基于离散元的马铃薯收获机波浪形筛面参数优化与试验
发布时间：2021-09-09 12:54
针对分段式马铃薯收获机薯土分离环节伤薯率和破皮率较高的问题,在适应国内北方种植模式和农艺特点的条件下,对分离筛后半段采用波浪形筛面薯土减损分离的结构进行优化。在分析影响碎土分离过程和薯块运动特征的关键因素的基础上基于构建的离散元土块和薯块模型,明晰了不同波浪形筛面结构参数和运行参数对碎土分离过程和薯块碰撞特征的影响;同时,结合实际工况,验证波浪形筛面薯土分离减损形式的结构合理性和可行性确定采用振动与波浪形双重分离形式,以期实现较佳的薯土分离和减损效果。试验表明:在2个波峰、2个波谷同等分离行程条件下,波浪形筛面倾角较大时适宜较小的分离筛运行速度,较优的参数组合为波浪形筛面倾角35°、分离筛运行速度1.0 m/s此时伤薯率和破皮率分别为1.31%和1.44%;波浪形筛面倾角较小时适宜较大的分离筛运行速度,较优的参数组合为波浪形筛面倾角15°、分离筛运行速度2.0 m/s,此时伤薯率和破皮率分别为1.46%和1.67%,相关测试指标能够满足作业需求。
【文章来源】：农业机械学报. 2020,51(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
波浪形薯土分离方案土块破碎示意图Fig．1Schematicofpotato-soilseparation
图9vf=1.0m/s时第1次抛起跌落的土块运行速度Fig．9Velocityofthefirstfallingofclodsundervf=1.0m/s图10vf=1.0m/s时第2次抛起跌落的土块运行速度Fig．10Velocityofthesecondfallingofclodsundervf=1.0m/s图11vf=1.5m/s时第1次抛起跌落的土块运行速度Fig．11Velocityofthefirstfallingofclodsundervf=1.5m/s图12vf=1.5m/s时第2次抛起跌落的土块运行速度Fig．12Velocityofthesecondfalingofclodsundervf=1.5m/s图13vf=2.0m/s时第1次抛起跌落的土块运行速度Fig．13Velocityofthefirstfallingofclodsundervf=2.0m/s611农业机械学报2020年
分离原理为:收获机田间作业时，驱动装置通过梅花轮驱动分离筛运行，薯土混合物经振动分离或多级分离后，进入波浪形薯土分离装置，筛面运行过程中呈现“波浪形”运动轨迹，土块经过多次波峰与波谷之间的翻滚作用可实现高效碎土。通过调整压筛轮的位置，可调整波浪形幅度大小，实现不同土壤类型条件下的马铃薯机械化收获作业［25］。图2波浪形薯土分离装置结构图Fig．2Structuralschematicofwavyseparatingunit1．立板2．驱动装置3．支承胶轮4．分离筛5．防护装置2波浪形筛面参数及运动学分析影响薯块在筛面上运动的主要因素有:杆条间隙、杆条直径、筛面运行速度、筛面整体斜置角和波浪形筛面倾角(峰谷高差)等。收获作业时，设置的波浪形数目、峰谷高差调整的精度、机具收获速度和分离筛运行速度等都是影响分离效果和收获品质的关键参数。波浪形分离筛筛面结构参数如图3所示，分别为对置波浪形和偏置波浪形薯土分离形式。波浪形薯土分离形式的上升和下降段长度分别为ls和lx，以及单个对置波浪形的“波谷波峰波谷”之间的长度ld和偏置波浪形的“波谷波峰波谷”之间的长度lp都是影响土块破碎效果、薯块运动特性和收获品质的关键参数。图3波浪形分离筛筛面结构参数Fig．3Structuralparametersofwavyseparatingsieve图4为同等分离行程条件下波浪形筛面峰谷高差调整示意图。波浪形筛面上升段和下降段的倾角相等时，筛面倾角记作αs。偏置式波浪形薯土分离形式可根据“波峰波谷”和“波谷波峰”运行位移的不同分为“速上缓下”和“缓上速下”2种形
【参考文献】：
期刊论文
[1]4U1600型集堆式马铃薯挖掘机设计与试验[J]. 杨小平,魏宏安,赵武云,姜彦武,戴立勋,黄晓鹏. 农业机械学报. 2020(06)
[2]马铃薯挖掘机升运分离过程块茎损伤机理分析与试验[J]. 吕金庆,杨晓涵,吕伊宁,李紫辉,李季成,杜长霖. 农业机械学报. 2020(01)
[3]马铃薯收获机薯秧分离装置设计与试验[J]. 吕金庆,王鹏榕,刘志峰,李紫辉,邹法毅,杨德秋. 农业机械学报. 2019(06)
[4]振动与波浪二级分离马铃薯收获机改进[J]. 魏忠彩,李洪文,孙传祝,李学强,刘文政,苏国粱,王法明. 农业工程学报. 2018(12)
[5]帆布带式马铃薯挖掘-残膜回收联合作业机设计与试验[J]. 戴飞,郭笑欢,赵武云,辛尚龙,刘小龙,吴正文. 农业机械学报. 2018(03)
[6]马铃薯种薯机械排种离散元仿真模型参数确定及验证[J]. 石林榕,孙伟,赵武云,杨小平,冯斌. 农业工程学报. 2018(06)
[7]马铃薯联合收获机立式环形分离输送装置设计与试验（英文）[J]. 杨然兵,杨红光,尚书旗,倪志伟,刘志深,郭栋. 农业工程学报. 2018(03)
[8]粘重土壤下马铃薯挖掘机分离输送装置改进设计与试验[J]. 吕金庆,孙贺,兑瀚,彭曼曼,于佳钰. 农业机械学报. 2017(11)
[9]马铃薯全程机械化生产技术与装备研究进展[J]. 魏忠彩,李学强,张宇帆,李洪文,孙传祝. 农机化研究. 2017(09)
[10]收获期马铃薯块茎碰撞恢复系数测定与影响因素分析[J]. 冯斌,孙伟,石林榕,孙步功,张涛,吴建民. 农业工程学报. 2017(13)
硕士论文
[1]基于离散元的马铃薯捡拾装置试验研究[D]. 王万虎.西北农林科技大学 2017
[2]基于离散元法的深松铲结构与松土效果研究[D]. 王燕.吉林农业大学 2014
本文编号：3392131
【文章来源】：农业机械学报. 2020,51(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
波浪形薯土分离方案土块破碎示意图Fig．1Schematicofpotato-soilseparation
图9vf=1.0m/s时第1次抛起跌落的土块运行速度Fig．9Velocityofthefirstfallingofclodsundervf=1.0m/s图10vf=1.0m/s时第2次抛起跌落的土块运行速度Fig．10Velocityofthesecondfallingofclodsundervf=1.0m/s图11vf=1.5m/s时第1次抛起跌落的土块运行速度Fig．11Velocityofthefirstfallingofclodsundervf=1.5m/s图12vf=1.5m/s时第2次抛起跌落的土块运行速度Fig．12Velocityofthesecondfalingofclodsundervf=1.5m/s图13vf=2.0m/s时第1次抛起跌落的土块运行速度Fig．13Velocityofthefirstfallingofclodsundervf=2.0m/s611农业机械学报2020年
分离原理为:收获机田间作业时，驱动装置通过梅花轮驱动分离筛运行，薯土混合物经振动分离或多级分离后，进入波浪形薯土分离装置，筛面运行过程中呈现“波浪形”运动轨迹，土块经过多次波峰与波谷之间的翻滚作用可实现高效碎土。通过调整压筛轮的位置，可调整波浪形幅度大小，实现不同土壤类型条件下的马铃薯机械化收获作业［25］。图2波浪形薯土分离装置结构图Fig．2Structuralschematicofwavyseparatingunit1．立板2．驱动装置3．支承胶轮4．分离筛5．防护装置2波浪形筛面参数及运动学分析影响薯块在筛面上运动的主要因素有:杆条间隙、杆条直径、筛面运行速度、筛面整体斜置角和波浪形筛面倾角(峰谷高差)等。收获作业时，设置的波浪形数目、峰谷高差调整的精度、机具收获速度和分离筛运行速度等都是影响分离效果和收获品质的关键参数。波浪形分离筛筛面结构参数如图3所示，分别为对置波浪形和偏置波浪形薯土分离形式。波浪形薯土分离形式的上升和下降段长度分别为ls和lx，以及单个对置波浪形的“波谷波峰波谷”之间的长度ld和偏置波浪形的“波谷波峰波谷”之间的长度lp都是影响土块破碎效果、薯块运动特性和收获品质的关键参数。图3波浪形分离筛筛面结构参数Fig．3Structuralparametersofwavyseparatingsieve图4为同等分离行程条件下波浪形筛面峰谷高差调整示意图。波浪形筛面上升段和下降段的倾角相等时，筛面倾角记作αs。偏置式波浪形薯土分离形式可根据“波峰波谷”和“波谷波峰”运行位移的不同分为“速上缓下”和“缓上速下”2种形
【参考文献】：
期刊论文
[1]4U1600型集堆式马铃薯挖掘机设计与试验[J]. 杨小平,魏宏安,赵武云,姜彦武,戴立勋,黄晓鹏. 农业机械学报. 2020(06)
[2]马铃薯挖掘机升运分离过程块茎损伤机理分析与试验[J]. 吕金庆,杨晓涵,吕伊宁,李紫辉,李季成,杜长霖. 农业机械学报. 2020(01)
[3]马铃薯收获机薯秧分离装置设计与试验[J]. 吕金庆,王鹏榕,刘志峰,李紫辉,邹法毅,杨德秋. 农业机械学报. 2019(06)
[4]振动与波浪二级分离马铃薯收获机改进[J]. 魏忠彩,李洪文,孙传祝,李学强,刘文政,苏国粱,王法明. 农业工程学报. 2018(12)
[5]帆布带式马铃薯挖掘-残膜回收联合作业机设计与试验[J]. 戴飞,郭笑欢,赵武云,辛尚龙,刘小龙,吴正文. 农业机械学报. 2018(03)
[6]马铃薯种薯机械排种离散元仿真模型参数确定及验证[J]. 石林榕,孙伟,赵武云,杨小平,冯斌. 农业工程学报. 2018(06)
[7]马铃薯联合收获机立式环形分离输送装置设计与试验（英文）[J]. 杨然兵,杨红光,尚书旗,倪志伟,刘志深,郭栋. 农业工程学报. 2018(03)
[8]粘重土壤下马铃薯挖掘机分离输送装置改进设计与试验[J]. 吕金庆,孙贺,兑瀚,彭曼曼,于佳钰. 农业机械学报. 2017(11)
[9]马铃薯全程机械化生产技术与装备研究进展[J]. 魏忠彩,李学强,张宇帆,李洪文,孙传祝. 农机化研究. 2017(09)
[10]收获期马铃薯块茎碰撞恢复系数测定与影响因素分析[J]. 冯斌,孙伟,石林榕,孙步功,张涛,吴建民. 农业工程学报. 2017(13)
硕士论文
[1]基于离散元的马铃薯捡拾装置试验研究[D]. 王万虎.西北农林科技大学 2017
[2]基于离散元法的深松铲结构与松土效果研究[D]. 王燕.吉林农业大学 2014
本文编号：3392131
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nygclw/3392131.html
