联合收割机清选损失监测装置设计及试验

摘要

西华大学和某公司联合开发的一款半喂入式谷物联合收割机，在进行田间收获时，该联合收割机工作正常，顺利的完成了预定的收割任务，其中籽粒的清洁度较高，但籽粒清选损失率偏高和清选损失率不稳定是联合收割机表现出的主要问题。针对联合收割机清选损失率在联合收割机恶劣工况下损失率不稳定的问题，本文利用清选损失监测装置对联合收割机的实时清选损失率进行监测，通过监测籽粒损失实时提醒操作人员，最终达到降低损失率、提高损失率的稳定性，主要研究内容如下：
　　（1）对收割机收获过程中清选损失形式进行了分析，根据清选损失率的评判标准确定了监测清选损失率的数学模型，并根据清选损失原理及模型对监测装置完成了总体设计。
　　（2）通过查阅文献选用了敏感板的材料为304不锈钢板，并根据材料属性对敏感板的厚度进行了计算和选用，通过板壳理论对敏感板的边界固定条件进行了理论分析和计算，为敏感板的边界固定条件的选用提供了理论支撑，保证了信号峰值电压可监测的同时，通过结构缩短了振动信号的衰减时间，有利于降低信号间相互干扰概率。
　　（3）利用振动信号的测量数据，对待检测信号和噪声信号进行了分析，利用籽粒撞击敏感板的信号与噪声信号的差异对信号处理电路进行了设计，并将上述各个处理单元人工焊接在一起得到信号处理电路板。
　　（4）基于隔振理论对本文隔振结构力学模型进行了理论简化，在简化后的力学模型上对隔振系统的刚度进行了数学计算，确定了隔振结构的设计模型；根据收割机安装清选损失监测装置机架处的随机振动情况确定了橡胶的本征频率，经过理论计算确定了的动刚度，通过结合振动的频率和振幅，橡胶隔振器的预紧量和邵氏硬度，以及温度和配合等条件对橡胶的动静刚度比n进行选取，并计算得到静刚度，通过纵向静刚度确定了隔振器的几何参数，隔振器经过设计后，通过在实验室进行了试验，对是否加隔振器进行了测试对比，最终验证了清选损失监测装置在隔振器连接后有较好的隔振效果。
　　（5）对籽粒清选损失监测装置的监测精度进行了试验探究，验证了整个装置的监测精度，证明了本装置基本达到设计之初的预期，能够达到监测联合收割机清选损失量的目的和要求。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究的背景及意义

1.2 国内外研究概况

1.3 课题来源和本课题主要研究内容及方法

1.4 本章小结

2 清选损失监测装置总体设计

2.1 概述

2.2 装置的工作原理

2.3 装置安装高度的试验研究

2.4 本章小结

3 敏感板设计

3.1 工作原理

3.2 敏感板的材料选择

3.3 敏感板设计

3.4 敏感板的试验验证

3.5 本章小结

4 信号处理电路设计

4.1 信号采集

4.2 信号处理

4.3 信号处理电路设计

4.5 本章小结

5 隔振器设计及验证

5.1 隔振原理

5.2 隔振器动力学模型

5.3 隔振器设计

5.4 隔振性能测试

5.5 本章小结

6 清选损失监测装置试验研究

6.1 试验工具

6.2 实验方案及步骤

6.3 试验结果与分析

6.4 本章小结

7 结论与展望

7.1 论文工作总结

7.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及科研成果

致谢