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作者：徐福龙山西农业大学

学位级别：硕士

亚麻,一般可分为提取纤维用亚麻、榨油用亚麻和榨油提取纤维兼用亚麻三种类型。蓝亚麻,别名宿根亚麻(Linum perenne *** Planch.),为亚麻科亚麻属多年生草本花卉。胡麻,即榨油用亚麻的俗称,是中国西北地区和华北地区重要的油料作物之一... 详细信息

亚麻,一般可分为提取纤维用亚麻、榨油用亚麻和榨油提取纤维兼用亚麻三种类型。蓝亚麻,别名宿根亚麻(Linum perenne *** Planch.),为亚麻科亚麻属多年生草本花卉。胡麻,即榨油用亚麻的俗称,是中国西北地区和华北地区重要的油料作物之一。目前,胡麻机械化收获方式按收获的模式分类主要有分段收获与联合收获,按喂入方式分类主要有全喂入式与半喂入式。亚麻(胡麻)作物属麻类作物,包裹在茎秆外层的麻皮韧性很强,现阶段的各种亚麻(胡麻)收获机型都存在较为严重的茎秆缠绕脱粒滚筒的现象,严重制约了我国的亚麻(胡麻)机械化收获水平与效率的提升。急需研究亚麻(胡麻)机械化收获过程中植株缠绕脱粒滚筒问题的有效解决方案,研发相应的防止植株缠绕的技术与装备,本文针对亚麻(胡麻)机械化收获过程中存在的植株缠绕脱粒滚筒问题和植株相互交缠问题,主要进行了以下几方面的研究与探索。(1)研究了蓝亚麻蒴果的基本物理参数与接触力学参数,研究了蓝亚麻植株的茎秆结构特性与茎秆力学特性。基于EDEM2018软件应用球形颗粒聚合的方式构建了蓝亚麻蒴果的离散元模型,采用物理试验法与仿真优逼近预测法相结合的方法对蓝亚麻蒴果进行了离散元仿真参数标定,重点对成熟期蓝亚麻蒴果的基本物理参数、接触力学参数和植株的茎秆力学特性及植株的茎秆结构特性进行了分析认知、参数测定试验与离散元仿真参数标定试验,蒴果基本物理参数包括含水率、千粒重、密度、三轴尺寸、泊松比、剪切模量、弹性模量等特性参数,蒴果接触力学参数包括蒴果间及蒴果与其它材料间的静摩擦系数、动摩擦系数、碰撞恢复系数,蓝亚麻植株的茎秆力学特性包括蓝亚麻植株根部离开土壤所需的机械拉力、蓝亚麻蒴果脱离果柄时果柄对蓝亚麻蒴果的作用力,蓝亚麻植株的茎秆结构特性包括植株的茎秆直径尺寸、植株的根部颈部冠部等各部分长度尺寸分布情况、植株的分支情况、植株上蒴果的数量分布情况。(2)提出了一种基于割前摘脱原理的亚麻(胡麻)蒴果收获方式。基于割前摘脱原理提出的亚麻(胡麻)蒴果收获方式的实现过程如下,即通过先得到亚麻(胡麻)蒴果,再单独对亚麻(胡麻)蒴果进行破壳脱粒。提出的基于割前摘脱原理的亚麻(胡麻)收获方式可以避免传统的亚麻(胡麻)收获方式中整株亚麻(胡麻)植株喂入亚麻(胡麻)收获脱粒机械造成的亚麻(胡麻)植株缠绕脱粒滚筒的现象,基于该收获方式,蒴果脱粒前就实现了蒴果与植株的分离,使脱粒分离清选作业对象的成分变得相对简单,从根本上解决了亚麻(胡麻)植株缠绕脱粒滚筒的问题。(3)研制了梳齿式亚麻(胡麻)蒴果梳刷试验台,研究并验证了基于割前摘脱原理提出的亚麻(胡麻)蒴果收获方式,基于该试验台开展了蒴果的梳刷台架试验研究。根据提出的一种基于割前摘脱原理的亚麻(胡麻)蒴果收获方式,结合亚麻(胡麻)植株茎秆结构特性与茎秆力学特性、蒴果基本物理参数与接触力学参数的研究,设计了梳齿式亚麻(胡麻)蒴果梳刷试验台,通过对关键零部件的设计选型,确定了梳齿安装架、梳齿、偏心摆动装置、试验台机架等零部件的重要工作参数,并基于梳齿式亚麻(胡麻)蒴果梳刷试验台开展了蓝亚麻蒴果的梳脱试验研究,研究了不同的梳齿截面形状、不同的梳齿间隙、不同的梳刷装置转速、不同的机具行进相对速度4个试验因素对蓝亚麻蒴果的脱尽率、破损率2个试验指标的影响的显著性及影响的先后顺序,以蒴果脱净率较大、破损率较小为目标,得到了较优参数组合:梳齿间隙为4 mm、梳齿截面形状为菱形、梳刷装置转速为10 r/min和导轨输送速度0.16 m/s,以各试验因素的较优参数组合进行试验验证,得到了蓝亚麻蒴果的脱净率为99.26%,破损率为5.33%。由蓝亚麻蒴果的梳刷试验结果可知,通过梳齿式亚麻(胡麻)蒴果梳刷试验台得到蓝亚麻蒴果的方案是可行的,基于割前摘脱原理提出的亚麻(胡麻)蒴果收获方式可以有效避免植株缠绕的同时有效的收获了蒴果。为下一步设计与研制梳刷气吸复合式亚麻(胡麻)蒴果收获试验台提供了关键零部件基础和理论研究依据。(4)研制了梳刷气吸复合式亚麻(胡麻)蒴果收获试验台,研究并验证了基于气吸原理的亚麻(胡麻)蒴果的收集方式,基于该试验台进行了蒴果收获的台架试验研究。根据提出的亚麻(胡麻)蒴果割前摘脱收获方式和前期的亚麻(胡麻)蒴果梳刷试验研究结果,结合亚麻(胡麻)植株茎秆结构特性与茎秆力学特性、蒴果基本物理特性参数与接触力学特性参数的研究,设计了梳刷气吸复合式亚麻(胡麻)蒴果收获试验台,通过对关键零部件的设计选型,确定了梳齿、梳齿架、气吸式风道流场外壳、传动皮带轮、试验台机架等零部件的重要工作参数,并基于梳刷气吸复合式亚麻(胡麻)蒴果收获试验台进行了蓝亚麻蒴果的梳刷与收集试验研究,研究了梳齿截面形状、梳刷滚筒转速、机具行进相对速度、离心式通风机的风量等试验因素对蓝亚麻蒴果的脱尽率、

关键词：亚麻(胡麻) 植株缠绕蒴果梳刷机械化收获收集关键技术与装备

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梳齿式亚麻蒴果梳刷试验台的设计与试验

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甘肃农业大学学报 2021年第3期56卷 159-167,175页

作者：徐福龙贺俊林杜晓斌房大伟何永强易猛山西农业大学农业工程学院山西太谷030801

【目的】探索解决亚麻(胡麻)脱粒机存在的植株缠绕脱粒滚筒问题的有效方案,提升亚麻(胡麻)的机械化收获水平.【方法】为研究不同工作参数对亚麻(胡麻)机械化收获的影响,设计了梳齿式亚麻(胡麻)蒴果梳刷试验台.阐述该试验台的工作原理与... 详细信息

【目的】探索解决亚麻(胡麻)脱粒机存在的植株缠绕脱粒滚筒问题的有效方案,提升亚麻(胡麻)的机械化收获水平.【方法】为研究不同工作参数对亚麻(胡麻)机械化收获的影响,设计了梳齿式亚麻(胡麻)蒴果梳刷试验台.阐述该试验台的工作原理与组成结构,对关键零部件偏心摆动机构和梳刷装置进行了结构设计与动力学分析,并进行台架试验.以蓝亚麻(别名宿根亚麻)为试验材料,以蒴果的脱净率和破损率为评价指标,探讨梳刷装置转速、梳齿截面形状、梳齿间隙、导轨输送速度4因素对蒴果的脱净率和破损率的影响,分别进行单因素试验与多因素正交试验研究,获得了梳齿式亚麻(胡麻)蒴果梳刷试验台的最优工作参数,并进行了试验验证.【结果】SAS9.1软件分析表明:梳齿间隙、梳齿截面形状、梳刷装置转速和导轨输送速度4因素对蒴果的脱净率和破损率的影响都极为显著.以蒴果的脱净率较大、破损率较小为目标,得到的较优参数组合为:梳齿间隙为4 mm、梳齿截面形状为菱形、梳刷装置转速为10 r/min和导轨输送速度为0.16 m/s.对优化结果进行试验验证,结果显示脱净率为99.26%,破损率为5.33%.各因素对脱净率的影响由大到小依次为梳齿间隙、梳齿截面形状、梳刷装置转速、导轨输送速度;对破损率的影响由大到小依次为导轨输送速度、梳齿截面形状、梳刷装置转速、梳齿间隙.【结论】蓝亚麻植株经过试验台的梳刷可得到完整蒴果,梳齿式亚麻(胡麻)蒴果梳刷试验台为亚麻(胡麻)脱粒机的创新设计提供了一种可行性方案和研究依据.

关键词：植株缠绕梳齿式梳刷装置脱净率破损率蒴果

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梳刷气吸式亚麻蒴果收获试验台设计与试验

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农业工程 2022年第1期12卷 109-112页

作者：徐福龙贺俊林王月华李姣姣山西农业大学农业工程学院山西晋中030801

针对亚麻(胡麻)机械化收获过程中植株缠绕脱粒滚筒问题和蒴果收集问题,设计了梳刷气吸式亚麻(胡麻)蒴果收获试验台。以梳齿截面形状、梳刷滚筒转速、机具行进相对速度、离心式通风机风量为试验因素,以蒴果收集率、植株缠绕率为试验指标... 详细信息

针对亚麻(胡麻)机械化收获过程中植株缠绕脱粒滚筒问题和蒴果收集问题,设计了梳刷气吸式亚麻(胡麻)蒴果收获试验台。以梳齿截面形状、梳刷滚筒转速、机具行进相对速度、离心式通风机风量为试验因素,以蒴果收集率、植株缠绕率为试验指标,进行了4因素3水平正交试验。结果表明,在较优试验因素组合的梳齿截面形状为圆形、梳刷滚筒转速44 r/min、机具行进相对速度80 mm/s、离心风机风量6 000 m;/h作业条件下,蒴果收集率为96.67%、植株缠绕率为0.32%,试验台的梳脱、收集、避免植株缠绕等效果较好。梳刷气吸式亚麻(胡麻)蒴果收获试验台提供了解决植株缠绕脱粒滚筒问题和蒴果收集问题的可行性方案。

关键词：收获试验台梳刷气吸亚麻(胡麻)蒴果植株缠绕蒴果收集

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