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油菜联合收获机清选装置的优化分析及试验研究

作　者: 唐伦
导　师: 汤楚宙；吴明亮
学　校: 湖南农业大学
专　业: 农业机械化工程
关键词: 油菜清选装置气流场振动筛 ADAMS
分类号: S225.99
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

脱粒清选装置是联合收获机的关键部件之一,其工作性能的优劣对联合收获机的清选效果、功耗、生产率和经济效益有重要影响。从目前油菜联合收获机脱粒清选装置的研究现状来看,大多是在小麦和水稻联合收割机脱粒清选装置的基础上改装改进而成,带有一定的经验性,目前还没有完全成熟的产品大批量投入使用。从实际应用效果来看,收获时的含杂率和损失率水平还难以达到满意的效果。针对目前油菜联合收获机脱粒清选装置的研究现状,通过测量仪器、分析绘图软件、运动学和动力学知识以及室内试验台试验对油菜脱出物的物理机械特性和空气动力学特性、清选室内通过上筛面的风速大小、脱出物在气流场和振动筛上的运动、清选筛的结构优化以及脱粒清选装置的最优运动参数组合进行了基本数据的分析测定和试验研究,主要研究内容和结果如下：(1)通过lstopt软件对上筛面各测点的风速值进行快速公式拟合搜索得到了上筛面风速函数的拟合方程,利用MATLAB对拟合方程绘图发现：上筛面风速大小的分布大致呈前部高,中部略有下降和尾部再次上升的趋势,且风机转速的改变主要对上筛面气流速度的大小产生影响而对整个上筛面气流场的分布规律几乎没有影响。(2)通过对单颗粒物料在气流场和振动筛上的运动动力学分析,得出了物料在气流场中的运动数学模型和得到较好清选效果时清选指数K的取值范围。(3)利用ADAMS软件建立了振动筛曲柄滑块机构的虚拟样机模型,以曲柄长度和滑块的不同运动方向为设计变量,曲柄滑块机构运动过程中最小传动角最大为设计目标,对虚拟样机模型进行了试验设计,得出在曲柄长度为25mm,滑块的运动方向与水平面夹角为-10°时的最小传动角最大为84.7°。(4)以清选损失率和含杂率为主要评价指标,考察了脱粒滚筒转速、离心风机转速和曲柄转速3个运动参数对清选效果的影响,并以这3个运动参数分别进行了单因数试验和多因数正交试验,通过综合分析得出脱粒清选装置各运动参数的最优水平组合为：离心风机转速1185r/min,脱粒滚筒转速700 r/min和曲柄转速1055r/min。

全文目录

摘要  7-8
ABSTRACT  8-10
第一章绪论  10-15
  1 引言  10
  2 研究的目的和意义  10-11
  3 研究现状  11-13
  4 研究的主要内容  13
  5 主要研究方法  13-15
第二章油菜脱出物特性的测量与分析  15-21
  1 脱出物含水率的测定  15-16
  2 脱出物质量的测定  16-17
    2.1 油菜籽千粒重的测定  16
    2.2 短茎杆质量的测定  16
    2.3 角果壳质量的测定  16-17
  3 脱出物与筛面摩擦角的测量  17-18
  4 脱出物悬浮速度的测定  18-19
  5 小结  19-21
第三章清选装置的运动动力学分析与优化  21-35
  1 气流场中物料的运动学分析  21-22
  2 上筛面单颗粒物料的动力学分析  22-26
    2.1 物料沿筛面的上行  23-25
    2.2 物料沿筛面的下行  25
    2.3 物料的跃起  25-26
  3 传动角最优的振动筛虚拟样机建模与参数优化  26-34
    3.1 ADAMS软件概述  26-27
    3.2 振动筛虚拟样机建模  27-34
      3.2.1 设置工作环境  27
      3.2.2 几何建模  27-31
      3.2.3 试验设计  31-34
  4 小结  34-35
第四章上筛面气流场试验研究  35-45
  1 上筛面风速的测定  35-39
    1.1 基本假设  35
    1.2 脱粒清选试验台及试验仪器  35-38
    1.3 试验方法及分析  38-39
  2 上筛筛面风速函数拟合  39-44
    2.1 1stOpt软件介绍  39-40
    2.2 筛面风速函数拟合  40-44
  4 小结  44-45
第五章脱粒清选装置试验研究  45-56
  1 单因素试验  45-51
    1.1 脱粒滚筒转速对清选效果的影响  46-48
    1.2 离心风机转速对清选效果的影响  48-49
    1.3 曲柄转速对清选效果的影响  49-51
  2 多因素正交试验与分析  51-55
    2.1 试验方案设计  51-53
    2.2 试验结果分析  53-55
  3 小结  55-56
第六章总结与展望  56-59
  1 主要研究结论  56-57
  2 特色和创新  57
  3 建议与展望  57-59
参考文献  59-63
附录  63-69
致谢  69-70
作者简介  70

油菜联合收获机清选装置的优化分析及试验研究

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