多滚筒联合收获机清选装置设计与试验

摘要

随着我国水稻连片种植面积的增加，以及水稻产量的逐步提高，联合收获机正走向大喂入量、高效率、低损失率方向发展。本课题以多滚筒联合收获机为试验机型，以提高整机清选性能为目的，同时设计出与多滚筒联合收获机相匹配的清选装置，结合仿真与试验，对整机清选装置进行优化设计。本文主要的研究内容有以下几个方面：
　　（1）多滚筒联合收获机清选装置设计。以多滚筒联合收获机为研究对象，通过多滚筒脱粒分离装置台架试验，得出清选室内脱出混合物分布规律，从清选装置结构出发，根据脱出混合物分布特点，确定了多滚筒联合收获机清选装置结构主要由双层振动筛（上层鱼鳞筛、下层编织筛）、尾筛、前抖动板、四风道离心风机、回程输送板等组成，并设计了各个部件的具体结构及尺寸。
　　（2）回程输送板均布装置的研究。首先对脱出混合物各成分进行了悬浮速度测定。其次主要根据多滚筒联合收获机脱出混合物分布规律，提出一种在回程板上安装均布装置（导流条），并采用颗粒离散元方法，建立了均布装置仿真模型，确定仿真参数，仿真分析导流条的高度、导流条与回程板侧边的角度、导流条的数量对脱出混合物轴向分布的影响，根据仿真结果，选取最优导流条布置方案进行了田间试验，对比改进前后脱出物分布规律的变化。并进行清选性能对比试验，在回程板上布置导流条之后，清选含杂率由1.26%降低到0.67%，降低了46.8%，清选损失率由1.11%降低到0.52%，降低了53.2%，清选性能有了明显提高。
　　（3）双出风口四风道离心风机上出风口宽度的研究。通过 pro-e软件建立五个双出风口多风道离心风机模型，通过Fluent软件对五个双出风口多风道离心风机进行了数值模拟，并对上出风口的风速大小进行了分析。通过五个模型仿真结果的对比分析，并结合水稻脱出混合物物料的漂浮系数的大小，可以得到风机模型Ⅱ能够适应多滚筒联合收获机的清选装置。并以此为基础，测得上出风口风速大小，并与数值模拟结果进行对比。
　　（4）整机清选性能的研究。试验分为单因素与正交试验，研究风机转速、鱼鳞筛高度、导风板倾角等因素对清选性能的影响。单因素试验结果表明：随着风机转速的提高，清选损失率逐渐升高，清选含杂率逐渐降低；随着鱼鳞筛高度的变大，清选损失率逐渐降低，清选含杂率逐渐升高；随着分风板Ⅰ倾角的变大，清选损失率逐渐降低，而清选含杂率逐渐升高；随着分风板Ⅱ倾角的变大，清选损失率逐渐降低，而清选含杂率逐渐升高。正交试验结果表明：风机的转速为1100r/min，鱼鳞筛的高度选取24mm，分风板Ⅰ的倾角选取30°，分风板Ⅱ的倾角选取26°时，此时清选损失率为0.23%，含杂率为0.72%。

目录

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第一章 绪 论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的主要内容

1.4 本章小结

第二章 多滚筒联合收获机清选装置结构设计

2.1 多滚筒联合收获机脱出混合物分布规律与特点

2.2 多滚筒联合收获机清选装置的结构设计

2.3 清选装置的工作参数

2.4 本章小结

第三章 多滚筒联合收获机脱出混合物均布装置

3.1 回程板上均布装置（导流条）的布置方案

3.2 运动仿真分析

3.3 仿真结果分析

3.4 脱出混合物均布装置田间试验

3.5 清选性能验证田间试验

3.6 本章小结

第四章 多风道离心式风机参数优化及仿真

4.1 农业物料特性参数测量

4.2 双出风口多风道清选装置工作原理简介

4.3 CFD数值模拟计算

4.4 数值模拟结果分析

4.5 风速测量试验

4.6 本章小结

第五章 清选装置田间性能试验

5.1 清选装置田间性能测试

5.2 试验结果及分析

5.3 本章小结

第六章 研究总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文与参加的科研工作