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种子收获是获得正确试验结果的重要环节,脱粒装置作为收获机的关键装置,脱粒水平直接影响着种子的收获质量和品种选优。为了满足种子脱粒收获的清种要求,同时分析国内外脱粒装置的基础上,设计了一种玉米种子脱粒装置,通过理论和仿真进行了结构设计和性能分析,并进行了田间试验,能够满足玉米种子收获要求。具体如下:
(1)利用实验室相关设备,对丹玉14号玉米品种的相关物理特性参数进行了测定,如籽粒含水率、三轴尺寸、球度、质量、体积、密度和果穗外形尺寸等。并在含水率为21%~30%之间时对该玉米种子进行了抗压试验,为脱粒装置的设计提供依据。
(2)确定了双横轴流式脱粒装置的设计方案,使玉米果穗在脱粒室内沿“U”型路径运动。采用杆齿式脱粒滚筒和间隙可调栅格式凹板筛,每收获完一个玉米品种将凹板筛间隙调大,并配合风机完成脱粒室内的清种作业,实现种子收获脱粒要求。杆齿上套有橡胶,实现柔性脱粒。并对盖板侧和凹板侧进行了受力分析,得出了动力学模型。
(3)通过软件仿真对脱粒装置进行了受力分析。在进行EDEM仿真时,喂入量设置为每秒6个玉米颗粒,转速为8r/s,脱粒间隙为20mm,得出颗粒最大受力为311.8N,小于含水率为30%时的破碎临界值。对脱粒滚筒和凹板筛进行了静力学分析,满足材料要求。分析脱粒滚筒六阶模态变化,得出装置不会产生共振破坏。
(4)将脱粒装置安装到玉米收获机上进行田间试验,以脱粒滚筒线速度、机组前进速度和脱粒间隙为试验因素,籽粒破碎率、含杂率和未脱净率为试验指标进行了正交旋转组合试验,利用DesignExpert和MATLAB(Matrix Laboratory)软件进行了数据处理和参数优化,结果表明:当机组前进速度为0.56m/s,脱粒滚筒线速度为4.65m/s,脱粒间隙为30mm时,籽粒含杂率为2.04%,破碎率为1.53%,未脱净率为1.04%,满足设计要求。
(1)利用实验室相关设备,对丹玉14号玉米品种的相关物理特性参数进行了测定,如籽粒含水率、三轴尺寸、球度、质量、体积、密度和果穗外形尺寸等。并在含水率为21%~30%之间时对该玉米种子进行了抗压试验,为脱粒装置的设计提供依据。
(2)确定了双横轴流式脱粒装置的设计方案,使玉米果穗在脱粒室内沿“U”型路径运动。采用杆齿式脱粒滚筒和间隙可调栅格式凹板筛,每收获完一个玉米品种将凹板筛间隙调大,并配合风机完成脱粒室内的清种作业,实现种子收获脱粒要求。杆齿上套有橡胶,实现柔性脱粒。并对盖板侧和凹板侧进行了受力分析,得出了动力学模型。
(3)通过软件仿真对脱粒装置进行了受力分析。在进行EDEM仿真时,喂入量设置为每秒6个玉米颗粒,转速为8r/s,脱粒间隙为20mm,得出颗粒最大受力为311.8N,小于含水率为30%时的破碎临界值。对脱粒滚筒和凹板筛进行了静力学分析,满足材料要求。分析脱粒滚筒六阶模态变化,得出装置不会产生共振破坏。
(4)将脱粒装置安装到玉米收获机上进行田间试验,以脱粒滚筒线速度、机组前进速度和脱粒间隙为试验因素,籽粒破碎率、含杂率和未脱净率为试验指标进行了正交旋转组合试验,利用DesignExpert和MATLAB(Matrix Laboratory)软件进行了数据处理和参数优化,结果表明:当机组前进速度为0.56m/s,脱粒滚筒线速度为4.65m/s,脱粒间隙为30mm时,籽粒含杂率为2.04%,破碎率为1.53%,未脱净率为1.04%,满足设计要求。