切縱流結(jié)構(gòu)谷物脫粒分離理論與試驗(yàn)研究.pdf

1、脫粒分離裝置是聯(lián)合收獲機(jī)的核心部件，它的脫粒分離性能直接決定著聯(lián)合收獲機(jī)整機(jī)的工作性能，對谷物脫粒分離理論與試驗(yàn)進(jìn)行研究是提高聯(lián)合收獲機(jī)作業(yè)性能的關(guān)鍵。本文針對切縱流脫粒分離裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研究谷物在切縱流脫粒分離空間中的運(yùn)動模型，探索切縱流脫粒分離裝置最優(yōu)結(jié)構(gòu)配置方案，提高脫粒分離裝置的輸送、脫粒、分離能力;通過試驗(yàn)探索切縱流脫粒分離裝置性能與其影響因素之間的關(guān)系，建立切縱流結(jié)構(gòu)的脫粒分離模型，得出切縱流脫粒分離裝置在水稻和小麥高效、

2、高性能收獲時的最佳工作參數(shù);這對于提高切縱流聯(lián)合收獲機(jī)的技術(shù)水平，加快產(chǎn)品的升級換代，推動我國收獲機(jī)械行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步等均具有重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。本文在總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，采用理論研究、數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法開展研究工作，本文的研究工作主要包括以下幾個方面的內(nèi)容:
　　 1、基于谷物特性設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可變的切流滾筒和縱軸流滾筒以及用于稻麥農(nóng)作物脫粒的5種脫粒元件;通過對切縱流結(jié)構(gòu)脫粒分離性能影響因素的分析，利用

3、概率理論建立切流滾筒和縱軸流滾筒的脫粒分離概率模型，通過縱軸流滾筒復(fù)脫分離模型計(jì)算出滾筒上脫粒元件的最佳排列組合方式;通過建立切縱流脫粒分離過程的物料流模型，推導(dǎo)谷物從切流脫粒分離裝置喂入縱軸流脫粒分離裝置的運(yùn)動模型;通過建立切縱流結(jié)構(gòu)的變質(zhì)量脫粒分離模型，對切縱流脫粒分離裝置分別進(jìn)行變質(zhì)量和恒質(zhì)量性能對比試驗(yàn)。
　　 2、選取脫粒間隙、滾筒轉(zhuǎn)速、喂入螺旋頭、脫粒元件及其排列組合方式等為試驗(yàn)因素，對切縱流脫粒分離裝置開展多工況多

4、因素的脫粒分離臺架試驗(yàn)，建立主岡素與未脫凈損失率、夾帶損失率、籽粒破碎率、脫粒分離功耗等性能指標(biāo)之間的數(shù)學(xué)模型，分析其對性能指標(biāo)影響的顯著程度，推導(dǎo)切縱流脫粒裝置的多目標(biāo)多因素指標(biāo)評價(jià)方法;在切縱流脫粒分離裝置試驗(yàn)臺上，通過自行設(shè)計(jì)的脫粒分離長度可調(diào)的縱軸流滾筒，進(jìn)行水稻脫粒分離性能試驗(yàn)和籽粒分布試驗(yàn)研究，分析縱軸流滾筒下脫出籽粒的分布規(guī)律，建立縱軸流滾筒脫出籽粒的分布模型，計(jì)算縱軸流滾筒長度;通過計(jì)算縱軸流滾筒頂蓋導(dǎo)流板的最佳導(dǎo)流角對

5、縱軸流滾筒長度進(jìn)行優(yōu)化，確定縱軸流滾筒長度的最優(yōu)值，為切縱流聯(lián)合收獲機(jī)脫粒分離裝置工作參數(shù)的選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
　　 3、通過切縱流結(jié)構(gòu)的脫粒分離性能試驗(yàn)確定縱軸流滾筒上脫粒元件的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)，并對各切流滾筒和縱軸流滾筒組合方式進(jìn)行喂入量為7kg/s的水稻脫粒分離性能檢測;對影響縱軸流滾筒脫粒分離功耗和籽粒損失率的滾筒轉(zhuǎn)速、脫粒間隙和齒間距等主要影響因素進(jìn)行水稻臺架試驗(yàn)，通過對單因素試驗(yàn)結(jié)果的脫粒分離功耗和籽?？倱p失率進(jìn)行

6、歸一化處理，并對影響脫粒分離性能的參數(shù)進(jìn)行回歸分析和回歸效果的顯著性檢驗(yàn)，通過控制脫粒分離性能預(yù)測縱軸流滾筒的最佳參數(shù)以及最佳參數(shù)的置信區(qū)間。
　　 4、在切縱流脫粒分離裝置上進(jìn)行喂入量為6kg/s-8kg/s的水稻脫粒分離性能試驗(yàn)，利用扭矩傳感器和工控機(jī)對切縱流脫粒分離裝置的水稻脫粒分離功耗進(jìn)行記錄，提取縱軸流滾筒脫粒分離功耗;通過在切縱流脫粒分離裝置試驗(yàn)臺上進(jìn)行小麥脫粒分離性能試驗(yàn)，獲取脫粒分離功耗和籽?？倱p失性能指標(biāo)，借助

7、復(fù)數(shù)幅值建立脫粒分離最佳性能指標(biāo)可行域，將脫粒分離功耗和籽粒損失率轉(zhuǎn)換成平面幾何中的向量指標(biāo)，通過計(jì)算脫粒分離性能向量指標(biāo)方向角正切值進(jìn)行分析比較，尋找最優(yōu)的脫粒分離結(jié)構(gòu)和運(yùn)動參數(shù)。
　　 5、在切縱流脫粒分離裝置試驗(yàn)臺上進(jìn)行喂入量為6kg/s-8kg/s的水稻和小麥脫粒分離性能試驗(yàn)，對切縱流脫粒分離裝置脫出混合物分布特性和分布規(guī)律進(jìn)行試驗(yàn)測定與分析，通過脫分系數(shù)矩陣建立籽粒末脫分率、脫分雜余率、脫分籽粒率之間的脫分矩陣方程，為