大豆单株脱粒机设计及试验

发布时间：2020-11-05 03:09

　　 2018年国内大豆产量约1600万吨,育种大豆每年需45万吨左右。全球大豆产量约2.5亿吨。现阶段,我国大豆生产面临单产水平低、播种精度差等技术难题,发展大豆育种机械有助于问题的解决,而普通大豆收获机械无法满足育种大豆收获的要求。针对育种要求,研发大豆单株脱粒机,减少品种间混杂,提升品种纯度,降低破碎,提升品种质量,具有重要意义。大豆单株脱粒机应满足以下技术要求:喂入便捷安全、脱粒破碎率低、清理便捷方便、参数调整方便。为此本文开展以下研究内容:(1)大豆单株脱粒机总体设计。整机设计包括脱粒、清选、传动部分,结合脱粒与传动部分设计翻转清理结构。研究脱离元件、脱粒间隙对破碎率的影响,设计适合于大豆单株脱粒的脱粒滚筒直径、转速、凹板筛,提升脱离质量降低破碎率。采用气吸清选装置,研究合适的清选通道,提升清洁度。设计合理的脱粒滚筒翻转机构,便于脱粒后清理,减小品种间混杂。(2)基于EDEM大豆籽粒运动过程仿真分析。构建大豆籽粒超二次曲面颗粒单元模型,通过EDEM仿真软件,获得大豆籽粒在脱粒滚筒中运动过程图,依据仿真结论,研究出杂口形状与籽粒顺利喂入、飞溅之间的关系,进而优化设计出杂口结构,解决籽粒喂入与飞溅问题。(3)大豆单株脱粒机参数优化试验。台架性能测试试验包括:单因素对比试验、响应面试验。单因素试验齿形硬度与齿形形状;三因素三水Box-behnken响应面试验对喂入量、脱粒元件转速、脱粒元件与筛网间隙分析。破碎试验结果表明:齿形形状试验中,板齿破碎率0.689%对比弓齿破碎率4.59%,板齿减小籽粒破碎效果突出;齿形硬度试验中,橡胶板0.10%、铁板1.46%、尼龙板1.31%,橡胶板降低破碎率效果突出;在板尺橡胶板响应面试验中,破碎极少。未脱净分析中,滚筒转速贡献率占比最大,间隙、喂入量次之。采用板齿橡胶板脱粒元件,极大地降低了破碎率。样机优化试验。针对制造样机的脱粒元件转速、脱粒元件与筛网间隙、脱粒元件硬度,进行三因素三水平正交试验,得到最佳参数:即转速498r/min,间隙为18mm,脱粒元件材料为橡胶。(4)高速相机脱粒过程研究分析与Phantom轨迹分析与计算。对试验样机整体、上部、下部三个角度拍摄,获得脱粒运动过程图,根据相关图像,发现部分植株卡嵌喂入口,其脱粒滚筒环绕形状,喂入口滑道结构应进一步优化。使用高速相机捕捉籽粒冲击板齿橡胶板的运动轨迹,经过Phantom图像分析软件的分析与计算,其最大速度为12.14m/s,最小速度为2.3m/s。根据豆粒的重量与撞击速度变化,计算出单粒撞击最大能量变化为0.01518J。
【学位单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S226.1
【部分图文】：

论文 其脱粒元件材质较柔软。：梳刷脱粒脱粒元件运动速度相对较低，其过程主要是相向移动。：搓擦脱粒是作物与作物之间相互的作用和作物与脱粒生摩擦、挤压大豆，在此种作用力下分离。：差速脱粒是两个同方向的旋转辊，形成不同的速度，体运动。型谷物相对滚筒的运动情况，脱粒滚筒组合主要有纵轴流 4 种装置为秸秆喂入方向沿着滚筒的圆周方向运动。其 年年发明。物在周向运动的同时还有横向平移，谷物在脱粒机体有助于分离清选。

a.上脱式 b.下脱式 c.侧脱式图 1.2 脱粒喂入方式Fig 1.2 Threshing feeding method械机：前，中国的育种工作完全依靠人工进行 6 ，随着技术科研机构的探索，育种机械样式广泛。 小麦育种脱粒机，由黑龙江农垦总局红兴隆科研独立轮的离心通风的原理，把作物分离输送，在作物进入扇 7 计喂入辊轴流滚筒组合式大豆种子脱粒机，采用横轴，滚筒上排布钉齿、弓齿和板齿 3 种脱粒元件。其豆植株喂入，大豆植株脱粒喂入过程连续性好，保障计的柔性差速带式单株大豆脱粒装置，其结构为上下

图 1.3 5TS-150A 单株脱粒机Fig 1.3 5TS-150A Single Plant thresher穗脱粒机 图 1.5 LD 35e plant thresher Fig 1.5 LD机械研究比较深入的国家和地区主要，其研制的育种收获机均属于国际领斯泰格公司的实验室类型脱粒机械
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本文编号：2871033