钉齿式轴流脱粒与分离装置参数的试验研究

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水稻是我国的主要粮食作物之一,在粮食生产中占有极其重要的地位。加快发展水稻生产机械化,提高水稻综合生产能力,是保障我国粮食安全的重要战略举措,对推动现代化农业具有十分重要的意义。轴流脱粒装置因其性能优越、适应性广、脱粒柔和、分离充分,在实际生产中应用越来越广泛,因此,对轴流脱粒装置进行深入研究显得十分必要。本文在综合分析国内外水稻轴流收获技术研究现状的基础上,通过理论分析与试验研究相结合的方法,对钉齿式轴流脱粒与分离装置参数和性能进行了深入的探讨与研究。得出结论如下:1.在对钉齿间距进行的单因素试验研究表明:钉齿间距变化时脱出物沿轴向和周向分布规律较为相似,钉齿间距的变化对功耗、未脱损失率、总损失率、茎秆破碎程度的影响较为显著,对断穗率、含杂率、糙米率有一定的影响,但不十分明显。在其它参数一定的条件下,钉齿间距为16cm时,装置的功耗、含杂率、断穗率、糙米率、茎秆破碎程度、夹带损失率、未脱损失率和总损失率等性能指标均较低。2.在单因素试验结果的基础上,选取喂入量、滚筒转速、凹板间隙三个因素,按照二次回归旋转组合设计的试验方法进行了多因素试验,建立了因素与各性能指标的回归方程;分析了各因素对功耗、断穗率、含杂率、总损失率的影响规律;得出了影响性能指标的主次因素;采用主目标函数法,根据各性能指标的回归方程,利用MATLAB进行优化求解,综合得出优化参数为:喂入量2kg/s,滚筒转速600r/min,凹板间隙30mm。通过验证试验,所得到的性能指标均满足技术要求。3.借助高速摄像技术对脱分空间内谷物的脱粒与分离过程进行了在线拍摄,通过图像回放研究分析了稻谷的运动规律、断穗的脱粒过程、籽粒的碰撞过程、短茎秆的运动规律、脱出物的下落规律。结果表明:稻谷在进入脱分空间后,籽粒在脱粒部件钉齿的冲击、梳刷以及滚筒与凹板的揉搓作用下,从枝梗上分离下来,多数脱下的籽粒在重力和离心力的作用下,克服作物薄层的阻力,穿过薄层到达凹板表面实现分离;在无外界干扰的情况下,多数自由籽粒在脱分空间内运动轨迹为直线,沿滚筒轴线方向成一定角度运动;脱分空间内断穗的运动轨迹为抛物线,其在运动过程中并非平移运动而是在脱分空间内不断翻转向前运动;短茎秆因其质量较轻,运动轨迹是曲线,运动速度变化幅度较大;自由籽粒易受脱粒部件、茎秆等的碰撞,碰撞后运动轨迹和运动方向发生变化;脱出物从凹板排出后,作加速向下的曲线运动,其中籽粒的运动规律相对较好,多数籽粒的运动轨迹是抛物线,而轻杂物的运动轨迹是不规则曲线,且运动不稳定,速度波动较大。
摘要第3-4页
ABSTRACT第4-5页
第一章 绪论第8-14页
    1.1 研究的目的和意义第8页
    1.2 国内外研究动态第8-11页
    1.3 研究的主要内容和技术路线第11-13页
    1.4 本章小结第13-14页
第二章 钉齿式轴流脱粒与分离装置的单因素试验研究第14-21页
    2.1 试验装置与结构参数第14-15页
    2.2 试验流程与试验方法第15-16页
    2.3 谷物特性与相关仪器第16页
    2.4 试验主要评定指标第16-17页
    2.5 单因素试验结果与分析第17-20页
    2.6 本章小结第20-21页
第三章 钉齿式轴流脱粒与分离装置的多因素试验研究第21-42页
    3.1 试验设计与试验方案第21-22页
    3.2 试验因素对性能指标影响的统计和效应分析第22-39页
    3.3 性能指标优化第39-41页
    3.4 验证试验第41页
    3.5 本章小结第41-42页
第四章 水稻在钉齿式轴流脱粒与分离装置内脱粒与运动的高速摄像观察分析第42-57页
    4.1 试验材料与设备第42页
    4.2 试验条件与拍摄参数第42-43页
    4.3 高速摄像观察分析第43-55页
    4.4 本章小结第55-57页
第五章 结论第57-59页
参考文献第59-62页
致谢第62-63页
个人简介第63页
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