油菜联合收获机纵轴流脱粒分离性能试验研究

【摘要】脱粒分离装置是油菜联合收获机的关键部件之一,直接关系到整机的脱净率、夹带损失率和能耗等性能。本文以脱粒分离装置为研究对象,开展结构设计并进行脱离性能台架试验,得出脱离装置最优结构和工作参数组合,以此为基础开展切纵流油菜联合收获机的总体结构设计和脱离性能试验。论文主要研究内容如下：1)脱粒分离装置的结构设计。在对国内外脱粒分离装置研究现状进行系统分析的基础上,以降低功耗提高脱离性能为目标,提出了纵轴流脱粒分离技术,确定了脱粒分离装置的结构方案,分析确定了脱粒滚筒长度、滚筒直径、脱粒间隙、脱粒元件排列方式等关键参数,研制一种脱净率高、夹带损失率低的脱粒分离装置。2)脱粒分离装置脱离性能试验。以脱出率、夹带损失率、脱前损失率、各部分物料所占比例和排草口排草切碎程度为评价指标进行脱离性能试验。选用钉齿、短纹杆、钉齿-短纹杆组合式和长纹杆等4种不同脱粒元件对纵轴流脱离试验台和切纵流脱离试验装置进行了脱离综合性能对比试验,以纵轴流滚筒转速、脱粒间隙、纵轴流滚筒倾斜角度、短纹杆间距和凹板筛包角为影响因素对纵轴流脱离试验台进行了单因素试验,得出了脱出率、夹带损失率和排草切碎程度随各试验因素的变化规律。以纵轴流滚筒转速、纵轴流滚筒倾斜角度、短纹杆间距和凹板筛包角对纵轴流脱离试验台进行了四因素三水平正交试验,同时以切流滚筒转速、纵轴流滚筒转速和喂入量对切纵流脱离试验装置进行了三因素三水平正交试验,试验结果得出了最优的结构参数和工作参数组合为切流滚筒转速300r/min、纵轴流滚筒倾角20°、短纹杆间距100mm、纵轴流滚筒转速800r/min和凹板筛包角160°,为切纵流油菜联合收获机的设计提供了参考依据。3)切纵流油菜联合收获机的总体设计与试验研究。在纵轴流脱离装置结构和工作参数优化的基础上,设计了切纵流油菜联合收获机,介绍了其总体参数、主要结构及工作原理等。利用切纵流油菜联合收获机进行了以下试验研究：①切纵流油菜联合收获机单因素试验研究：以切流滚筒转速、强制喂入滚筒转速、纵轴流滚筒转速、脱粒间隙为影响因素,对切纵流油菜联合收获机进行单因素试验,得出了切纵流油菜联合收获机脱离性能指标和各部分物料所占比例随各试验因素变化的规律。②根据切纵流油菜联合收获机单因素试验分析结果,采用五元二次回归正交旋转组合设计试验方法(1/2实施),以切流滚筒转速、强制喂入滚筒转速、脱粒间隙、纵轴流滚筒转速和喂入量为影响因素,以脱出率、夹带损失率和排草切碎程度(以排草口最长10根茎秆平均长度来衡量)为试验指标,明确了试验因素间的相互作用对各试验指标的影响并得到了切纵流油菜联合收获机最优脱离性能的结构和工作参数组合为切流滚筒转速330.17～349.98r/min,强制喂入滚筒转速872.68～900.00r/min,脱粒间隙21.99～29.95mm,纵轴流滚筒转速800.00r/min,对应的脱出率和夹带损失率满足联合收获机设计要求。③采用五元二次回归正交旋转组合设计试验方法(1/2实施),以切流滚筒转速、强制喂入滚筒转速、脱粒间隙、纵轴流滚筒转速和喂入量为影响因素,以筛下物所占比例、筛下物中籽粒所占比例、排草口物料所占比例、脱前损失物料所占比例和装置内残留物所占比例为试验指标,明确了试验因素间的相互作用对各试验指标的影响并得到了切纵流油菜联合收获机最佳物料流向分布配比的结构和工作参数组合为切流滚筒转速为341.63r/min,强制喂入滚筒转速为765.42r/min,脱粒间隙为23.50mm,纵轴流滚筒转速为800.00r/min,此条件下筛下物所占比例为52.56%,筛下物中籽粒所占比例为44.25%,排草口物料所占比例为27.90%,脱前损失物料所占比例为7.33%,装置内残留物所占比例为12.31%。4)切纵流油菜联合收获机田间验证试验。对切纵流油菜联合收获机进行了田间验证试验,试验结果表明所设计的切纵流油菜联合收获机在田间作业时具有切割、脱粒分离、输送和清选等预期的功能,为切纵流油菜联合收获机的改进设计提供了参考依据。
【作者】黄鹏；
【导师】廖庆喜；
【作者基本信息】华中农业大学，农业机械化工程，2014，硕士
【关键词】油菜；联合收获；纵轴流；脱粒分离；设计；试验研究；

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