燕麦收获机切-轴流脱粒防缠装置参数优化试验

针对燕麦机械收获过程中因茎秆破碎效果差易导致的茎秆缠绕、筛板堵塞问题,利用自行研制的切-轴流脱粒试验台开展作业优化试验,分析试验台组合参数对作业脱粒质量和防缠绕能力的影响规律。以试验台滚筒工作状态转速差和脱出物中籽粒质量为主要性能指标,开展了轴流滚筒转速、切-轴流双滚筒水平方向中心距和垂直方向高度差的正交试验。结果表明:在轴流滚筒转速800r/min、滚筒水平中心距800mm、垂直高度差50mm时,脱粒装置防缠绕性能较好,轴流滚筒转速波动在0~16r/min范围内;在轴流滚筒转速900r/min、滚筒水平中心距750mm、垂直高度差为0时,组合装置的脱粒效果较优;试验台优化后参数组合可信,破碎防缠效果提升显著,滚筒工作状态平稳。研究结果可为燕麦及其他杂粮收获机械的研制改良提供参考。

胡麻脱粒清选装置作业过程仿真与试验

针对分段收获后胡麻脱出物形状差异小、混杂程度大、清选困难等问题,设计了胡麻脱粒清选装置。为提高胡麻脱粒清选装置作业效率,探究胡麻脱粒物料气流式清选机理,以装置气流清选系统为研究对象,分别建立清选系统CFD模型和胡麻脱出物DEM模型。采用CFD-DEM耦合仿真技术,通过研究各组分脱出物料的运动轨迹与空间位置分布,得出清选系统内胡麻脱出物分离规律,并进行验证试验,校验仿真模型可靠性。仿真试验表明,胡麻脱粒物颗粒在清选系统内气流场的作用下表现出较好的分离清选效果,同时,通过分析模拟试验所得到的胡麻脱粒物颗粒数量和平均速度变化曲线,探明了胡麻脱粒物料在分离清选作业过程中运移的平均速度和数量的变化规律。验证试验表明,该装置在最佳工作状态下作业后胡麻籽粒的清选损失率为2.78%,含杂率为2.23%,与仿真模拟胡麻籽粒损失率(2.05%)、含杂率(1.56%)相比,二者试验结果分别仅相差0.73、0.67个百分点,实际试验结果与仿真模拟结果吻合度较高,验证了模型的可靠性。

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。

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。

不同脱粒元件对切流与纵轴流水稻脱粒分离性能的影响

为研究不同脱粒元件对切流与纵轴流脱粒分离性能的影响,该文在自行研制的纵轴流脱粒分离试验台上,利用自制的矩形齿板、短纹杆-板齿、钉齿、刀形齿、梯形板齿对喂入量为7及8kg/s的水稻进行了脱粒分离性能试验,对比切流装置在不同脱粒元件下的功耗和初脱分离率及纵轴流复脱装置在不同脱粒元件下的总功耗、夹带损失率、脱净率、破碎率、脱出混合物轴向和径向分布等指标。结果表明,在7kg/s水稻喂入量时,刀形齿切流装置初脱分离率最高为47.71%,钉齿纵轴流复脱装置夹带损失最低为0.25%;切流装置采用刀形齿且纵轴流复脱装置采用钉齿,在8kg/s水稻喂入量时,单位功耗最低为8.51kW/(kg·s),夹带损失最低为0.31%,脱净率达到99.96%。

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。

小区育种纵轴流脱粒分离装置试验研究

为获得小区育种纵轴流脱粒分离装置最佳作业参数,依据小区育种收获机理,通过改变影响纵轴流锥型滚筒脱粒分离装置作业性能指标的4个主要作业参数:物料喂入量、滚筒转速、脱粒间隙、吸杂风机转速,以装置罩壳内部籽粒残留率、脱粒总损失率、分离含杂率及脱粒破碎率为评价指标进行装置作业性能试验。结合正交试验研究,应用综合评分法得出了装置作业时各参数的最优组合,即:喂入量为0.3 kg/s、滚筒转速为1 600 r/min、脱粒间隙为8mm、吸杂风机转速为1 100 r/min。按照该最优组合作业参数进行试验,试验结果表明,装置脱粒总损失率为0.45%、分离含杂率为16.16%、罩壳内部籽粒残留率为0.04%、脱粒破碎率为0.46%,符合小区育种收获要求。

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。

两种轴流脱粒分离装置脱出物分布规律对比试验研究

该文在自行研制的轴流脱粒分离装置试验台上,利用水稻对螺旋叶片板齿组合式与钉齿式轴流脱分装置脱出物分布规律进行了试验研究,得到了两种装置脱出物沿轴向与周向分布曲线与方程。结果表明,两种装置脱出物分布规律曲线沿轴向呈Peal-Reed模型,沿周向均为系数不同的多项式形式。脱出物沿轴向与周向分布不均匀,且两种装置脱出物特性不同。

轴流脱粒与分离装置脱粒过程的高速摄像分析

以螺旋叶片、板齿组合式轴流脱粒与分离装置为研究对象,借助高速摄像技术对稻谷的脱粒过程和脱粒后籽粒的运动方式进行了观察,通过观察分析可知,籽粒在脱粒部件梳刷、冲击、碰撞及物料之间相互搓擦的作用下,从枝梗上分离下来,期间稻穗呈环扣状,籽粒以环扣为中心向四周散射。稻谷进入脱粒空间后迅速形成薄层,并在脱粒部件和导向叶片的联合作用下,旋转向前涌动。当稻谷层受到冲击和梳刷作用时,瞬间被压缩,随之被抛离,呈蓬松状态,使被脱下的籽粒有机会穿过蓬松茎秆层分离出去。

钉齿式轴流装置脱粒过程高速摄像分析

以自行研制的钉齿式轴流脱粒与分离装置为研究对象,借助高速摄像设备对脱分空间内稻谷的整体运动过程、断穗的运动和脱粒过程以及自由籽粒的运动过程进行了在线拍摄。通过高速摄像图像慢放分析得出:稻谷进入脱分空间后,错综复杂地交织在一起,在旋转钉齿和导向板的共同作用下,稻谷流沿滚筒轴向螺旋向前涌动断穗的运动轨迹是抛物线,其运动不平稳,速度容易出现波动。单个自由籽粒在无外界干扰时近似作匀速直线运动,运动方向与滚筒轴线方向呈。脱分空间内一定夹角。

螺旋叶片带板齿式轴流脱粒与分离装置试验台功耗的试验研究

利用自行研制的螺旋叶片带板齿式轴流脱粒与分离装置试验台,以喂入量、滚筒线速度和导板导角作为试验因素,采用正交旋转组合设计的试验方法,对水稻脱粒与分离过程中的功耗进行了研究,得到以下结论:随着喂入量的增加,功耗增大;当滚筒线速度过大或过小,功耗均增大;功耗随着导板导角的增大而减少。

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。

裸燕麦脱粒与分离装置二次正交旋转组合试验研究

目前,我国针对裸燕麦收获机械的研究仍处于发展中阶段,存在着脱粒与分离装置功率消耗大、作业损失率高等问题。为此,根据轴流式脱粒分离装置对裸燕麦进行脱粒与分离试验研究,采取二次正交旋转组合的试验方法,研究对脱分性能产生影响的滚筒转速、喂入量、凹板栅条间距为因素两两交互作用对功耗、杂余率、断穗率、总损失率的影响,确定了最佳组合参数为滚筒转速586r/min、喂入量1.30kg/s、凹板栅条间距11mm。验证试验得出功耗实际值为6.03kW、总损失率为0.87%,杂余率28.03%,断穗率为3.43%,符合国家评价标准。

组合式轴流装置稻谷脱出物的分布规律

对组合式轴流装置脱出物沿轴向分布规律进行了试验研究,结果表明:脱出物沿轴线方向分布不均匀,总体上先增加而后减少,在距喂入口0.9～1.6m区间有一个高峰值;同时,对脱出物分布规律在滚筒转速、喂入量、顶距不同条件下进行了试验研究,结果表明:各参数对脱出物沿轴向分布趋势无影响,脱出物高峰值与滚筒转速、喂入量、顶距成正比。

组合式轴流装置谷物流运动分析——基于高速摄像技术

基于高速摄像技术对组合式轴流装置脱分空间的自由籽粒、短茎秆和中长茎秆的运动状况进行了观察与数据采集,得出它们的运动轨迹和速度图,并进行分析。通过对谷物流的整体运动进行观察和分析,为建模与仿真研究奠定了基础。

轴流脱粒、分离机理及仿真研究的发展探讨

脱粒装置是谷物收获机械的重要工作部件,它直接决定了整机的工作性能。目前,国内外谷物脱粒与分离装置的研究趋势是采用轴流脱粒装置。为此,研究了轴流脱粒与分离装置的类型;介绍了轴流脱粒分离的特点,分析了国内外脱粒与分离机理的仿真研究现状,并对轴流脱粒与分离机理的仿真研究方向做了展望。

钉齿式双滚筒轴流脱粒与分离装置的试验研究

利用自行研制的试验台,对切向喂入的钉齿式双滚筒轴流脱粒与分离装置进行多因素的性能试验,得出了滚筒线速度、导向板导角、喂入量同功耗、脱不净率、茎秆破碎程度、夹带损失率、总损失等性能指标的试验结果,明确了相互关系及影响,分析了脱出物沿轴向分布规律。

板齿-栅格凹板单轴流脱粒分离装置的性能试验

利用自行设计的板齿-栅格凹板组成的脱粒分离装置,在试验室内对水稻进行脱粒分离的单因素试验,通过计算和分析,总结出滚筒转速与喂入量的变化对脱粒损失、未脱损失、断穗率、糙米率、功率消耗以及茎秆破碎程度的影响规律和原因,指出该装置具有脱粒分离性能增强、脱不净率低、脱粒损失小、断穗少和脱出物中轻杂物含量较高的特点。