【摘要】：隨著玉米種植面積的不斷增加,玉米已經(jīng)成為我國(guó)第一大糧食作物。其中,全國(guó)玉米機(jī)械化收獲面積從2010年的1067萬(wàn)公頃,躍升到2014年的2133萬(wàn)公頃。2014玉米機(jī)械化收獲水平超過了56%。然而,與西方一些國(guó)家的玉米收獲已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了全部機(jī)械化作業(yè)相比,我國(guó)還有較大的差距。玉米聯(lián)合收獲機(jī)的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)玉米機(jī)械化收獲的重要保障,然而與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比我國(guó)的玉米聯(lián)合收獲機(jī)作業(yè)質(zhì)量并不高,容易出現(xiàn)清潔率低,含雜率高的缺點(diǎn)。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)于玉米聯(lián)合收獲機(jī)割臺(tái)的研究較多,而對(duì)于清選裝置中玉米籽粒的透篩鮮有研究。本文通過對(duì)玉米籽粒透篩過程進(jìn)行深入分析,建立了有風(fēng)場(chǎng)條件下的單個(gè)玉米籽粒在整個(gè)篩面長(zhǎng)度上的透篩概率模型;并采用CFD-DEM對(duì)風(fēng)篩式清選裝置中,玉米籽粒的平均透篩概率及其透篩效率進(jìn)行了單因素與多因素仿真試驗(yàn);本文的主要工作內(nèi)容如下:(1)本文分析了物料透篩的機(jī)理,以數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)基本理論為基礎(chǔ),對(duì)籽粒在篩面上的透篩機(jī)理進(jìn)行了深入分析,建立了風(fēng)篩式清選裝置中有風(fēng)場(chǎng)條件下的單個(gè)球形籽粒在整個(gè)篩面長(zhǎng)度上的透篩概率公式。(2)分析玉米聯(lián)合收獲機(jī)清選裝置的工作原理與機(jī)構(gòu)組成,采用三維制圖軟件CATIA繪制、裝配清選裝置的三維圖,按照清選裝置的三維尺寸加工、組裝清選裝置試驗(yàn)臺(tái)。(3)采用CFD-DEM耦合的方法對(duì)籽粒的透篩過程進(jìn)行了仿真分析。基于臺(tái)架試驗(yàn)獲得了清選裝置入口的平均氣體速度以及出口壓力值,為仿真試驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。通過高速攝像獲得玉米籽粒的透篩區(qū)域主要集中在篩面中、后部,籽粒在篩面前段透篩的數(shù)量很少。(4)在Fluent中選用單精度、壓力基分離求解器,選取標(biāo)準(zhǔn)的k??湍流模型,在Fluent中設(shè)置了鋪層法動(dòng)網(wǎng)格用以模擬篩面的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),并采用UDF函數(shù)驅(qū)動(dòng)篩面運(yùn)動(dòng)。設(shè)置邊界條件為速度入口與壓力出口,其中出口中的壓力值由UDF函數(shù)定義。在EMEM中采用軟球接觸模型,并設(shè)置EDEM中的物料,幾何、運(yùn)動(dòng)的各項(xiàng)參數(shù),進(jìn)行CFD-DEM仿真,并獲得了仿真試驗(yàn)的數(shù)據(jù)。(5)選取清選裝置的入口風(fēng)速、篩面傾角、篩面振動(dòng)頻率為試驗(yàn)因素,玉米籽粒平均透篩概率與平均透篩時(shí)間(籽粒的平均透篩效率)為試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行了單因素與二次正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果為:籽粒透篩概率隨著清選裝置入口風(fēng)速和篩面傾角的增大而降低;隨著振動(dòng)頻率增大,籽粒的平均透篩概率呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì);籽粒平均透篩時(shí)間隨著風(fēng)速的增大呈現(xiàn)減小的趨勢(shì),隨著振動(dòng)頻率的增大呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì),隨著篩面傾角的增大呈現(xiàn)增大的趨勢(shì);通過二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)試驗(yàn),得到了玉米籽粒平均透篩概率及其平均透篩時(shí)間與篩面傾角、清選裝置入口風(fēng)速、篩面振動(dòng)頻率之間的響應(yīng)曲面圖以及回歸數(shù)學(xué)模型。
【圖文】：

圖 1-1 4YW-2 型玉米收獲機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Fig.1-1 Sketch map of 4YW-2 harvester for corn從上世紀(jì)世紀(jì) 50 年代引進(jìn)樣機(jī)開始，，經(jīng)幾十年的仿制、消化、吸收面的清選機(jī)型[5]，如我國(guó)廣泛應(yīng)用的 4YW-2 聯(lián)合收獲機(jī)，它與 48kw時(shí)收獲兩行，工作效率為 4.95-7.05 畝/小時(shí)，按照行距可以分為 68[7]

圖 1-2 4YW-Q 型玉米收獲機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Fig.1-2 Sketch map of 4YW-Q harvester for corn米收獲機(jī)為代表的背負(fù)式玉米聯(lián)合收獲機(jī)在我國(guó)也有著廣非常適合我國(guó)中小地塊的玉米收獲作業(yè)，其配套的拖拉 行，工作效率為 9-9.9 畝/小時(shí)。該機(jī)型裝有秸稈粉碎回收排雜、集存、卸穗和秸稈還田[9-10]。
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S225.51

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 王桂鋒;童昕;陳艷華;蘇梅;;基于DEM的振動(dòng)篩篩分參數(shù)對(duì)篩分效率影響的研究[J];礦山機(jī)械;2010年15期

2 李蘭池;;概率篩參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算及優(yōu)化處理[J];礦山機(jī)械;1986年11期

3 李曉紅;楊峰;;懸掛式玉米聯(lián)合收獲機(jī)的應(yīng)用[J];農(nóng)民致富之友;2011年04期

4 焦紅光;趙躍民;駱振福;王全強(qiáng);鐵占緒;;概率篩面的參數(shù)優(yōu)化研究[J];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2006年03期

本文編號(hào)：2648956