我国南方丘陵山区多位于长江中下游一带,这些地区多为稻—油、稻—稻—油轮作的生产模式。虽然我国水稻联合收获机研究起步较早,发展较快,大中型联合收获机技术较成熟,但丘陵山区由于田块小且分散、机耕道窄小、地面坡度落差较大等原因,机具田间作业、转移及交通运输都比平原困难,大中型的联合收获机不能适应丘陵山区稻油的收获,因此丘陵山区水稻和油菜机械化水平相对较低。提高南方丘陵山区主要作物的农业机械化水平能够提高农民的生产效率,对于农业现代化有着极其重要的意义。脱粒清选装置是联合收获机最为核心的部件,有必要对其进行设计与试验。本文具体的研究内容包括以下几个方面:(1)对浙江台州丘陵山区早稻和镇江地区粳稻的农艺性状和物料特性进行了研究,对水稻的形态参数、含水率、籽粒连接力等进行了测定,将丘陵山区水稻和镇江地区粳稻的数据进行对比研究,研究发现丘陵山区早稻籽粒连接力相比粳稻要小,籽粒落粒相对容易,为后面脱粒清选装置的设计提供依据。对浙江地区的油菜的农艺性状和物料特性等进行了研究,从油菜的主茎秆直径、植株高度、第一分枝离地高度、角果层厚度和直径等参数的测定中发现油菜分枝较多,茎秆粗壮且韧性大,油菜成熟度一致性较差,针对这些问题,设计了适合的脱粒清选装置。(2)丘陵山区稻油联合收获机脱粒分离装置的设计。对脱粒分离装置的种类及工作原理等进行了简单的阐述,介绍了本课题丘陵山区稻油联合收获机脱粒分离装置的总体结构,包括可调导流条角度顶盖、单纵轴流脱粒分离滚筒和栅格式凹板筛,并给出了这些零部件的相关参数及工作原理。针对稻—油、稻—稻—油不同生产模式下,早稻容易落粒、脱粒损伤大、油菜成熟一致性差等问题,设计了新型脱粒分离装置,以期提高丘陵山区水稻油菜的收获效率。(3)丘陵山区稻油联合收获机清选装置的设计。介绍了丘陵山区稻油联合收获机清选装置的设计,首先对脱粒装置脱出物的物料特性及其分布规律作出了研究,为设计清选装置提供了一定依据,接着对丘陵山区稻油联合收获机的清选装置的结构和工作原理进行了阐述,并介绍了振动筛的关键结构和参数,使其能够适应丘陵山区水稻和油菜的收获。(4)水稻和油菜田间试验验证。对丘陵山区稻油联合收获机的脱粒清选装置分别进行了水稻和油菜的田间试验。以脱粒清选的损失率和含杂率为试验性能评价指标,以顶盖导流条角度、脱粒元件形式、脱粒滚筒转速和振动筛的鱼鳞筛开度这四个影响因素为研究的对象,进行多因素正交试验,在田间通过人工采集和测定的方法获取试验数据,试验数据符合国家标准。通过极差分析和方差分析的方法分析试验数据,得出收获水稻时各因素对损失率的影响大小为:滚筒转速>鱼鳞筛开度>导流条角度>脱粒元件形式,各因素对含杂率的影响大小为:脱粒元件形式>滚筒转速>鱼鳞筛开度>导流条角度;收获油菜时各因素对损失率的影响大小为:滚筒转速>鱼鳞筛开度>导流条角度>脱粒元件形式,各因素对含杂率的影响大小为:导流条角度>脱粒元件形式>滚筒转速>鱼鳞筛开度。分析各因素对试验性能指标的综合影响,最终得到最优工作参数组合为顶盖导流条角度为72°,脱粒元件选择能同时保证损失率和含杂率的纹杆-钉齿滚筒,滚筒转速为700r/min,鱼鳞筛开度为25mm。