斜置切纵流联合收获机脱粒分离装置参数优化与试验

摘要

随着高产超级杂交水稻的大面积推广，对水稻生产机械化的要求也越来越高，要求联合收获机在保证良好的作业性能的同时，向大喂入量、高效率方向发展。本课题以实现斜置切纵流联合收获机大喂入量、高效率、低损失、顺畅的物料输送为目标，同时加强螺旋喂入系统的气流辅助喂入作用，通过仿真分析及试验相结合的方法对斜置切纵流脱粒分离装置进行参数优化。本文的主要研究内容为：
　　1、脱离分离空间气流场数值模拟计算。基于理论分析，探讨将脱分空间中流动的物料看作连续介质的可行性，并在一定假设的前提下，对斜置切纵流脱粒空间的内部流场进行数值模拟计算，对其风速流场、进风口风量、出风口风量进行了分析与对比，得出配置两头螺旋叶片的螺旋喂入系统气流流动较为顺畅，有利于辅助输送物料；同时进一步分析了不同的流道面积，对螺旋喂入系统进风口气流场分布的影响，得出径向间距为30mm的导流罩，气流输送性能最优。
　　2、斜置切纵流脱粒分离装置优化设计。在对脱粒空间气流场仿真结果分析的基础上，以提高喂入量、脱粒分离效率，降低脱粒总损失率和脱粒功耗为目标，并根据4个原则确定切流滚筒与纵轴流滚筒的空间配置，提高斜置切纵流脱粒分离装置物料顺畅性输送能力，同时确定关键工作部件的结构参数与运动参数；根据脱离分离装置的动力传动特点，确定传感器型号、构建了数据采集系统。
　　3、开展螺旋喂入系统进风口的风速试验研究。通过配置不同规格大小的导流罩，利用风速仪对每组螺旋喂入系统进风口的3×7个测点进行风速测量，对测量数据进行整理分析，利用 Origin软件获得了各个进风口风速分布云图，并计算各个进风口的进风量以及平均风速。对试验结果分析，总结出螺旋喂入头采用导流罩结构，将螺旋叶片与导流罩内侧径向间距设置在30~50mm之间，螺旋喂入系统进风口风量都大于310.5m?s?，可以达到气流辅助输送要求。
　　4、斜置切纵流脱粒分离装置试验与分析。对斜置切纵流联合收获机的脱粒分离性能开展了田间试验研究，通过对切流凹板筛3种不同过渡段进行单因素对比试验，研究切纵流滚筒脱出物分布规律，并以切流初脱率、脱出物含杂率、总损失率三个指标，得出最佳的切流凹板筛结构型式。在单因素对比试验的基础上，以切纵流滚筒转速，螺旋喂入头与导流罩径向间距，切流凹板筛过渡段结构型式为试验因素进行正交试验，通过极差分析法得出试验范围内斜置切纵流脱粒分离装置的最优结构参数和工作参数为：切流滚筒转速为862r/min，纵轴流滚筒转速为806r/min，螺旋喂入头与导流罩径向间距为50mm，切流凹板筛过渡段为导向、分离孔式，在最佳工作参数与结构参数下，其脱粒分离性能指标为：脱粒分离总损失率为0.62％，脱粒分离总功耗为40.42Kw。

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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 课题主要研究内容

1.4 本章小结

第二章 斜置切纵流脱粒空间气流场数值模拟与分析

2.1 脱粒空间物料流原理简介

2.2 脱粒空间内气流场数值模拟

2.3 Fluent数值模拟计算

2.4 两种螺旋喂入系统气流场仿真结果分析

2.5 不同径向间距对脱粒空间内部流场的影响

2.6 本章小结

第三章 斜置切纵流脱粒分离装置优化设计

3.1 斜置切纵流脱粒分离装置总体配置

3.2关键部件设计及工作参数确定

3.3测试系统构建

3.4 本章小结

第四章 纵轴流螺旋喂入口气流场测试

4.1 试验装置

4.2 试验方案

4.3 测试结果与分析

4.4 测试结果与模拟结果对比分析

4.5 本章小结

第五章 斜置切纵流联合收获机脱粒分离性能试验研究

5.1 试验材料与方法

5.2 斜置切纵流脱粒分离装置脱出混合物分布规律研究

5.3 工作参数的正交试验研究

5.4 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