业需求。

新型板齿式双纵轴流脱粒滚筒在籽粒收获机上的应用

本文介绍了新型板齿式双纵轴流脱粒滚筒装置的结构组成、技术特点以及在牧神籽粒收获机上的应用及试验情况。

切纵流联合收获机小麦脱粒分离性能评价与试验

针对国产切纵流联合收获机在脱粒分离中存在籽粒损失较大和功耗需求较高等问题,将切纵流联合收获机上的切流滚筒、辅助喂入轮和纵轴流滚筒在室内建成切纵流脱粒分离装置试验台,进行喂入量为7.5kg/s的小麦脱粒分离性能试验,获取脱粒分离的籽粒损失和功耗性能指标,借助复数幅值对切纵流脱粒分离装置的脱粒分离性能进行分析,计算出脱粒分离性能指标并进行比较。试验结果表明切纵流联合收获机收获小麦的最佳组合方式为,切流滚筒采用刀形齿、线速度为21.66m/s、入口脱粒间隙为30、出口脱粒间隙为20mm,纵轴流滚筒采用钉齿、线速度为19.63m/s、脱粒间隙为20mm时,所需总功耗为66.64kW,籽粒总损失率为0.56%,最优脱粒分离性能指标为0.8935。

纵轴流脱粒分离装置功耗分析与试验

为准确获取纵轴流脱粒分离装置在水稻脱粒中的功耗特性,借助扭矩传感器、信号采集卡及工控机测控系统在纵轴流滚筒转速为850 r/m in、钉齿间距为100 mm、脱粒间隙为25 mm、草谷比为2.6、喂入量为7 kg/s条件下,于室内台架上进行了水稻脱粒功耗测定试验。通过对水稻脱粒过程中功耗特性的分析,提取水稻脱粒的瞬间功耗,得知钉齿纵轴流滚筒的空载功耗为10.93 kW、脱粒功耗为36.94 kW、机械效率为69.62%。采用单因素试验对影响钉齿纵轴流滚筒总功耗及籽粒损失率(夹带损失率和未脱净损失率)的齿间距、脱离间隙、滚筒转速、草谷比及喂入量进行室内台架试验研究,分析了单个因素对钉齿纵轴流滚筒总功耗和籽粒损失率的影响情况。

切纵流联合收获机小麦喂入量预测的试验研究

为及时获知切纵流联合收获机在田间收获时的喂入量,该文将切纵流联合收获机的切纵流脱粒分离装置在室内建成切纵流脱粒分离试验台并进行喂入量为1～8kg/s的小麦脱分性能试验,通过采集切流滚筒,喂入轮和纵轴流滚筒的脱分功耗,对切纵流脱粒分离装置脱分功耗进行分析,推导出喂入量与纵轴流滚筒净脱分功耗之间的关系,并用采集小麦随机喂入量脱分功耗的方法对切纵流脱粒分离试验装置的喂入量进行预测验证。结果表明,利用纵轴流滚筒净脱分功耗可以较准确的预测切纵流联合收获机在小麦收获中的喂入量,在喂入量≤6kg/s时,预测误差≤0.89%;喂入量在7～8kg/s时,预测误差在1.02%～1.42%之间。

纵轴流玉米脱粒分离装置喂入量与滚筒转速试验

在玉米籽粒直收过程中,脱粒滚筒转速与联合收获机的额定喂入量相匹配才能发挥出最佳的作业效果。为了获得不同喂入量时玉米联合收获机最优的滚筒转速范围,设计了一种零部件可更换、结构参数和工作参数均可调的纵轴流玉米脱粒分离装置,并在自主研制的试验台上以脱粒滚筒转速、喂入量为影响因素,以籽粒破碎率、未脱净率为性能指标进行玉米脱粒试验。通过台架试验、回归分析和单变量求解,最终确定了不同喂入量的最优滚筒转速范围:喂入量为8 kg/s时,最优的滚筒转速为254~486 r/min;喂入量为10 kg/s时,最优的滚筒转速为278~466 r/min;喂入量为12 kg/s时,最优的滚筒转速为313~445 r/min。在以上条件下籽粒破碎率均小于5%,未脱净率小于2%,达到了国家和相关标准的要求。

切纵流联合收获机脱粒分离装置田间试验与参数优化

为了研究切纵流联合收获机脱粒分离装置的最佳结构参数和运动参数,对履带式切纵流联合收获田间试验机进行结构改进、载荷测试系统的构建和水稻田间试验,研究切流滚筒、纵轴流滚筒间隙和切流滚筒、纵轴流滚筒转速对脱粒总功耗、切流滚筒功耗、纵轴流滚筒功耗和夹带损失率等性能的影响。并对总功耗和夹带损失率的数据进行二次多项式回归分析和复合型优化分析得到最佳参数配置:切流滚筒间隙为30.99 mm,纵轴流滚筒间隙为14mm,切流滚筒和纵轴流滚筒转速为892.95、848.95 r/min。试验表明,该参数组合下,脱粒总功耗39.03 k W,切流滚筒功耗11.72 k W,纵轴流滚筒功耗27.31 k W,夹带损失率0.50%。对切流滚筒和纵轴流滚筒下方脱出混合物分布进行了研究,为清选装置的设计与优化提供了依据。

油菜联合收获机集成式纵轴流脱离装置设计与试验

针对油菜联合收获机链耙式输送器结构复杂、输送路程长、存在堵塞的问题,设计了一种集成式纵轴流脱粒分离装置,将强制喂入装置与纵轴流脱粒分离装置合二为一,二者呈"T"字形垂直排布,取代传统的链耙式输送器,依靠强制喂入装置和纵轴流脱粒分离装置实现油菜输送、抓取、脱粒分离功能。依据集成式纵轴流脱粒分离装置的工作过程,确定了强制喂入轮和纵轴流脱粒滚筒直径和转速等主要参数。试验表明,喂入量为2.0 kg/s,强制喂入轮转速在300~450 r/min时,该装置脱粒油菜的夹带损失率低于1.31%;强制喂入轮转速为400 r/min、喂入量在1.0~2.5 kg/s时,夹带损失率低于1.18%,符合油菜脱粒分离装置的设计指标。田间试验表明集成式纵轴流脱粒分离装置可适应油菜联合收获机的作业要求,实现物料由割台至脱粒分离装置的均匀连续输送和脱粒分离功能。

纵轴流式小麦收获机滚筒设计与试验

脱粒分离是谷物联合收获机的主要作业环节,脱粒滚筒又是其中的主要工作部件,其工作参数直接影响着联合收获机的整机性能。为此,设计了一种新型高效纵轴流小麦脱粒滚筒装置,以解决大喂入量状态下小麦收获机所出现的效率低、含杂率高及损失率严重等问题。该滚筒主要由导料月牙、喂入叶片、喂入锥体、纹杆座组合、滚筒壳体,以及排草板等组成。以含杂率、损失率为检测指标,通过正交试验找出最佳参数组合为:滚筒转速800r/min、凹板间隙15mm、滚筒倾角8°,在此参数下谷物的含杂率为0.11%、损失率为0.29%,收获质量符合农艺要求。该机构的设计为纵轴流滚筒技术的提升提供了理论支持。

横置多滚筒组合式脱粒分离装置脱分性能对比试验

为分析多滚筒脱粒分离装置的水稻脱粒分离性能,在自行设计的横置多滚筒组合式脱粒分离装置上,通过更换第一脱粒滚筒、第二脱粒滚筒、第三脱粒滚筒的结构形式,进行喂入量为0~5kg/s的水稻脱粒分离性能试验,对比切流单滚筒、切流滚筒与横轴流组合式双滚筒、切流滚筒与双横轴流滚筒、三横轴流滚筒组合式脱粒分离装置的脱粒分离功耗、夹带损失率、未脱净率、脱出物轴向分布规律以及脱出物杂余含量等性能指标。

切纵流双滚筒脱粒分离性能试验

在切纵流双滚筒脱粒分离性能试验装置上,进行喂入量为6 kg/s的水稻脱粒分离性能试验,研究其最佳脱粒分离的结构参数和运动参数。试验结果表明,切纵流双滚筒联合收割机收获水稻的最佳组合方式为:切流滚筒间隙27 mm,纵轴流滚筒间隙14 mm,切流滚筒线速度为25.9 5m/s,纵轴流滚筒线速度为28.23 m/s,纵轴流滚筒齿杆间距为140 mm。并对切流滚筒脱粒分离籽粒的轴向分布、纵轴流滚筒脱粒分离籽粒的轴向和径向分布进行了研究,为后续清选装置的研究提供了设计依据。

单纵轴流脱粒滚筒的设计与性能试验

针对4LZ–3.0型联合收割机在水稻喂入量和草谷比较大时脱粒滚筒易堵塞的问题,设计了一种单纵轴流脱粒滚筒。该滚筒主要由喂入螺旋装置、辐条、辐盘、脱粒杆齿、排草板组成。脱粒时水稻由搅龙经输送槽输送至喂入螺旋装置处,经螺旋装置叶片轴向输送至脱粒杆齿滚筒进行脱粒。为探讨螺旋装置喂入适应性能,通过单头、双头和三头螺旋装置的选型试验,选定了三头喂入螺旋的脱粒滚筒,以滚筒转速、导向板倒角、脱粒间隙为因素,籽粒破碎率和未脱净损失率为性能评价指标,运用回归分析方法建立了该脱粒系统的数学模型,优化确定了其最佳工作参数组合。试验结果表明:当滚筒转速为800 r/min、导向板导角为23.7°、脱粒间隙为20 mm时,籽粒破碎率为0.113%,未脱净损失率为0.071%。

纵轴流脱粒分离装置脱出物的径向分布规律

为了研究联合收获机上纵轴流脱粒分离装置脱出物的径向分布规律,在自行研制的切纵轴流脱粒分离清选试验台上,分别采用梯形板齿和钉齿纵轴流脱粒滚筒进行水稻试验研究,分析得出了纵轴流脱粒分离装置脱出物的径向分布规律。通过对比可知,纵轴流滚筒采用钉齿时脱出物径向分布更均匀,在相同喂入量的前提下有利于清选。该规律为纵轴流脱粒分离清选装置的设计提供依据。

纵轴流柔性锤爪式玉米脱粒装置设计与试验

针对两熟区玉米籽粒直收过程中籽粒破碎严重、未脱净率高的问题,设计了一种纵轴流柔性锤爪式玉米脱粒装置。该脱粒装置采用纵轴流脱粒滚筒,脱粒滚筒上安装脱粒锤爪,脱粒前段和脱粒后段可更换不同型式的脱粒锤爪,脱粒锤爪与脱粒滚筒柔性连接,以降低籽粒破碎率,实现玉米的柔性低损伤脱粒。脱粒凹板采用分段组合式,便于脱粒段、排杂段的调整,凹板圆柱钢上设计半球形凸起,以增加搓擦力,提高脱净率。选取喂入量、滚筒转速、脱粒锤爪型式作为试验因素进行了正交试验,确定了在不同含水率下,喂入量、滚筒转速和脱粒锤爪的最佳参数组合,结果表明:含水率为25.12%时,最佳参数组合为滚筒转速500 r/min,喂入量8 kg/s,起脱段为扁头脱粒锤爪,平脱段和强脱段为圆头脱粒锤爪,此时籽粒破碎率为3.73%,未脱净率为0.69%;含水率为32.83%时,最佳参数组合为滚筒转速450 r/min,喂入量8 kg/s,起脱段、平脱段和强脱段均为圆头脱粒锤爪,此时籽粒破碎率为4.36%,未脱净率为0.70%。

切流复式双滚筒葵花脱籽清选机的设计

设计了一种切流复式双滚筒葵花脱籽清选机,该机采用双滚筒复式脱粒原理脱粒以提高脱尽率和降低破损率,同时采用风选加筛选的组合清选方式对物料清选,以解决清选不彻底的问题,避免了再次清选,降低了劳动强度。

纵轴流双柔性碾搓式谷子脱粒装置设计与试验

针对谷子机械收获过程中谷码率高、破损率高、未脱净损失率高的问题,设计了一种纵轴流双柔性碾搓式谷子脱粒装置。该装置采用纵轴流脱粒滚筒,脱粒滚筒上通过安装柔性橡胶辊降低了谷子籽粒破损率,从而实现谷子柔性低损伤脱粒,橡胶圈外表面的波浪形凸起对谷子具有很好的碾搓脱粒性能。柔性凹板筛由空心圆柱旋转筛分单元两两相互交错组成,每组两排空心圆柱旋转筛分单元相互交错配合,形成适合谷子籽粒分离的U形孔,凹板筛支撑装置具有微动性,与柔性凹板筛配合形成柔性微动凹板筛,有利于谷子籽粒分离和降低谷码率。选取喂入量、滚筒转速和脱粒间隙为试验因素,以谷码率、破损率、未脱净损失率和功耗为指标,进行了三元二次回归正交旋转组合试验,确定了喂入量、滚筒转速和脱粒间隙的最佳参数组合。结果表明:当喂入量1.4 kg/s、滚筒转速735 r/min和凹板间隙9 mm时,谷子籽粒破损率为0.35%,谷码率为1.78%,未脱净损失率为0.64%,功耗为10.6 kW。

轮式小麦收割机脱粒分离系统技术路线浅析

对国内外小麦轮式联合收割机脱粒分离系统进行整理和分类,同时对各种技术路线的优缺点以及收获作物的适应性进行阐述,对采用不同技术路线机型作业时对收获性能(损失率、含杂率以及破碎率)的影响进行总结,为用户在实际使用过程中的选择提供参考依据。

纵轴流双螺旋滚筒的设计与试验分析

为解决目前国内大豆机械收获出现的损失率大、含杂率高、破碎率高的问题,设计出一款纵轴流双螺旋脱粒滚筒。由于滚筒工作环境及工作载荷复杂,为防止脱粒滚筒在脱粒工作过程与其他结构引起共振或者谐振而影响脱粒效果和机具损坏,利用ANSYS Workbench对设计的纵轴流双螺旋脱粒滚筒进行模态分析。模态分析结果表明:纵轴流双螺旋脱粒滚筒的1阶固有频率为43.881Hz,远大于滚筒自转和发动机自转产生的激励频率,螺旋滚筒结构是安全的。以收获速度为试验因素,破碎率、含杂率、损失率为试验指标,对纵轴流双螺旋脱粒滚筒与普通齿杆脱粒滚筒的作业效果进行对比试验,得出纵轴流双螺旋脱粒滚筒损失率、破碎率、含杂率最大为0.153 9、4.75、3.86,普通杆齿脱粒滚筒最小损失率、破碎率、含杂率为0.502、6.85、0.29。试验结果表明:设计的螺旋脱粒滚筒的破碎率、损失率均低于普通滚筒,能够满足大豆收获的需求。该研究可以为大豆收获脱粒装置的设计提供参考。