玉米收获机苞叶剥离机理与试验

发布时间：2020-08-02 22:51

【摘要】：玉米是中国乃至世界的重要粮食作物,但是其收获仍然主要依靠人力。玉米收获期较短,如果不能及时将苞叶剥离,长时间在苞叶包裹下的玉米籽粒会出现发芽、发霉现象,这就会大大的降低收获产量和质量,因此其中玉米苞叶剥离成为了玉米收获决定产量和质量的关键环节。现在的玉米苞叶剥离装置研发已经取得一定的成果,但是仍然存在苞叶装置三性能指标低的问题。所以玉米苞叶剥离装置进一步优化设计是有必要的。(1)苞叶剥离机理研究,根据数据分析选定部件参数。玉米收获机苞叶剥离装置机理分析是建立两对相向旋转的剥离辊与玉米模型,进行受力分析。剥皮辊作用于果穗,果穗在其中旋转和滑行,针对此工作过程进行运动力学理论分析,通过剥离辊与玉米间的相互作用力,得出苞叶剥离条件与剥离辊参数关系;分析剥离辊各参数对其工作性能的影响,选定剥离辊旋转速度,剥离辊放置等影响收获机苞叶剥净率和籽粒破损率等关键部件参数。(2)根据苞叶剥离装置的理论设计,进行虚拟仿真验证参数可行性。根据所选定的苞叶剥离装置相关参数数据,在设定的剥离辊参数下,先简化模型结构,然后利用adams在设定的剥离辊参数下,进行剥离过程时剥离辊相互作用旋转运动的仿真。最后利用ansys对设定不同偏置角度的剥离辊进行运动力学仿真,通过仿真结果来判定在设定的关键部件参数下,剥离装置是否可以正常完成剥离工作。(3)进行物理样机试验。经过一系列的数据,材料准备,搭建苞叶剥离试验台架,对所选定的三个影响性能参数的因素,各设定三个水平,设定三项性能指标,作为分析三因素影响力的评定标准。针对不同参数搭配对苞叶剥离质量的影响,进行多次试验,利用常规三因素三水平正交试验数据分析方法——极差与方差,处理分析试验数据,选择最优参数组合。通过高速摄影试验可以记录苞叶剥离过程中肉眼所无法察觉的细节,使得对剥离过程具有了进一步了解。
【学位授予单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S225.51
【图文】：

玉米,产量,面积,状况

玉米作为我国的首要经济作物，其分量体现在种植面积的不断扩大、产量逡逑的提高ｌＮ５］。通过农业部对２００８年至２０１５年玉米在全世界的收获面积、总产量逡逑情况数据统计如图１－１所示。逡逑■收获面积（亿公顷）■总产Ｍ邋（亿吨）逡逑：ａ邋１１Ｔ１１１１逡逑１１１邋１１１１逡逑：ａ逦ｂ１邋■■逦■■逦ｂＩ逦■！逦■！逦ｉ逡逑２００８逦２００９逦２０１０逦２０１１逦２０１２逦２０１３逦２０１４逦２０１５逡逑图１－１逦２００８－２０１５年世界玉米的收获面积、总产量情况逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｔｈｅ邋ｗｏｒｌｄ＇ｓ邋ｃｏｒｎ邋ｈａｒｖｅｓｔ邋ａｒｅａ邋ａｎｄ邋ｔｏｔａｌ邋ｏｕｔｐｕｔ邋ｆｒｏｍ邋２００８邋ｔｏ邋２０１５逡逑由图１－１可以看出，自２００８年至２０１５年，世界的玉米在２０１４年达到１０．０９逡逑亿吨总产量顶峰，１５年的产量有些下降，但是仍然处于较高的水平，总产量在逡逑１２年的水平之上。在此间玉米产量增进了邋２１．７５％，达到了邋１．７４亿吨的产量晋逡逑升，且在莳植面积上有了邋１１．３２％的提升，实现了邋１．５９亿公顷增至１．７７亿公顷逡逑的跨越。于此同时某些缘由，每公顷到５．４９吨产量，增长了邋８．９３％。逡逑并且我国的玉米在莳植面积上与产量上延续的稳步扩展面积及晋升产量。逡逑又因国家粮食生产鼓励政策，而且引进杂交新品种，这使得玉米种植面积己经逡逑扩展占据了其他作物区域，并且玉米取代了其他利润较低的农作物。再从下面逡逑图１－２中可以明显看出

剥皮机,玉米

山东科技大学硕士学位论文逦ｌｉｔ逡逑图１－３邋４ＹＺ－４自走式玉米收割机和４ＹＢ－４互换割台型玉米收割机逡逑Ｆｉｇ．邋１－３逦４邋ｙｚ－４邋ｓｅｌｆ－ｃｏｎｔａｉｎｅｄ邋ｃｏｍ邋ｈａｒｖｅｓｔｅｒ邋ｍａｃｈｉｎｅ邋ａｎｄ邋４邋ＹＢ－４邋ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅａｂｌｅ邋ｃｕｔｔｉｎｇ逡逑ｍａｃｈｉｎｅ邋ｔｙｐｅ邋ｃｏｍ邋ｈａｒｖｅｓｔｅｒ逡逑藁城联合收割机收获机械公司在开发的“富路”剥离装置为３ｋｗ的电机电逡逑力配备，其剥离装置的性能指标达到剥净率＞９０％，破损率与损失率＜１％的优异逡逑成绩。到二十一世纪初期，推行出一次收获３行的田间作业自走式玉米收获机逡逑型，得到批量生产。以及后期的＂博远＂、”富路＂牌系列，主营３行与４行自走式逡逑型玉米剥皮机农牧机械设备，内部装设有全橡胶、螺旋突起缠绕的剥离辊苞叶逡逑剥离装置，剥离装置多为１７ｋｗ至２１２ｋｗ单相电机动力配置，单独的玉米剥离逡逑装置配套动力设施多用其作为电力配置；玉米联合收割机具有剥离装置多为逡逑４ＹＺ－４（１１３ｋｗ）、４Ｗ－２（４２ｋｗ）和邋４ＹＺ－２邋（１３１２ｋｗ）三种动力，剥净率可达到邋９０％逡逑左右良好的性能。吉林农业工程职业技术学院与２０１１年设计出了型号为逡逑６ＹＢＪ－２，苞叶剥离性能达到了破碎率彡２％总损失率＜２％，剥净率彡９０％，且凭逡逑借此性能

外形图,外形图,铸铁辊,橡胶

完成剥离。逡逑玉米苞叶剥离的关键在于剥离辊抓取、撕裂的能力，归根到底与剥离辊对逡逑苞叶摩擦力大小有关。剥离辊外形如图２－１所示，采用橡胶花瓣辊与铸铁辊配逡逑合，变为在铸铁辊外添加螺旋结构，且相邻并排的橡胶花瓣凹凸处相互错开排逡逑放。以及在缠绕间隙添加橡胶贴块，表面设有增加摩擦纹路。这些措施都有利逡逑于增大摩擦力，提高剥离的能力。逡逑ｍ逡逑图２－１剥离辊外形图逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｏｕｔｌｉｎｅ邋ｏｆ邋ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ邋ｒｏｌｌｅｒ逡逑９逡逑

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