油菜联合收获机切抛组合式纵轴流脱离装置设计与试验

针对传统油菜联合收获机链耙式输送器输送距离长、且易引起油菜高粗茎秆堵塞的问题,设计了一种切抛组合式纵轴流脱离装置,实现油菜的强制喂入、切断抛送、脱粒分离功能于一体,整机关键部件全部采用液压驱动,可保证其无级调速和运转平稳。通过对茎秆的运动学与动力学分析,确定了喂入辊、切碎滚筒和脱粒滚筒的结构参数与工作参数,以夹带损失率和功耗等为评价指标,开展了切碎滚筒转速、脱粒滚筒转速和脱粒间隙的正交试验。正交试验结果表明:较优参数组合为切碎滚筒转速450 r/min、脱粒滚筒转速450 r/min、脱粒间隙30 mm,此时夹带损失率为0. 415%,脱出物短茎秆质量分数为10. 43%,切碎滚筒和脱粒滚筒总功耗为4. 16 kW,排草口茎秆平均长度134. 8 mm,对应的旋风分离清选系统籽粒总损失率为6. 13%、清洁率为91. 97%。田间试验表明,切抛组合式纵轴流脱离装置能实现物料由割台至脱离装置的均匀连续输送和脱粒分离功能,可满足油菜联合收获机的作业要求。     

影响玉米脱粒效果的因素分析

本文参照玉米联合收获机收获玉米籽粒时实际作业状况,搭建了脱粒滚筒转速和凹板间隙可调节的试验台,并设计了两因素三水平的试验方案分析脱粒滚筒转速与凹板间隙对籽粒破碎率以及果穗脱净率的影响。试验表明凹板间隙是影响脱粒作业脱净率与破碎率的主要影响因素,通过合理调节凹板间隙和滚筒转速在破碎率与脱净率之间获取平衡以达到损失率最低的目的。     

新型玉米收割机

最近,由内蒙古自治区赤峰市赤田公司研制出一种新型玉米收割机。这种新型玉米收割机采用拖拉机倒开式,使拖拉机前进、倒退挡位调换且调整了速度。该收割机割茬高度80mm,籽粒损失率2.5%,籽粒破碎率不大于1.5%,果穗损失率不大于3%,生产效率为2001～4669m2/h,茎秆切碎长度不大于50     

黄贮饲料收获机改进设计及仿真分析

针对9HS-170型黄贮饲料收获机田间作业时存在动刀易损坏、漏割等问题,对黄贮饲料收获机动刀结构及排列方式进行了改进设计。对改进后的动刀进行了运动学分析,得到了动刀顶端的运动轨迹方程。基于ANSYS软件对切割滚筒进行了模态分析,结果表明:切割滚筒最低临界转速为3689.6r/min,而实际工作中切割滚筒转速为1033r/min,机器正常工作中不会发生共振现象。利用多体动力学软件ADAMS分析了动刀运动特性,得到了机器不同前进速度下动刀顶端运动轨迹曲线,确定了机器工作最佳前进速度为4km/h。田间试验表明:机器生产率为0.62hm~2/h,收获损失率为2.35%,标准草长率为89.53%,平均割茬高度为129.9mm,各项性能指标均优于国家标准。研究结果可为黄贮饲料收获机的优化设计提供理论依据。     

玉米收获机低损变径脱粒滚筒设计与试验

针对华北地区玉米收获时籽粒含水率较高、籽粒直收破碎率较高的问题,设计了一种变径脱粒滚筒。滚筒前端直径渐变增大直至与脱粒分离段等径,通过提高滚筒变径段果穗容纳能力,增强果穗之间柔性接触,有效“松散”籽粒之间及籽粒-芯轴之间作用力,使果穗更易于脱粒,从而实现籽粒与芯轴的快速分离,有效提高了脱粒速度,降低了籽粒破碎率。对果穗与脱粒元件受力进行分析,研究变径段锥度对果穗受力的影响。基于动力学仿真试验,分析了果穗与脱粒元件之间的接触力以及果穗-果穗和果穗-脱粒装置之间的接触频次,结果表明,变径滚筒提高了果穗之间的接触频次,降低了脱粒元件与果穗的直接接触,即变径滚筒中果穗之间接触揉搓作用更强。以滚筒转速、凹板间隙及籽粒含水率为试验因素进行了三因素四水平正交试验,确定最优组合为籽粒含水率26%、滚筒转速350 r/min、凹板间隙50 mm,此时籽粒破碎率为4.13%、籽粒未脱净率为0.34%。在籽粒含水率为27%时与等径滚筒进行了对比脱粒试验,按籽粒的完整性将破损籽粒分为全碎籽粒、裂纹籽粒、破皮籽粒及顶部破碎籽粒,结果表明,变径滚筒的籽粒总破碎率为4.64%,比等径滚筒的总破碎率降低19.16%,破损籽粒中全碎籽粒、裂纹籽粒及破碎籽粒所占比例均明显降低;变径滚筒未脱净率为0.42%,比等径滚筒的未脱净率降低51.72%,证明变径滚筒能够有效降低籽粒破碎率及未脱净率。     

短程高强度横向轴流脱粒装置参数优化

以微型小麦联合收获机采用的横向轴流脱粒装置为研究对象,在额定喂入量下,对其滚筒转速、凹板间隙、导向板升角、筛孔尺寸等参数进行了正交试验和回归试验,并通过DPS等软件对试验数据进行统计分析,得出试验范围内滚筒转速、凹板间隙、导向板升角、筛孔尺寸对凹板分离物中含长茎秆率、籽粒破碎率、夹带籽粒率、脱不净率等指标的影响规律,优化确定了该脱粒装置的最佳参数组合：筛孔尺寸为14mm、导向板升角为10°、凹板间隙为16mm、滚筒转速为660r/min,含长茎秆率、含杂率、夹带籽粒率、脱不净率、籽粒破碎率分别为3.1%、39.5%、0.6%、0.01%、0.01%。     

大豆玉米带状种植模式下玉米摘穗机设计与试验

针对丘陵山区大豆玉米带状种植模式的玉米果穗收获有机难用、无机可用的现状,设计一款自走式小型玉米摘穗机。该机采用纵卧式摘穗辊实现果穗摘取,并通过输送装置收集装袋;采用“Y”型布局的L型小甩刀实现茎秆粉碎。对摘穗过程进行动力学分析、对粉碎过程进行静力学分析,确定其核心装置设计参数并进行样机试制。以茎秆粉碎长度合格率、果穗损失率、籽粒破碎率为试验指标进行田间试验,来验证该机设计的合理性。试验表明：在生产率为0.8 hm²/d、果穗籽粒含水率为26.38%、茎秆含水量为71.25%的条件下进行试验,茎秆粉碎长度合格率为92.4%、果穗损失率为2.06%、籽粒破碎率为0.61%。该机设计各项指标符合国家相关标准,能够满足丘陵山地地区玉米机械化收获需求。     

玉米穗茎联合收获台茎秆切碎输送装置设计与试验

分析了切碎输送装置结构与工作原理,建立了茎秆切口夹角、切段长度、输送效率的数学模型,并计算其理论值。鉴于作业速度变化会引起玉米秸秆喂入量的波动,对茎秆的切口夹角和切段长度,以及碎茎秆的输送效率均有明显影响,因此以作业速度为试验因素,以茎秆切口夹角、切段长度以及输送效率为试验指标,进行了田间试验,测算得出了茎秆切口夹角、切段长度、输送效率的实际值。通过数据回归,分别得出作业速度与茎秆切口夹角、切段长度、输送器输送效率实际值修正系数的理论数学模型,构建了基于田间作业速度的茎秆切碎与输送装置工程设计模型,可为同类装置设计提供参考。     

青贮玉米饲料籽粒破碎试验台设计与试验

为研究青贮玉米籽粒破碎机理,采用理论计算、三维建模和性能试验相结合的方法,设计喂入速度、破碎辊转速和对辊间隙等参数可调的青贮玉米饲料籽粒破碎试验台,主要工作部件包括喂入碾压机构、切碎滚筒装置和对辊式籽粒破碎装置,可对全株青贮玉米一次性完成秸秆传送、喂入压平、切碎抛送和籽粒破碎等工作流程。试验结果表明:当喂入速度为2 m/s、上破碎辊主轴转速为2 600 r/min时,秸秆切碎长度为21.79 mm,切碎长度合格率为95.9%,籽粒破碎率为96.3%,各项指标均符合国家标准和行业标准要求,可为籽粒破碎装置的设计提供理论依据和技术参考。     

玉米联合收获机纹杆式脱粒元件设计与试验

我国华北地区玉米收获时籽粒含水率较高,采用钉齿式及杆齿式脱粒元件进行籽粒直收时,籽粒破碎率较高,为降低脱粒过程中籽粒破碎率,设计了一种纹杆式脱粒元件,分析其前倾角变化对果穗受力的影响规律,以籽粒破碎时压缩量为依据,对纹杆块顶端弧面形状进行设计。基于EDEM研究纹杆元件顶端参数对果穗受力的影响,采用拟水平法设计四因素四水平正交试验,试验结果表明：较优纹杆参数组合为前倾角75°、凸棱倾角25°、凸棱宽度6mm、凸棱高度10mm;通过台架试验探究滚筒转速、凹板间隙等工作参数对纹杆式滚筒脱粒效果的影响规律,当籽粒含水率为28.5%时,最优滚筒转速为300r/min,凹板间隙为50mm,此时籽粒破碎率为5.34%。在最优工作参数下,对比不同脱粒元件脱粒效果,发现籽粒破碎率分别由杆齿式元件的9.91%、钉齿式元件的7.83%下降至纹杆式脱粒元件的5.34%,证明所设计的纹杆式脱粒元件能够有效降低脱粒过程中籽粒破碎率。     

玉米茎秆切断装置对比

对玉米茎秆切断-喂入一体化技术进行研究,分析了往复刀式、甩刀式和圆盘刀式3种玉米茎秆切断装置的优缺点,提出我国玉米收获过程中,需要大力发展茎秆先切断再喂入技术,重点研制推广装有圆盘刀式秸秆切断装置的玉米收获机。      

玉米秸秆青贮利用的新方式

玉米是东营市第二大粮食作物,每年播种面积稳定在 50万亩左右。长期以来,由于玉米秸秆不能有效利用,大量秸秆被焚烧,不仅造成了农作物资源的巨大浪费,同时还带来了严重的环境污染。如何科学合理地利用秸秆就成为广大农业工作者极为关注的问题。实践证明,将玉米秸秆加工青贮用于发展畜牧业是有效利用秸秆的良好途径。去年我们利用茎穗兼收型玉米联合收获机将有机户、玉米种植户和畜牧养殖户有机结合起来,在收获玉米的同时进行秸秆青贮作业,收到了不错的效果。1 以机械为纽带将三者有机结合起来 为提高玉米机械化水平,促进秸秆综合利用,去年东…     

气吸式小麦精量播种机的改进研究

分析了山东省小麦工程技术研究中心研制的第一代小麦精量播种机样机所存在的几个主要问题,并在此基础上从整机布局、排种器位置、加工精度等方面对其做了改进,进一步提高了小麦精量播种机的整机性能。     

玉米秸秆等离子体热裂解液化实

采用山东理工大学自制小型流化床设备,利用玉米秸秆为原料进行了热裂解过程及生物油特性的实验研究.结果表明采用等离子体加热,整个反应器的预热时间大约为1.5 h,且反应过程中流化床内温度稳定,有利于生物质快速热裂解反应的进行.对反应产物--生物油热值特性作了分析,得出未经任何处理的生物原油的热值为18 066.62 kJ/kg,脱炭后热值低于脱炭前的生物油热值,其差值为3 446.71 kJ/kg,说明生物油中含有一定的固体炭.将脱炭后的生物油进行脱水处理后,测得生物油热值高出脱碳后生物油热值一倍左右.另外,玉米秸秆进行稀硝酸处理后,虽然玉米秸秆的热值降低,但裂解后生物油的热值有所提高,其热值差为913.74 kJ/kg.采用GC-MS分析得知,生物油是一种复杂的含氧有机化合物和水组成的混合物,也是导致其不稳定的主要原因.     

玉米秸秆无氧制浆工艺

将玉米秸秆作为造纸原料引入造纸工业中可以缓解造纸资源紧缺并解决无法循环利用秸秆资源的问题。与以往针对玉米秸秆整体进行原料开发和针对传统制浆方式优化的研究不同，分上下部分针对玉米秸秆进行最适于制浆原料的探究，通过无氧制浆方法及其过程中时间和制浆条件的优化，确定相关技术要点和关键操作。      

锥辊式玉米秸秆揉搓装置的设计

分析了玉米秸秆特性和揉搓机理,利用三维设计软件开发了锥辊式玉米秸秆揉搓装置。该装置主要由集料斗、锥辊、花键轴及斜齿轮等组成,与锤片式玉米秸秆揉搓装置相比,其结构有所简化。简述了揉搓纹杆的成形原理,给出了揉搓纹杆的平面曲线方程。对玉米秸秆揉搓过程中秸秆空间运动规律及受力情况进行了分析,并建立了玉米秸秆揉搓过程的空间几何模型。通过对秸秆运动过程仿真实现算法的设计,在Matlab环境下进行了虚拟试验,进一步优化了样机的结构参数和运动参数。经样机试制与试验,对其作业性能进行了测试,证明了其工作有效性。     

玉米穗茎兼收割台夹持输送装置参数优化

为探明玉米穗茎兼收割台夹持输送装置参数对作物损失率、割台性能的影响机理,设计了一种玉米穗茎兼收割台。通过对夹持输送装置的工作原理、工作条件及影响因素的分析,确定以夹持输送链夹角、输入轴链轮速度、割刀安装位置及机器作业速度为试验因素,以果穗损失率、植株在x轴及y轴的最大偏移量为试验指标,根据Box-Benhnken Design中心组合试验设计原理,进行了四因素三水平正交旋转组合田间试验,试验中利用高速摄像系统记录玉米植株姿态,利用Pro Analyst运动分析软件分析玉米植株的最大偏移量,利用Design-Expert软件对试验结果进行响应面分析,得到各因变量与自变量间的数学模型。试验结果表明:4个自变量与果穗损失率、x轴最大偏移量有二次非线性关系,其中割刀安装位置影响最大,夹持输送链夹角的影响最小,4个因素对y轴最大偏移量无显著影响;因素的交互项仅对果穗损失率有显著影响;最优参数组合为:夹持输送链夹角19.96°、输入轴链轮齿数22.09、割刀安装位置22.33 mm、机器作业速度1.31 m/s,此时果穗损失率为0.4%,x轴最大偏移量为24 mm。对最优参数组合圆整后,取夹持输送链夹角为20°,割刀安装位置为22 mm,机器作业速度为1.30 m/s进行田间验证试验,验证试验表明回归模型有很好的可靠性。优化后的果穗损失率较优化前降低2.4个百分点,低于标准规定的指标值。     

穗茎兼收型玉米收获机茎秆切碎与输送装置设计与试验

针对玉米收获时秸秆回收困难、利用率低的问题,设计了一种穗茎兼收型玉米收获机,对茎秆切碎和输送装置进行了详细设计。通过比较,采用转子铣刀切割器作为茎秆切断装置,运用ANSYS/LS-DYNA对转子铣刀刀片厚度、转速、刃角进行了三因素三水平的正交试验, 试验表明铣刀转速为1400r/min、刀片厚度为7mm、刃角为20°时功耗最小;设计了具有不同齿形和转速的单层多辊式输送器,并通过理论分析建立了4输送辊线速度之间的关系;对茎秆切碎装置进行了设计,确定动定刀位置和理论切碎长度。最后对样机进行了田间试验,结果表明：实际茎秆切碎长度与理论切碎长度无显著差异（P≤0.05）,样机各项指标满足设计和行业相关标准要求。     

玉米秸秆热裂解产物产率预测分析

以影响热裂解液化过程的因素(输入功率、压差、氩气流量和进料率)为网络输入,热裂解液化产物为网络输出,应用BP神经网络模型法对玉米秸秆热裂解液化产物产率进行了预测分析,并将预测结果与非线性回归分析法进行了比较分析.结果表明,采用BP神经网络模型预测输出值与试验值间的相对误差总体上在5％之内,说明模拟预测的效果较好.对BP神经网络模型法与非线性回归方法的预测结果对比分析显示:在试验数据范围内,BP神经网络模型对玉米秸秆热裂解3种产物产率的预测值更接近试验值,计算精度比非线性回归方法略高.