雙出風(fēng)口多風(fēng)道清選裝置的設(shè)計及試驗研究.pdf

1、隨著高產(chǎn)水稻種植面積的不斷擴(kuò)大，以及國家鼓勵農(nóng)村土地使用權(quán)流動政策的出臺，農(nóng)業(yè)規(guī)模化種植的逐步形成，對聯(lián)合收獲機(jī)械作業(yè)性能、作業(yè)效率等提出了更高的要求。清選裝置是聯(lián)合收獲機(jī)最重要的核心工作部件之一，清選性能的好壞直接關(guān)系到整機(jī)的工作性能。國內(nèi)新研制的水稻聯(lián)合收獲機(jī)在大喂入量脫粒分離技術(shù)取得突破的同時，卻仍然沿用傳統(tǒng)單出風(fēng)口清選技術(shù)與裝置，這就造成了脫粒性能與清選性能的不匹配，制約了整機(jī)作業(yè)性能和效率的提高。開展高性能、高效率清選技術(shù)與裝

2、置的研究，推動水稻聯(lián)合收獲機(jī)產(chǎn)品的升級換代，具有重要的科學(xué)意義和實用價值。
　　針對現(xiàn)有切縱流聯(lián)合收獲機(jī)清選裝置在水稻喂入量≥5kg/s時，籽粒清選損失率大、籽粒含雜率高等問題，提出了一種與斜置切縱流脫粒裝置相匹配的高效清選裝置—雙出風(fēng)口多風(fēng)道清選裝置，并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)值模擬和試驗研究，主要包括以下幾個方面:
　　(1)介紹了國內(nèi)外聯(lián)合收獲機(jī)清選裝置的結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點，指明了多風(fēng)道清選裝置的研究方向，提出了采用CFD數(shù)值模

3、擬和試驗驗證相結(jié)合的手段為雙出風(fēng)口多風(fēng)道離心風(fēng)機(jī)的設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)。
　　(2)針對傳統(tǒng)水稻聯(lián)合收割機(jī)單出風(fēng)口清選裝置存在的問題，提出了雙出風(fēng)口多風(fēng)道清選裝置的總體配置方案，分析了切縱流脫出混合物和氣流在雙出風(fēng)口多風(fēng)道清選裝置的運動情況，通過理論分析和計算完成了雙出風(fēng)口多風(fēng)道離心風(fēng)機(jī)、振動篩及回程輸送板等主要部件和傳動系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計，確定了清選裝置的工作參數(shù)。
　　(3)在Solidworks中建立了三個雙出風(fēng)口多風(fēng)道離心風(fēng)

4、機(jī)的三維流道模型，利用ICEM完成網(wǎng)格劃分，并導(dǎo)入到FLUENT進(jìn)行數(shù)值計算，通過對Z=-162mm截面及Z=-371mm截面上風(fēng)機(jī)內(nèi)部速度場與壓力場、四個風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的速度等勢線與等壓線以及出風(fēng)量大小、風(fēng)速分布范圍等詳細(xì)分析與對比，得出風(fēng)機(jī)Ⅱ性能最優(yōu)。同時，進(jìn)一步分析了轉(zhuǎn)速、分風(fēng)板角度和進(jìn)風(fēng)口直徑等參數(shù)變化對風(fēng)機(jī)Ⅱ內(nèi)部和出風(fēng)口流場分布的影響。
　　(4)完成三種雙出風(fēng)口多風(fēng)道離心風(fēng)機(jī)的制造，構(gòu)建了基于熱線式風(fēng)速儀的風(fēng)機(jī)測量試驗臺，

5、開展了三種風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的風(fēng)速試驗研究，運用Matlab繪制了風(fēng)機(jī)出風(fēng)口速度分布圖，并與仿真結(jié)果進(jìn)行了對比。分析表明，風(fēng)機(jī)CFD數(shù)值模擬結(jié)果與試驗測量結(jié)果量值上相差10％～20％，但總體分布規(guī)律相互吻合，證明了數(shù)值模擬結(jié)果的可行性。為了驗證雙出風(fēng)口多風(fēng)道離心風(fēng)機(jī)的實際應(yīng)用效果，將優(yōu)選出的風(fēng)機(jī)Ⅱ移植到新型斜置切縱流聯(lián)合收獲機(jī)中，通過風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、分風(fēng)板Ⅰ傾角、分風(fēng)板Ⅱ傾角及魚鱗篩開度等田間正交試驗，得出清選性能最優(yōu)參數(shù)組合:A2 C3 B3 D2