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风筛式油莎豆清选装置设计分析与试验

农机化研究 2024年第5期46卷 146-153,159页

作者：郑效帅尚书旗王东伟李成鹏李明辉申世龙赵泽龙何晓宁青岛农业大学机电工程学院山东青岛266109

作为一种新型油料作物,油莎豆清选损失率高、含杂率高的问题严重阻碍了其机械化收获进程。针对此问题,采用CFD-EDEM耦合方法进行了仿真试验、参数优化、规律解析和试验验证,结果表明:损失率影响程度从大到小为气流速度、振幅、频率,含... 详细信息

作为一种新型油料作物,油莎豆清选损失率高、含杂率高的问题严重阻碍了其机械化收获进程。针对此问题,采用CFD-EDEM耦合方法进行了仿真试验、参数优化、规律解析和试验验证,结果表明:损失率影响程度从大到小为气流速度、振幅、频率,含杂率影响程度从大到小为气流速度、频率、振幅;气流速度为10.52m/s、振幅为20.61mm,振频为6.93Hz时,清选损失率为3.65%,含杂率为5.26%,清选综合性能指标最优为4.46%;台架性能试验损失率为3.77%,较仿真结果误差为3.19%;含杂率为5.52%,较仿真结果误差为2.84%;仿真试验误差较小,比较可靠。研究所得的最优工作参数组合可为油莎豆优质清选提供理论支撑。

关键词：油莎豆清选流固耦合

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马铃薯智能清选控制系统设计与试验

农机化研究 2024年第4期46卷 179-182,187页

作者：王泽东赵胜雪付晓明徐卫浩孙振鑫王忠鹏黑龙江八一农垦大学工程学院黑龙江大庆163319 黑龙江省马铃薯机械化工程技术研究中心黑龙江大庆163319

针对北方寒地黏重土壤种植区马铃薯机械化收获后存在大量土块导致马铃薯清选困难等问题,研发了以机器视觉技术为基础的马铃薯智能清选控制系统,由图像采集、伺服电机、主控计算机、步进电机和伺服控制器等模块组成。同时,建立了清选控... 详细信息

针对北方寒地黏重土壤种植区马铃薯机械化收获后存在大量土块导致马铃薯清选困难等问题,研发了以机器视觉技术为基础的马铃薯智能清选控制系统,由图像采集、伺服电机、主控计算机、步进电机和伺服控制器等模块组成。同时,建立了清选控制系统模型,设计了清选装置,并进行控制系统试验研究。通过单因素试验分析伺服电机转速与识别模型的准确度之间的关系,得出最优的伺服电机转速。结果表明:当伺服电机转速为500r/min时,马铃薯清选的平均准确率为96.83%。同时,控制系统满足马铃薯清选需求,实现了马铃薯的智能清选,可为马铃薯田间清选装置的后续研发提供参考。

关键词：马铃薯清选智能控制系统平均准确率

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油菜联合收获机旋风分离清选系统设计与试验

农业工程学报 2015年第14期31卷 24-31页

作者：廖庆喜万星宇李海同冀牧野王华华中农业大学工学院武汉430070

针对传统油菜联合收获机多采用风筛式清选装置,其整机结构复杂、尺寸庞大,研制了一种适于油菜联合收获的旋风分离清选系统,分析确定了旋风分离筒、输送带式强制喂料装置的结构及其相关参数,采用单因素与二次旋转正交组合试验研究了旋风... 详细信息

针对传统油菜联合收获机多采用风筛式清选装置,其整机结构复杂、尺寸庞大,研制了一种适于油菜联合收获的旋风分离清选系统,分析确定了旋风分离筒、输送带式强制喂料装置的结构及其相关参数,采用单因素与二次旋转正交组合试验研究了旋风分离筒吸杂口风速、风量以及强制输送带线速度对油菜籽粒清洁率和损失率的影响,构建了籽粒清洁率、损失率与吸杂口风速、强制输送带线速度之间的回归方程,优化得出了最佳运行参数组合.试验结果表明：吸杂口风速为12~16 m/s,风量为0.375~0.501 m3/s,强制输送带线速度为1.570~1.884 m/s时,清选性能较好.选择吸杂口风速15.3 m/s、风量0.479 m3/s、强制输送带线速度1.570 m/s优化组合时,分析计算得出籽粒清洁率为96.98%.田间试验表明：采用取消链耙输送设计的油菜联合收获机能够保证物料喂入顺畅,旋风分离清选系统清洁率为90.21%,损失率为6.54%.该研究结果为旋风分离清选系统的结构优化和油菜联合收获机整机结构的改进提供了参考.

关键词：农业机械联合收获机农作物油菜旋风分离清选设计

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大豆脱粒机气力清选循环装置研制与性能试验

农业工程学报 2012年第24期28卷 22-27页

作者：高连兴赵学观杨德旭焦维鹏张新伟刘德军沈阳农业大学工程学院沈阳110866

为提高大豆脱粒机的清选效果、降低脱粒损失与含杂率,该文利用农业物料漂浮速度试验台测得了大豆脱出物的漂浮速度:完好豆粒9.18～11.61m/s,瘪粒及豆瓣6.14～7.74m/s,未脱净豆荚3.81～5.48m/s,短硬茎杆2.53～4.04m/s,碎秸秆和荚壳1.95～... 详细信息

为提高大豆脱粒机的清选效果、降低脱粒损失与含杂率,该文利用农业物料漂浮速度试验台测得了大豆脱出物的漂浮速度:完好豆粒9.18～11.61m/s,瘪粒及豆瓣6.14～7.74m/s,未脱净豆荚3.81～5.48m/s,短硬茎杆2.53～4.04m/s,碎秸秆和荚壳1.95～3.75m/s;并根据漂移速度试验结果研制了气力式清选装置和旋风式杂余分离、循环装置并进行了性能试验。性能试验表明,改进的大豆脱粒机最佳风机转速526～611r/min、振动筛频率276～320Hz时,大豆清选后秸秆含杂率和清选损失率分别为0.70%和0.30%～0.32%。研究结果为优化大豆脱粒机气力清选系统设计、提高大豆脱粒机性能提供参考。

关键词：农业机械气力装置速度脱粒机大豆清选漂浮

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双圆台锥式蓖麻脱壳清选机设计与试验

农业机械学报 2018年第11期49卷 132-140页

作者：侯俊铭白晶波何涛杨勇李金澎姚恩超沈阳农业大学工程学院沈阳110866

为提高蓖麻脱壳效率,确定了滚搓式的脱壳方法,设计了双圆台结构的脱壳装置以及振动筛选与气吸相结合的清选机构。根据蓖麻蒴果的物理机械特性,设计脱壳装置的内层壳体为不对称双圆台结构。确定锥角并设计脱壳滚筒间隙与脱壳滚筒外层壳体... 详细信息

为提高蓖麻脱壳效率,确定了滚搓式的脱壳方法,设计了双圆台结构的脱壳装置以及振动筛选与气吸相结合的清选机构。根据蓖麻蒴果的物理机械特性,设计脱壳装置的内层壳体为不对称双圆台结构。确定锥角并设计脱壳滚筒间隙与脱壳滚筒外层壳体,建立不同阶段脱壳滚筒位置与脱壳间隙的数学模型,为脱壳装置动力学模拟提供理论依据。利用ADAMS对蓖麻蒴果不同脱壳阶段进行运动学仿真,分析物料在压裂阶段与脱壳阶段的位移、速度变化规律,并分析不同脱壳滚筒出料口间隙对各阶段的影响。仿真结果表明:压裂阶段,随着上脱壳滚筒出料口间隙的增加,蓖麻蒴果到达特定压裂位置的时间延后、位移增加、运动速度在0. 56 s时达到最大。脱壳阶段,随着下脱壳滚筒出料口间隙的增加,蓖麻籽到达特定脱壳位置的时间延后;蓖麻籽到达破壳条件时的位移增加,运动速度先增大后减小。根据仿真结果,选取可调式蓖麻脱壳清选一体装置合理的工作参数区间,以脱壳滚筒转速、上脱壳滚筒出料口间隙、下脱壳滚筒出料口间隙为因素,以脱净率、破损率为指标,利用响应面分析法,对脱壳装置进行试验研究。经双目标优化,取滚筒转速为270 r/min、上脱壳滚筒出料口间隙为13. 54 mm、下脱壳滚筒出料口间隙为5 mm;经试验验证,此时脱壳装置工作性能最佳,脱净率为92. 03%,破损率为3. 1%。

关键词：蓖麻脱壳清选圆锥台

4LZ-0.8型水稻联合收割机清选装置气固两相分离作业机理

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农业工程学报 2015年第12期31卷 16-22页

作者：任述光谢方平王修善刘大为李旭陈立永湖南农业大学工学院长沙410128 湖南省现代农业装备工程技术研究中心长沙410128 南方粮油作物协同创新中心长沙410128 湖南农广农业装备有限公司娄底417700

为解决小型水稻联合收割机脱净率和损失率问题,提高脱粒清选质量,利用两相流动力学理论,分析了4LZ-0.8型水稻联合收割机脱粒清选分流筒中气流和杂物颗粒两相流动的规律。建立了杂物颗粒流的运动微分方程,导出了分离筒中杂物漂浮速度计... 详细信息

为解决小型水稻联合收割机脱净率和损失率问题,提高脱粒清选质量,利用两相流动力学理论,分析了4LZ-0.8型水稻联合收割机脱粒清选分流筒中气流和杂物颗粒两相流动的规律。建立了杂物颗粒流的运动微分方程,导出了分离筒中杂物漂浮速度计算的一种方法,通过比较不同粒径、密度的物料的悬浮速度,得到了杂物颗粒最高速度与气流速度之比随气流速度变化的关系曲线,气流和杂物在分流筒及吸风管中运动时的压力损失随气流速度变化呈现先降后升的规律,压力损失中以加速损失和摩擦损失为主,各约占30%和26%。压力损失曲线存在最小值,此时的气流速度定义为经济气流速度。在喂入量为0.8 kg/s,谷草比为3:1脱粒条件下的经济的清选气流速度9.2 m/s,压力损失为630 Pa。该研究为4LZ-0.8型水稻联合收割机脱粒清选部件的参数优化设计及风机的选择提供了理论依据。

关键词：农业机械联合收割机农作物两相流清选空气动力学分离脱粒混合物

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食葵联合收获机圆筒清选筛结构优化与试验

农业工程学报 2023年第6期39卷 44-53页

作者：宗望远魏鑫鑫马丽娜连国党周国辉华中农业大学工学院武汉430070 农业农村部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070 石家庄金箭机械设备制造有限公司石家庄052160

为提高食葵联合收获机清选系统适应性和作业性能,该研究基于食葵脱出物物料特性,分析了圆筒清选筛筛孔尺寸、筛体安装倾角范围、助流螺旋叶片结构参数和圆筒筛转速范围,借助EDEM探究了筛体内物料运动特性及籽粒透筛特性。以“葵花363”... 详细信息

为提高食葵联合收获机清选系统适应性和作业性能,该研究基于食葵脱出物物料特性,分析了圆筒清选筛筛孔尺寸、筛体安装倾角范围、助流螺旋叶片结构参数和圆筒筛转速范围,借助EDEM探究了筛体内物料运动特性及籽粒透筛特性。以“葵花363”为对象进行台架试验,通过单因素试验探究了筛体安装倾角、圆筒筛转速及喂入量对清选效果的影响,确定了各因素优选区间。根据单因素试验结果,以清洁率和损失率为评价指标开展正交试验,通过综合评分法分析得出影响圆筒筛清选效果的主次因素顺序为筛体安装倾角、圆筒筛转速、喂入量;清选装置较优参数组合为喂入量0.6 kg/s,筛网安装倾角3°,转速25 r/min,清洁率为98.92%,损失率为1.97%。以优化参数进行田间试验,清洁率为96.53%,损失率为2.08%,较风扇振动筛的清洁率提升3.32个百分点,损失率减少4.11个百分点。研究结果可为食葵机械化收获清选装置的结构设计和优化改进提供理论参考。

关键词：农业机械试验清选食葵圆筒筛 EDEM

油菜联合收获机分离清选差速圆筒筛设计与试验

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农业工程学报 2018年第14期34卷 27-35页

作者：万星宇舒彩霞徐阳袁佳诚李海同廖庆喜华中农业大学工学院武汉430070 南方粮油作物协同创新中心长沙410128 农业农村部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070

为减少油菜联合收获机旋风分离清选系统负载和提高清选性能,该文设计了一种与旋风分离清选装置配合使用、可对油菜脱出物进行初步筛分的差速圆筒筛。分析计算了筛网与助流装置转速范围,开展了基于EDEM的性能指标正交试验,以筛分损失率... 详细信息

为减少油菜联合收获机旋风分离清选系统负载和提高清选性能,该文设计了一种与旋风分离清选装置配合使用、可对油菜脱出物进行初步筛分的差速圆筒筛。分析计算了筛网与助流装置转速范围,开展了基于EDEM的性能指标正交试验,以筛分损失率与筛下物清洁率为指标,以筛网转速、助流装置转速和助流装置投影面齿数为影响因素,得出了最佳参数组合,并开展了台架及田间验证试验。仿真结果表明:最佳参数组合为筛网转速35 r/min,助流装置转速80 r/min,助流装置投影面锯齿数6个。台架验证试验表明:整机喂入量3 kg/s、脱出物喂入量为1 kg/s条件下,差速圆筒筛与旋风分离清选装置配合使用,清选系统油菜籽粒总损失率为4.83%,其中筛分损失率为3.97%,清洁率为85.7%,风机转速可降低36.9%。田间试验表明:清选系统损失率平均值为5.9%,籽粒清洁率平均值为84.4%,平均功耗为3.48 kW,差速圆筒筛作业顺畅。该研究可减少旋风分离清选负载,为油菜联合收获机清选系统的结构改进和优化提供参考。

关键词：农业机械设计试验油菜清选旋风分离圆筒筛 EDEM

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切流式花生全喂入联合收获机清选机构设计

农业工程学报 2019年第9期35卷 29-37页

作者：于昭洋胡志超曹明珠王申莹张鹏彭宝良农业农村部南京农业机械化研究所南京210014 农业农村部现代农业装备重点实验室南京210014 中国农业工程学会

针对切流式花生全喂入联合收获机清选环节果杂分离不清、损失率高、缠膜挂秧、筛面堵塞等难题,该文设计了一种风筛组合、无阻滞、大小杂并除的清选机构,其主要由上层筛(杆筛)、下层筛(多阶弹性筛和后筛)、抖草轮、偏心套、风机等组成。... 详细信息

针对切流式花生全喂入联合收获机清选环节果杂分离不清、损失率高、缠膜挂秧、筛面堵塞等难题,该文设计了一种风筛组合、无阻滞、大小杂并除的清选机构,其主要由上层筛(杆筛)、下层筛(多阶弹性筛和后筛)、抖草轮、偏心套、风机等组成。该文运用动态静力学方法研究了筛面物料的相对运动,分析了物料相对筛面上滑、下滑、从筛面跃起的极限条件,确定了振动筛主要运动参数的理论值域;运用达朗伯原理开展了交变载荷下筛体的受力分析,确定了筛体关键结构参数。该文对影响清选作业质量主要因素开展了试验研究,试验结果表明:影响清选机构综合作业质量的主次作用因素为主风机转速、振动筛振幅、振动频率,较优参数组合为主风机转速 2 100 r/min、振动筛振幅 12.5 mm、振动频率 9 Hz,此时清选损失率 5.03%、荚果含杂率 5.39%;清选机构作业顺畅性较好,较少出现缠膜挂秧、筛面堵塞现象。研究结论可为切流式花生全喂入联合收获机清选机构的设计提供理论参考。

关键词：农业机械农作物设计联合收获花生清选全喂入损失率