玉米籽粒收获机脱粒装置控制系统研究

作     者：邓玉杰 

作者单位：山东理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张国海

授予年度：2023年

学科分类：08[工学] 0828[工学-农业工程] 

主      题：玉米籽粒联合收获机 优化设计 正交试验 液压系统 

摘      要：我国玉米收获经过多年的发展,机收占比率有明显的提高,但是仍然存在籽粒收占比较低、高含水率玉米收获损失大的问题。针对这些问题,本研究以YF8166玉米籽粒联合收获机和多功能脱粒清选试验台为基础,开展了脱粒装置控制系统设计和玉米收获试验研究,改进优化了原机的滚筒转速和凹板间隙控制装置,以PLC为核心对两者进行控制。本文的主要研究内容和结论包括以下几点:(1)以YF8166玉米籽粒联合收获机为参考,分析了滚筒转速无极调节装置的原理,并对其进行了阀控缸液压控制系统改进,构建了液压回路,进行了液压缸参数的计算、三位四通电磁比例换向阀的选型与参数分析和其他液压部件的选型;对凹板间隙调节装置进行了电气化改造,对其工作过程进行了实地验证。使用Amesim软件进行了液压系统的仿真试验,验证了PID控制器对系统的优化性能。(2)在改进了滚筒转速与凹板间隙调节装置的基础上,对转速传感器、变频器、PLC和模拟量扩展模块进行了选型,构建以PLC为核心的电控系统。对滚筒转速与凹板间隙的控制流程进行分析,编写了参数调整相关软件程序。(3)本文以含水率32%～34%的郑单958带皮玉米果穗为试验材料,以滚筒转速、凹板间隙和喂入量为试验因素,以破碎率、未脱净率、夹带损失率和含杂率为试验指标,开展了三个试验因素的单因素试验。筛选出较为优势的每个因素的三个水平,以此为基础进行了正交回归组合试验,对正交试验数据进行方差分析和响应面分析,最终得出了以破碎率为主要评价指标的收获机最佳工作参数组合:滚筒转速水平为346.5r/min,凹板间隙水平为45mm,喂入量水平为9.7kg/s。进行三次重复试验得到破碎率平均值为6.311%,与响应面分析得到的6.241%相近,此时未脱净率为0.187%,夹带损失率为0.912%,含杂率为4.251%。汇总前人的试验结论,针对玉米籽粒含水率24%～34%的玉米收获给出了最优参数组合。