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文檔簡(jiǎn)介
1、農(nóng)機(jī)裝備制造業(yè)在我國(guó)“農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化”建設(shè)中,占有極其重要的位置。聯(lián)合收割機(jī)的核心工作部件是風(fēng)篩式清選裝置,其清選性能的高低很大程度上影響著整機(jī)的作業(yè)性能。不同類(lèi)型的清選裝置的氣流場(chǎng)分布不同,研究表明氣流分布與整體的清洗質(zhì)量密切相關(guān)。開(kāi)展風(fēng)篩式清選裝置整體氣流場(chǎng)分布的研究工作,有利于提升整體清選質(zhì)量和工作效率。目前,國(guó)內(nèi)研制出了一種新型縱軸流全喂入聯(lián)合收割機(jī)機(jī)型,即縱置軸流滾筒式脫粒分離結(jié)構(gòu)(縱軸流)。而縱軸流全喂入聯(lián)合收割機(jī)的清選方式主要
2、采用風(fēng)篩式清選,在大喂入量、大功率現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況下,存在物料籽粒損失率大和含雜率高等問(wèn)題,現(xiàn)已制約縱軸流聯(lián)合收割機(jī)的發(fā)展。課題主要進(jìn)行了影響物料清選性能的縱軸流清選裝置的氣流場(chǎng)的優(yōu)化以及對(duì)其物料清選裝置結(jié)構(gòu)的改進(jìn)研究,從而提高縱軸流機(jī)型的整體物料清選性能,對(duì)縱軸流式聯(lián)合收割機(jī)的發(fā)展有著極其重要的研究意義和實(shí)用價(jià)值。
本文以湖州星光農(nóng)機(jī)有限公司4LZ-5.0Z型縱軸流式全喂入聯(lián)合收割機(jī)為研究對(duì)象,根據(jù)風(fēng)篩式清選裝置的特點(diǎn),提出了一
3、種新型雙出風(fēng)口六風(fēng)道離心風(fēng)篩式清選裝置。利用CFD軟件UG Nastran對(duì)清選裝置內(nèi)脫粒滾筒和離心風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的混合氣流場(chǎng)數(shù)值模擬,對(duì)比分析清選裝置結(jié)構(gòu)改進(jìn)前后振動(dòng)篩面和尾部出風(fēng)口氣流分布情況,同時(shí)對(duì)改進(jìn)后的雙風(fēng)道混合流場(chǎng)模型進(jìn)行正交優(yōu)化和田間試驗(yàn),為整體氣流場(chǎng)分布的優(yōu)化提供依據(jù),以進(jìn)一步提高清選裝置的清選性能。最后,設(shè)計(jì)了基于貫流式風(fēng)機(jī)的清選裝置,同時(shí)進(jìn)行貫流式風(fēng)機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和數(shù)值模擬優(yōu)化,得到滿足縱軸流清選要求的貫流式清選裝置。本文研
4、究得出如下的結(jié)論:
1.搭建單出風(fēng)口風(fēng)機(jī)測(cè)速實(shí)驗(yàn)平臺(tái),參照GB1236-1985《通風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性能試驗(yàn)方法》,對(duì)傳統(tǒng)的單出風(fēng)口風(fēng)機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)速試驗(yàn),傳統(tǒng)單出風(fēng)口風(fēng)機(jī)葉輪轉(zhuǎn)速為1800r/min,左右兩側(cè)為進(jìn)風(fēng)口,單出風(fēng)口三風(fēng)道離心風(fēng)機(jī)出風(fēng)口風(fēng)速兩者的對(duì)比分析可知,采用CFD軟件開(kāi)展清選裝置氣流場(chǎng)數(shù)值模擬是切實(shí)可行的。
2.在風(fēng)機(jī)入射傾角22°、魚(yú)鱗篩夾角50°、脫粒滾筒轉(zhuǎn)速600 r/min、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速1800 r/
5、min工況下,采用CFD軟件UG Nastran對(duì)離心風(fēng)機(jī)、脫粒滾筒兩者產(chǎn)生的混合流場(chǎng)進(jìn)行仿真。分析清選裝置不同截面(Z=0,Z=150 mm,Z=-150 mm,Z=300 mm,Z=-300mm)的速度矢量圖,得到了整體氣流場(chǎng)的分布狀況和不足之處。
3.本文提出一種新型雙出風(fēng)口六風(fēng)道離心風(fēng)篩式風(fēng)機(jī)的清選裝置,通過(guò)改進(jìn)前后仿真對(duì)比分析,改進(jìn)后的清選裝置顯著提高了篩面前部和抖動(dòng)板區(qū)域的氣流速度,同時(shí)改善了整體流域的均勻性,使得
6、氣流的分配更加合理高效,克服傳統(tǒng)裝置存在的不足之處從而大幅度提升清選裝置的清選性能。
4.脫粒滾筒轉(zhuǎn)速600 r/min前提下,對(duì)新型清選裝置Z=0截面進(jìn)行風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、入射傾角、上篩夾角3因素正交優(yōu)化試驗(yàn),最佳試驗(yàn)組合為:風(fēng)機(jī)入射傾角30°、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速1900r/min、魚(yú)鱗篩夾角40°。結(jié)果表明,篩面前部和尾部出風(fēng)口處氣流速度相對(duì)較大,清選裝置整體氣流均勻,更利于高負(fù)荷、高效率清選作業(yè)。同時(shí),研究了風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、風(fēng)機(jī)傾角、魚(yú)鱗篩夾角
7、三因素對(duì)清選氣流場(chǎng)的影響,得到風(fēng)機(jī)傾角的改變對(duì)篩面中部和篩面后部氣流速度影響顯著,魚(yú)鱗篩夾角的改變對(duì)尾部出風(fēng)口氣流速度影響較大,風(fēng)機(jī)速度的改變會(huì)影響風(fēng)機(jī)上下出風(fēng)口氣流分配比重。
5.分別對(duì)水稻和小麥進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)前、結(jié)構(gòu)改進(jìn)后和正交優(yōu)化后的多組田間試驗(yàn)進(jìn)行研究。通過(guò)田間試驗(yàn)驗(yàn)證了改進(jìn)結(jié)構(gòu)和優(yōu)化方案的準(zhǔn)確性,改進(jìn)前的水稻籽粒損失率2.70%,含雜率為2.19%,小麥籽粒損失率為1.78%,含雜率為1.95%;整體優(yōu)化后的水稻籽粒損
8、失率下降到0.91%,含雜率為0.87%,小麥籽粒損失率下降為0.82%,含雜率為0.76%,大大提高了縱軸流的清選性能。
6.基于貫流式風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理和特點(diǎn),設(shè)計(jì)了針對(duì)聯(lián)合收割機(jī)縱軸流清選裝置的貫流式風(fēng)機(jī)。對(duì)不同類(lèi)型的貫流式風(fēng)機(jī)進(jìn)行樣機(jī)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)速試驗(yàn)和數(shù)值模擬驗(yàn)證,得到貫流式清選裝置氣流場(chǎng)的分布。開(kāi)展貫流式清選裝置的田間試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果:水稻的籽粒損失率平均為1.28%,含雜率為1.4%,破碎率為0.41%;小麥的籽粒損失率平
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