花生联合收获机清选装置设计与试验研究

摘要

近年来，中国花生年产量、消费量以及出口量均居全球前列，随着经济发展以及人口增多，我国对花生及花生产品的消费量呈增长趋势。
　　与其它谷类作物收获作业相比，花生收获成本较高，收获费用占花生总费用的一半以上，其原因在于花生属于根茎类作物，收获工序复杂，收获过程所用劳动量大于整个种植过程的三分之一。
　　花生联合收获机将花生植株挖起，拍下根部大部分泥沙后，摘果辊摘下的花生荚果，清选后收集到果仓，收获过程的所有工序集合在一台机器上，在田间就可完成整个收获过程。效率方面，比人工高25倍以上，时间缩短，成本降低;效果方面，荚果损失和杂质较少，因此联合收获机是未来花生机械化的方向。
　　清选性能是指含杂率、损失率等，而这也是衡量整机作业能力的主要指标，因此提高清选性能是实现花生联合收获机械产业化的重要因素。本文以国产两款具有代表性的4HBL型花生联合收获机为研究对象，通过对花生收获机械市场调研分析，发现现有清选装置存在的问题，以提高清选性能为目的，制定解决方案，创新结构设计，研制一款适合我国现有种植情况并能安装在花生联合收获机上的清选装置，具体工作如下:
　　(1)课题背景调研分析
　　调研了我国河南、山东等花生种植大省的种植模式等状况，了解了国内外花生收获机械种类，重点分析了花生联合收获机以及清选装置的优缺点。
　　(2)花生脱出物特性试验
　　通过田间收获试验称重计算脱出物各组成成分质量比例、茎秆尺寸比例、花生外形尺寸比例，测量了各组成物的悬浮速度，分析了摘果辊下方的分布差异等。
　　(3)清选装置的结构设计
　　根据调研结果以及花生脱出物的特性试验，对清选装置各部件进行结构创新设计，应用Solidworks软件创建三维模型，实际生产试制后，装配到国产某款花生联合收获机上。
　　(4)清选装置运动学仿真
　　清选装置模型简化后导入ADAMS软件，创建运动学仿真模型，模拟参数变化时对装置运动学特性的影响，分析仿真结果，对比影响程度。
　　(5)正交试验与结果分析
　　整机装配后，选取清选装置动力参数和结构参数中的偏心机构转速、编织筛倾角、风机转速、风机出风口角度作为正交试验因素进行田间试验，由试验结果分析得到各因素的最优水平，并得出适合该款花生联合收获机的清选装置参数。选取最优参数作为试验条件，通过田间试验得到喂入量变化时清选性能的变化规律。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究的目的及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 花生收获机械研究现状

1．2．2 清选装置原理与类型

1．2．3 国内联合收获机清选装置研究现状

1．3 研究内容

1．4 本章小结

第二章 花生联合收获机脱出物清选特性试验

2．1 花生脱出物清选特性试验测定方法

2．2 花生脱出物组成比例

2．3 花生脱出物外形差异

2．3．1 茎秆尺寸差异

2．3．2 花生荚果外形差异

2．4 花生脱出物的悬浮速度

2．5 花生脱出物在摘果辊下方的分布差异

2．6 本章小结

第三章 半喂入花生联合收获机清选装置结构设计

3．1 花生联合收获机清选装置设计方案

3．1．1 花生联合收获机清选装置设计要求

3．1．2 清选装置方案设计

3．1．3 清选装置总体设计

3．2 清选装置主要部件设计

3．2．1 偏心机构

3．2．2 振动筛

3．2．3 风机

3．2．4 清选装置总体装配

3．3 本章小结

第四章 清选装置的运动学仿真

4．1 ADAMS软件简介

4．2 花生联合收获机清选装置仿真模型创建

4．3 花生联合收获机清选装置仿真与分析

4．3．1 编织筛运动理论分析

4．3．2 编织筛筛面运动仿真分析

4．3．3 花生脱出物在筛面上运动的仿真研究

4．4 花生脱出物在气流中的运动仿真

4．4．1 脱出物在气流中受力分析

4．4．2 脱出物在气流中的仿真研究

4．5 本章小结

第五章 花生联合收获机清选装置试验研究

5．1 花生联合收获机清选装置试制安装

5．2 花生联合收获机清选装置试验方案

5．2．1 试验条件以及仪器

5．2．2 正交试验设计

5．2．3 试验步骤

5．3 花生联合收获机清选装置试验结果

5．4 花生联合收获机喂入量对含杂率的影响试验

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 论文总结

6．2 论文特色

6．3 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文及专利