大豆收獲機(jī)低損傷脫粒機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與試驗(yàn).pdf

1、大豆收獲作業(yè)是大豆生產(chǎn)過程關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，目前我國大部分地區(qū)都實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化收獲大豆，但大豆機(jī)收破損問題較為嚴(yán)重。加大對大豆機(jī)收破損機(jī)理的研究，設(shè)計(jì)出適合大豆收獲的收割機(jī)，降低大豆機(jī)收的破損率，對推動我國大豆產(chǎn)業(yè)有重要意義。本文針對大豆機(jī)收破損問題，對大豆本身的物理特性以及大豆機(jī)收過程中引起破損的主要原因開展了研究。掌握了大豆的物理特性，建立了脫粒系統(tǒng)仿真模型，設(shè)計(jì)出了破損率滿足作業(yè)質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的大豆聯(lián)合收割機(jī)脫粒機(jī)構(gòu)。
　　本文主要

2、研究內(nèi)容有:(1)對大豆的物理特性進(jìn)行研究。收集了黃淮海地區(qū)五個大豆品種的完整植株，利用萬能材料試驗(yàn)機(jī)對這五個品種的大豆、豆莢以及莖稈的物理特性進(jìn)行了對比試驗(yàn)研究。對大豆、豆莢三個受力方向進(jìn)行了壓縮試驗(yàn);對莖稈進(jìn)行了彎曲試驗(yàn)和剪切試驗(yàn)。(2)對大豆機(jī)收全過程分析后找出影響破損最大的是脫粒過程，并從大豆的物理特性出發(fā)對稻麥聯(lián)合收獲機(jī)脫粒裝置中的關(guān)鍵部件進(jìn)行了重新設(shè)計(jì):包括對滾筒釘齒的設(shè)計(jì)、對滾筒輻盤的設(shè)計(jì)、對凹板篩的設(shè)計(jì)、對影響滾筒轉(zhuǎn)速的

3、滾筒鏈輪的設(shè)計(jì)。(3)利用EDEM建立脫粒系統(tǒng)仿真模型，包括大豆顆粒的建模、莖稈的建模、脫粒機(jī)構(gòu)的建模、顆粒工廠的建模等。并利用仿真模型進(jìn)行了單因素四水平模擬仿真試驗(yàn)，初步研究了滾筒轉(zhuǎn)速、釘齒角度、脫粒間隙對破損率的影響規(guī)律。(4)根據(jù)仿真分析結(jié)果縮小設(shè)計(jì)方案的范圍，重新確定設(shè)計(jì)方案，并試制樣機(jī)進(jìn)行三因素三水平中心組合田間試驗(yàn)，處理分析田間試驗(yàn)結(jié)果，找出最優(yōu)參數(shù)組合，并把田間試驗(yàn)得到的影響規(guī)律與仿真試驗(yàn)做對比分析。
　　本文主要研

4、究成果有:(1)得到了大豆和豆莢三個受力方向的最大承受載荷，以及它們在三個受力方向承受最大壓縮力時的破損形式;得到了大豆莖稈的最大彎曲力、剪切力、彈性模量等數(shù)據(jù)以及它們隨莖稈高度變化的規(guī)律。試驗(yàn)樣品包括黃淮海地區(qū)五個大豆品種，代表性較強(qiáng)。為進(jìn)一步研究大豆、豆莢及莖稈與收割機(jī)各部件之間的作用力提供了理論參考依據(jù)，為模擬仿真試驗(yàn)提供了各物料的力學(xué)參數(shù)依據(jù)。(2)建立了脫粒系統(tǒng)仿真模型。經(jīng)田間試驗(yàn)證明，該模型在分析滾筒轉(zhuǎn)速和釘齒角度對破損率的

5、影響時可靠性較高，在分析脫粒間隙對破損率的影響時有一定缺陷，且該缺陷主要是因?yàn)榇蠖苟骨v建模的問題。在今后的研究中，完成大豆豆莢的建模后仿真可靠性會進(jìn)一步提高。對該模型中的顆粒模型、機(jī)構(gòu)模型、材料屬性等做合理改動后，可用于小麥、水稻等作物的脫粒系統(tǒng)研究。(3)完成了破損率滿足作業(yè)質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的大豆收割機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)。經(jīng)田間試驗(yàn)證明，當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)速354 r/min、釘齒角度16°、脫粒間隙32mm、凹版篩孔間隙為15mm時，破損率為4.04％、