切縱流聯(lián)合收獲機脫粒分離裝置參數(shù)優(yōu)化與試驗研究.pdf

1、切縱流聯(lián)合收獲機是將切流和縱軸流脫粒分離裝置相結(jié)合形成的具有脫粒性能好、籽粒破碎率低、喂入能力強、對作物的適應性好等優(yōu)點的全喂入式聯(lián)合收獲機。切縱流脫粒分離裝置為切縱流聯(lián)合收獲機的核心部件，其脫粒分離性能直接決定了整個聯(lián)合收獲機的工作性能，對物料在脫?？臻g內(nèi)的運動、脫粒分離試驗及參數(shù)優(yōu)化進行研究是提高切縱流裝置脫粒分離性能的關(guān)鍵。對脫粒分離裝置進行多因素試驗，建立多因素與脫粒功耗、夾帶損失率等脫粒性能指標的數(shù)學模型，可以量化對切縱流脫粒

2、裝置脫粒分離性能的研究。本文的研究工作主要有:
　　在一定假設(shè)的基礎(chǔ)上，建立物料在切縱流脫?？臻g里的運動模型。根據(jù)切縱流聯(lián)合收獲機脫粒分離裝置的參數(shù)，用Solidworks軟件建立切縱流脫粒分離裝置的三維模型，然后導入到離散元軟件EDEM中。在一定的假設(shè)基礎(chǔ)上建立仿真物料顆粒模型并對物料在脫粒空間中的運動進行仿真。分別分析物料在脫?？臻g內(nèi)x，y，z三個方向上物料運動位置和速度隨時間的變化規(guī)律，得到物料在切流空間內(nèi)沿著滾筒作切向運動

3、，在縱軸流脫粒空間內(nèi)物料作周期性的螺旋運動。仿真結(jié)果與前人使用高速攝影得到的物料實際運動相吻合。
　　基于理論和經(jīng)驗分別對切流滾筒、切流凹板篩、切流頂蓋、縱軸流滾筒、縱軸流頂蓋、縱軸流凹板篩等進行了設(shè)計，并使切流滾筒間隙和縱軸流滾筒間隙分別為15、21、27mm和8、14、20mm三檔可調(diào)，切流/縱軸流滾筒轉(zhuǎn)速為893/849r/min、808/768r/min和723/687r/min三檔可調(diào);構(gòu)建載荷測試系統(tǒng):在主要工作部件（

4、如切流滾筒軸、輸送槽輸入軸、中間軸和縱軸流滾筒軸）上貼應變片、接線、密封以及標定構(gòu)建扭矩傳感器，并在每根軸的外端安裝霍爾轉(zhuǎn)速傳感器，通過扭矩采集模塊和轉(zhuǎn)速采集模塊同步采集信號，再將信號無線傳輸?shù)綔y試分析軟件，最終得到功耗曲線。
　　對試驗物料水稻的相關(guān)特性參數(shù)進行測定，分別在實驗室和田間進行多因素（切流滾筒間隙、縱軸流滾筒間隙、切流和縱軸流滾筒轉(zhuǎn)速）對脫粒分離性能影響的正交試驗。對比田間試驗和實驗室試驗結(jié)果，得到田間試驗的物料喂入

5、更均勻，功耗曲線更平穩(wěn)，最大喂入量略有提高。通過正交試驗重點分析研究了三因素對脫?？偣暮蛫A帶損失率的影響，得到對脫?？偣暮蛫A帶損失率影響的主次因素都為切流/縱軸流滾筒轉(zhuǎn)速、縱軸流滾筒間隙、切流滾筒間隙。建立脫?？偣暮蛫A帶損失率二次多項式回歸分析模型，并綜合考慮脫粒總功耗和夾帶損失率建立目標函數(shù)，使用復合形法對其進行優(yōu)化并獲得最佳的參數(shù)組合為:切流滾筒轉(zhuǎn)速為893r/min，切流滾筒凹板間隙為33mm，縱軸流滾筒凹板間隙為14mm，