紫云英种子力学性能与脱粒碰撞损伤机理研究

摘要

针对中国紫云英机械化收获技术起步较晚、缺乏专用机收装备,现有改装紫云英收获装备作业性能不够稳定、关键部件缺乏理论支撑等现状。应用Herts理论,从接触碰撞角度,推导收获期紫云英脱粒作业中籽粒挤压变形量和最大应力分布函数,建立籽粒与脱粒钉齿接触碰撞相对速度模型,进行紫云英种子的表面挤压力学性能测试和全喂入脱粒碰撞损伤试验,探寻紫云英脱粒产生碰撞损伤时籽粒与脱粒钉齿临界相对速度,深入分析紫云英脱粒损伤机理,获取种子脱净率和破损率指标随脱粒钉齿线速度变化曲线。理论研究结合试验验证表明,全喂入紫云英机脱粒作业过程中,籽粒发生碰撞损伤时籽粒与脱粒钉齿的临界相对速度为27.31 m/s;在紫云英收获实际作业中控制脱粒钉齿线速度在25 m/s附近时,紫云英收获脱净率和破损率两项指标组合达到最优,脱粒指标脱净率大于99.5%,破损率低于0.33%。相关研究结果为进一步深入探索紫云英收获损伤机理和脱粒装置的优化设计提供理论依据。