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。

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。

面向山区农村小型脱粒机的设计

谷物脱粒是谷物生产机械化中薄弱的"瓶颈"环节,解决谷物脱粒问题具有重要的实际意义。为此,针对广东省山区农村的具体情况,提出了谷物脱粒机的机械化工艺,并在Pro/E环境下运用虚拟开发技术对脱粒机进行了三维建模、运动仿真以及强度校核,为谷物脱粒样机的设计提供了依据。

切轴流双滚筒玉米脱粒试验台设计与试验

黄淮海地区玉米籽粒机收一直受制于收获时籽粒含水率偏高等因素的影响,导致收获后籽粒破损严重,直接影响经济效益,而如何实现玉米籽粒高含水率情况下的低损失收获是目前的发展方向。为此,结合4YL-4/5型联合收获机,设计了一种切轴流双滚筒玉米脱粒分离装置,不仅可用于玉米籽粒收获,也可调整部分技术参数,来完成小麦等农作物的收获工作。所设计的装置由切流滚筒和轴流滚筒两部分组成,切流滚筒的脱粒元件采用半圆头钉齿,轴流滚筒的脱粒元件采用轮廓柔和的板齿和半圆头钉齿交叉组合的排列方式,完成了滚筒、凹版和上盖板的设计。利用ADAMS和ANSYS对试验台的脱粒部分进行动平衡模拟分析和模态模拟分析,增强了试验台工作过程中的可靠性。三因素(滚筒线速度、玉米籽粒含水率、凹版间隙)正交试验表明:在含水率24%~28%范围内、滚筒线速度在17.28~20.16 m/s之间、凹版间隙在32~36mm之间时,玉米籽粒的破损率低于国家标准5%。试验结果表明:影响破损率的因素主次顺序为滚筒线速度>籽粒含水率>凹版间隙;在滚筒线速度17.28m/s、含水率26%、凹版间隙34mm条件下,玉米籽粒破损率最低。研究可为高含水率玉米籽粒直收提供理论依据。

谷物脱粒机机架的静力分析与拓扑优化设计

利用SolidWorks软件建立谷物脱粒机的三维模型,通过ANSYS workbench对其机架进行静力学分析,研究计算机架整体的应力分布和变形位移情况;参考静力学分析结果,以减轻机架质量为目的,对其结构进行拓扑优化设计。结果表明,改进后的机架在满足结构使用性和材料力学性能基础上,质量减少了10.98%,实现了脱粒机机架的轻量化设计,节约制造成本。

基于ANSYS的挤搓式玉米脱粒行为力学特性研究

针对挤搓式玉米脱粒机在实际使用中玉米籽粒受力情况,采用ANSYS有限元分析软件对其单个籽粒、多个籽粒相互支撑时按照顶面受载、腹面受载和侧面受载等情况进行分析。结果表明:采用腹面加载和侧面加载的组合加载方式有利于挤搓式脱粒行为的完成。在保证完成脱粒的情况下,支撑籽粒数目对于顶面加载影响较小,而腹面和侧面加载影响较大。