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玉米摘穗装置参数的优化设计及试验研究

农机化研究 2023年第11期45卷 182-188页

作者：石毅郑州市教育科学研究所郑州450007

玉米是我国重要的粮食作物之一,提高玉米收获机械化水平对于提高我国农业生产效率具有重要意义。为此,基于CiteSpace文献分析工具,通过对目前国内外相关文献进行可视化分析可知,玉米摘穗装置的设计及相关试验研究是当前研究的热门问题... 详细信息

玉米是我国重要的粮食作物之一,提高玉米收获机械化水平对于提高我国农业生产效率具有重要意义。为此,基于CiteSpace文献分析工具,通过对目前国内外相关文献进行可视化分析可知,玉米摘穗装置的设计及相关试验研究是当前研究的热门问题与研究重点。为了明确玉米摘穗过程中的最佳结构参数、提升玉米摘穗质量、增强玉米机械化生产水平,基于Design-Expert10.0正交试验,探究了玉米摘穗板间隙、机器行进速度、摘穗辊转速对玉米摘穗率及玉米籽粒破损率的影响规律及作用机理,旨在确定玉米摘穗装置的最优工艺参数。

关键词：玉米收获机摘穗装置优化 CiteSpace

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玉米摘穗装置的应用现状与展望

农机化研究 2011年第1期33卷 228-231页

作者：王优张强于路路吉林大学生物与农业工程学院长春130022

玉米摘穗装置是玉米收获机械的核心部件,其性能的好坏直接影响玉米收获机的玉米损失率、玉米籽粒破损率及机具稳定性等问题。为此,分析了目前国际上普遍采用的4种摘穗装置的应用及研究现状,介绍了它们各自的特点,并指出存在的问题,展望... 详细信息

玉米摘穗装置是玉米收获机械的核心部件,其性能的好坏直接影响玉米收获机的玉米损失率、玉米籽粒破损率及机具稳定性等问题。为此,分析了目前国际上普遍采用的4种摘穗装置的应用及研究现状,介绍了它们各自的特点,并指出存在的问题,展望了未来玉米摘穗装置的发展趋势。

关键词：玉米玉米收获机械摘穗装置

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玉米割台摘穗装置的设计与仿真

山东农业大学学报（自然科学版） 2021年第6期52卷 1042-1048页

作者：张开兴陈鹤王一琨张军许方鹏赵秀艳山东农业大学机械与电子工程学院山东泰安271018 山东农业大学信息科学与工程学院山东泰安271018 山东省农业装备智能化工程实验室山东泰安271018 泰安磐然测控科技有限公司山东泰安271000

针对我国常用的纵卧式玉米摘穗装置,果穗啃伤率、籽粒损失率较高的问题,本文设计了一种高效低损的板式玉米摘穗装置。首先,通过理论分析计算得到拉茎辊直径、长度、摘穗板尺寸等关键参数的设计范围;其次,结合玉米植株的物理参数,确定了... 详细信息

针对我国常用的纵卧式玉米摘穗装置,果穗啃伤率、籽粒损失率较高的问题,本文设计了一种高效低损的板式玉米摘穗装置。首先,通过理论分析计算得到拉茎辊直径、长度、摘穗板尺寸等关键参数的设计范围;其次,结合玉米植株的物理参数,确定了拉茎辊、摘穗板的外形尺寸,并建立了三维模型;最后,对摘穗装置的工作过程进行了仿真分析,以拉茎辊转速、机器的前进速度以及摘穗装置的倾角三个因素为试验因素,进行虚拟正交试验,得到了摘穗装置较优的收获参数组合为拉茎辊转速750 r/min,机器前进速度5 km/h,摘穗装置倾角为25°。

关键词：玉米收获机摘穗装置仿真分析

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玉米联合收获机摘穗装置比较分析研究

农机化研究 2010年第9期32卷 9-11页

作者：李旭李湘彬黑龙江省马铃薯原种繁殖场黑龙江嫩江161449 安达市升平农机监理站黑龙江安达151412

摘穗装置是玉米联合收获机和玉米摘穗割台的核心部件之一,其技术性能优劣直接影响玉米联合收获机和玉米摘穗割台的作业质量。针对现有玉米联合收获机和玉米摘穗割台的摘穗装置,存在的收获损失大、籽粒破碎严重、适应性不强的问题,对摘... 详细信息

摘穗装置是玉米联合收获机和玉米摘穗割台的核心部件之一,其技术性能优劣直接影响玉米联合收获机和玉米摘穗割台的作业质量。针对现有玉米联合收获机和玉米摘穗割台的摘穗装置,存在的收获损失大、籽粒破碎严重、适应性不强的问题,对摘穗装置性能进行比较分析,改进了优化玉米摘穗装置的技术性能,提高了玉米联合收获技术水平。

关键词：玉米联合收获机比较分析摘穗装置

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玉米摘穗装置的研究设计

农机化研究 2008年第3期30卷 116-118页

作者：张明涛吕新民刘洋西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100

摘穗装置是玉米收获机的关键部件,能够直接影响其摘穗性能和技术指标,即收获损失率、籽粒破碎率、果穗含杂率等,其工作可靠性也对整机有着举足轻重的影响。为此,通过对现有摘穗装置结构形式进行比较、选择,对卧式摘穗装置进行了初步的... 详细信息

摘穗装置是玉米收获机的关键部件,能够直接影响其摘穗性能和技术指标,即收获损失率、籽粒破碎率、果穗含杂率等,其工作可靠性也对整机有着举足轻重的影响。为此,通过对现有摘穗装置结构形式进行比较、选择,对卧式摘穗装置进行了初步的研究设计,为后续的优化设计奠定技术基础。

关键词：农业工程玉米收获机设计摘穗装置

4YZ-3玉米联合收获机摘穗装置的优化和仿真

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4YZ-3玉米联合收获机摘穗装置的优化和仿真

作者：张浩山东理工大学

学位级别：硕士

玉米收获机在最近几年飞速发展,得到了广泛的推广。但是由于玉米收获机发展时间相对较短,在实际应用中,存在着果穗损失率和籽粒破损率过高等一系列问题。摘穗装置对玉米果穗的啃伤是造成损失率过高的主要原因。本文针对摘穗装置进行分... 详细信息

玉米收获机在最近几年飞速发展,得到了广泛的推广。但是由于玉米收获机发展时间相对较短,在实际应用中,存在着果穗损失率和籽粒破损率过高等一系列问题。摘穗装置对玉米果穗的啃伤是造成损失率过高的主要原因。本文针对摘穗装置进行分析研究,找出摘穗辊螺旋凸棱所在的顶圆与摘穗辊基圆交替与果穗发生碰撞是啃咬果穗的主要原因。设计新的摘穗辊,在保证摘穗辊有足够的攫取茎秆能力的条件下,尽量减小对果穗的啃咬,并且通过ADAMS加以验证。首先,介绍了玉米收获机在国内外的发展现状,介绍几种不同的摘穗方式,即纵卧辊式摘穗器,横卧辊式摘穗器,横卧式摘穗器。第二,介绍玉米摘穗过程的理论基础,重点介绍辊式摘穗器的工作原理。分析其拉取茎秆、不抓取果穗和拉断果穗穗柄的条件。分析其啃咬果穗的原因,并提出解决啃咬果穗问题的解决办法。第三,分析摘穗辊摘取果穗过程中的力和力矩。计算摘穗过程中所消耗的总功率,和相应参数对总功率的影响。第四,选择摘穗辊的参数,包括直径,转速,倾角和表面结构。第五,建立模型,导入ADAMS,进行仿真,分析摘穗过程中的受力。

关键词：摘穗装置 ADAMS 损失率仿真

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玉米摘穗装置的理论分析与仿真研究

玉米摘穗装置的理论分析与仿真研究

作者：张明涛西北农林科技大学

学位级别：硕士

玉米是我国仅次于小麦的主要粮食作物,而玉米收获仍以人工收获为主,全国机械收获率还不足5%。因此,加快推进玉米收获机械化是农业机械化的迫切任务,是减轻农民劳动强度、提高生产率、解放劳动生产力的有效途径。研制出性能可靠、结构先... 详细信息

玉米是我国仅次于小麦的主要粮食作物,而玉米收获仍以人工收获为主,全国机械收获率还不足5%。因此,加快推进玉米收获机械化是农业机械化的迫切任务,是减轻农民劳动强度、提高生产率、解放劳动生产力的有效途径。研制出性能可靠、结构先进的玉米收获机械亦是当务之急。我国玉米种植规格多种多样,目前玉米收获机和种植制度、形式不匹配。玉米收获机存在结构不合理,性能不尽人意,漏摘率、断穗率、籽粒破碎率、损失率高及系列化程度不够等缺点。本文对玉米摘穗装置的结构和原理进行理论上的分析研究,并利用虚拟设计技术及仿真手段研究开发其设计方法和技术,进一步为物理样机的试制和试验提供理论基础。 1.测定和研究了玉米植株的物理特性和摘穗过程中的机械力学特性,为摘穗机构的进一步研究设计提供基础理论数据。 2.在分析研究各种摘穗装置的基础上,深入研究了纵卧辊式摘穗装置的摘穗原理及造成果穗损伤的机理,提出了该摘穗装置的较优型式。 3.分析了摘穗辊的直径和工作间隙、摘穗辊工作长度和倾角、摘穗辊转速和机器作业速度以及其通过能力等参数对摘穗装置工作性能的影响,并探讨了各参数的计算方法,对部分参数进行了初步确定。 4.分析了玉米摘穗过程中果穗及茎秆的运动规律,采用Pro/E建立玉米摘穗机构的三维模型,为后续的仿真分析提供一定的参数和仿真模型。 5.运用虚拟样机仿真手段（***）对摘穗机构进行运动学和动力学的初步仿真研究,分析在运动过程中摘穗辊本身的振动特性对整机工作性能的影响,为后期的结构改进设计提供依据。本文结合玉米的物理和机械特性,对玉米收获机的关键部件摘穗装置进行虚拟设计,并运用虚拟样机技术对其进行动力学仿真,为今后对玉米摘穗机构物理样机进一步研制和开发提供理论依据和方法,提高其研究结果的实用性和可靠性。

关键词：玉米收获机摘穗装置理论分析仿真研究 ADAMS

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新型玉米摘穗装置的研究

新型玉米摘穗装置的研究

作者：刘宪军吉林大学

学位级别：硕士

玉米摘穗装置是玉米收获机的重要组成部分，现有的玉米摘穗装置的工作原理是依靠摘穗辊对玉米果穗和茎秆的挤压及拉伸作用，所以容易造成玉米穗的啃伤。同时由于摘穗辊对玉米秸秆造成的挤压与破碎严重，不利于玉米秸秆的回收与后续田间... 详细信息

玉米摘穗装置是玉米收获机的重要组成部分，现有的玉米摘穗装置的工作原理是依靠摘穗辊对玉米果穗和茎秆的挤压及拉伸作用，所以容易造成玉米穗的啃伤。同时由于摘穗辊对玉米秸秆造成的挤压与破碎严重，不利于玉米秸秆的回收与后续田间作业管理。因此，为了解决上述问题本课题组依据人工掰玉米穗的工作原理，提出了一种弯曲折断式玉米摘穗方法。其关键技术是通过夹持输送装置夹持住玉米秸秆，再由摘穗辊对玉米穗施加侧向推力，使玉米穗相对秸秆产生弯曲实现穗柄的折断。本文根据上述原理，探索一种全新的玉米摘穗装置，并通过试验台的研制检验摘穗效果。首先，确定试验台的传动方案和整体布局，在保证玉米秸秆具有良好的通过性的前提下，试验台还具有以下三种功能：1、能调整摘穗辊与夹持输送装置之间的相对角度;2、用一个变频调速电机改变夹持输送装置的速度;3、可以独自改变左右两个摘穗辊的速度。根据试验要求对试验台的各个关键部件进行了设计计算和动力选择，完成试验台的二维图设计。其次，严格按照二维图设计构建三维零件模型，之后再用三维零件模型图搭建虚拟样机，发现不妥之处，经过综合考虑，立即改正。本文对搭建三维虚拟样机过程中的一些较难的零件建模过程和装配过程进行了介绍，在了解CATIA中常用功能的同时，又能对整个实验台的三维结构有更进一步的认识。之后，对玉米摘穗试验台中的夹持输送装置进行仿真分析。化简CATIA中模型，导入到RECUDYN软件中，在RECURDYN软件中设置实体材料属性、定义运动约束副、添加驱动或载荷，建立仿真样机的动力学条件和环境。然后，通过样机的动力学对比分析，研究模型的运动规律，优化设计参数，为系统工作过程研究奠定基础。最后，根据前面设计与仿真的准备工作，制作出试验台实物。利用该试验台进行了玉米摘穗试验，并做了一组三水平三因素的正交实验，其中因素分别为摘穗辊转速、夹持输送带转速、夹持输送带与摘穗辊之间的夹角。同时考虑摘穗辊转速与夹持输送带转速之间的交互作用。各个因素对应的水平分别是摘穗辊转速为11r/s、13r/s、15r/s，夹持输送带转速为9r/s、11r/s、13r/s，夹角为35°、40°、45°。采用试验优化设计方法对该实验进行优化分析，最后确定最优组合为夹持输送带转速为11r/s，摘穗辊转速为11r/s，夹持输送带与摘穗辊之间的夹角为45°。并用回归计算方法计算出各个因素对试验指标的影响方程，从方程中可以看出夹持输送带和角度对摘穗率的影响均存在二次效应，夹持输送装置与摘穗辊之间的夹角对摘穗率的影响较大。上述的研究工作为新型玉米摘穗装置的研发提供了一定的支撑依据，也为玉米收获技术的发展提供了一定的研究基础，并丰富了玉米收获技术。

关键词：玉米摘穗摘穗装置仿真夹持输送弯曲折断

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鲜食玉米收获机摘穗装置的设计与试验

鲜食玉米收获机摘穗装置的设计与试验

作者：阿吉奎四川农业大学

学位级别：硕士

鲜食玉米由于其含水率高的特性,用摘穗装置摘穗时容易产生籽粒破损并且消耗功率较高。针对以上问题,本文设计了一台鲜食玉米收获机摘穗装置,以达到降低籽粒破损率和消耗功率的目的。主要研究内容如下:(1)总结国内外研究现状,针对摘穗装... 详细信息

鲜食玉米由于其含水率高的特性,用摘穗装置摘穗时容易产生籽粒破损并且消耗功率较高。针对以上问题,本文设计了一台鲜食玉米收获机摘穗装置,以达到降低籽粒破损率和消耗功率的目的。主要研究内容如下:(1)总结国内外研究现状,针对摘穗装置的设计要求,设计了总体方案。摘穗装置采用有一定轴向、横向倾角的拉茎辊,在增大其对茎秆抓取力的同时能提高运送玉米植株的能力,两拉茎辊转速有一定的差值能使玉米茎秆向转速高的一侧弯曲,同时配合加入的切柄刀能有效切割玉米穗柄,减小摘穗工作时摘穗板与果穗底部的接触力,达到降低籽粒破损率和功耗的目的。确定了摘穗装置的结构参数,其主要包括:拉茎辊长度、拉茎辊直径、拉茎辊转速、拉茎辊轴向倾角和拉茎辊横向倾角。(2)对摘穗装置的工作过程进行虚拟仿真分析,得出在摘穗过程中玉米植株进入摘穗装置后的参数变化,分析了整个摘穗过程中玉米植株的受力情况,拉茎辊有横向倾角并且两拉茎辊有转速差时能使玉米茎秆向转速高的一侧发生弯曲变形,便于切柄刀切割穗柄。加入切柄刀能明显降低穗柄拉断时所需的力。(3)设计了试验台与其控制系统。完成了控制系统的硬件选择与软件编写,能够完成对试验台消耗功率的测试以及对摘穗作业中各个工作参数的控制。(4)搭建试验台进行了室内试验。通过试验可知各因素对籽粒破损率影响程度大小:切柄刀倾角>拉茎辊横向倾角>拉茎辊轴向倾角>两拉茎辊的转速差值;对消耗功率影响程度大小:切柄刀倾角>拉茎辊横向倾角>两拉茎辊的转速差值>拉茎辊轴向倾角。确定了以籽粒破损率与消耗功率两个试验指标下的最优参数组合:拉茎辊轴向倾角29°、拉茎辊横向倾角29°、切柄刀刃与摘穗板之间的倾角为16.8°、两拉茎辊转速分别为850r/min和800r/min,最佳参数组合下籽粒破损率为0.413%,消耗功率为0.515k W。

关键词：鲜食玉米收获机摘穗装置 LS-DYNA仿真籽粒破损率功耗