玉米清選是玉米聯(lián)合收獲機作業(yè)的重要環(huán)節(jié),玉米清選振動篩的結構和運動方式對玉米脫出物的清選效率和篩分效果有著直接影響。為提高玉米脫出物在振動篩上的篩分效率,基于傳統(tǒng)的平面往復振動篩,本文設計了一種三移動兩轉動振動篩驅動機構。本文的研究主要包含驅動機構的設計及原理分析、篩面運動學方程的推導、驅動機構的優(yōu)化及優(yōu)化后篩面運動的數(shù)值模擬、試驗研究等內(nèi)容,本文的研究內(nèi)容和結論如下:(1)基于平面往復振動篩主體結構,設計了三移動兩轉動振動篩驅動機構,簡述了驅動機構的組成并對其工作原理做了分析,上篩面在驅動機構帶動下能夠完成3個方向(x、y、z)的移動和繞2個軸(x軸、z軸)的轉動。(2)根據(jù)三移動兩轉動振動篩驅動機構的傳動原理,基于封閉多邊形矢量法逐步推導出篩面上任意一點的運動學方程,運用Matlab數(shù)值模擬篩面上標定點在x和y方向的速度規(guī)律,并與CATIA運動仿真中同一點的速度規(guī)律曲線做比較,檢驗了運動方程推導的正確性,通過速度規(guī)律曲線初步判斷篩面的運動規(guī)律是非簡諧的。(3)運用Isight優(yōu)化軟件,基于推導的篩面運動學方程,以篩面后端振幅最小為優(yōu)化目標,以篩面傾角變動范圍為約束條件,對驅動機構主要桿件的長度參數(shù)進行了優(yōu)化,優(yōu)化后篩面后端最大振幅達到最小值為15.4 mm,通過對目標函數(shù)相關度的分析得出對篩面振幅主要的影響因素是曲柄、下端搖桿與限位桿的長度。(4)借助Matlab數(shù)值模擬優(yōu)化后篩面的運動規(guī)律,分析了運動規(guī)律對篩分性能的影響,篩面的前后傾角在3.85o~4.24o范圍內(nèi)變化,左右擺動傾角在±1.8o范圍內(nèi)浮動,得出篩面的運動是非簡諧運動,篩面后端的x向振幅比前端高出4.6 mm且沿著篩面由前往后逐漸增大,篩面前端y向振幅高出后端7.6 mm,且由前往后逐漸減小,由中間向兩側逐漸增大,篩面在z向的振幅相對較小且呈簡諧運動規(guī)律變化,加速度數(shù)值的非簡諧變化規(guī)律同樣印證篩面非簡諧的運動形式。(5)利用高速攝像分別拍攝并提取篩面標定點運動過程中前后端x向與y向的位移坐標,運用Matlab生成擬合曲線并同數(shù)值模擬的篩面運動規(guī)律曲線做比較,結果表明兩曲線變化規(guī)律是一致的,證明了篩面運動學方程推導的正確性和樣機設計的合理性。(6)通過試驗對比三移動兩轉動振動篩驅動機構篩面和平面往復振動篩的篩分性能,以玉米脫出物的喂入量和偏心輪主軸轉速為變量,分別以透篩時間和透篩率為性能指標,結果表明玉米脫出物一次喂入為6 kg時,玉米籽粒在三移動兩轉動振動篩篩面上的透篩時間比在平面往復振動篩面上縮短了18.7%。玉米脫出物連續(xù)喂入量達到6 kg/s時,玉米籽粒在三移動兩轉動振動篩篩面上的透篩率比其在平面往復振動篩面上的透篩率提高了5.75%,相應條件下節(jié)省功耗16.1%,證明了三移動兩轉動振動篩驅動機構在篩分性能上具有優(yōu)越性。
【學位單位】：東北農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S226.5
【部分圖文】：

圖 1-1 R230 谷物聯(lián)合收割機Fig. 1-1 R230 combine harvester圖 1-2 Y215 玉米果穗收獲機Fig. 1-2 Y215 corn harvest（2）國內(nèi)玉米籽粒收獲機械研究現(xiàn)狀中國的農(nóng)業(yè)裝備起步于 20 世紀 60 年代，由于經(jīng)驗和技術不足只能引進與借鑒發(fā)達國進技術和制造經(jīng)驗。20 世紀 70 年代，我國科研團隊自主研發(fā)的第一臺玉米摘穗YW-2）問世，標志著中國的玉米收獲機械實現(xiàn)了從無到有的蓬勃發(fā)展。20 世紀 80 年有了近 50 家的玉米收獲機械科研單位，農(nóng)機工業(yè)有了飛躍式發(fā)展。20 世紀 90 年代，研團隊研發(fā)的自走式玉米聯(lián)合收獲機登上了新的歷史舞臺，這為我國農(nóng)機裝備的設計累了豐富的經(jīng)驗。21 世紀初期，中國政府為推動和激勵農(nóng)機裝備的生產(chǎn)活力和擴大市，采取了農(nóng)業(yè)裝備購買補助政策，大力推動我國玉米收獲機械的發(fā)展邁向了新的征程 1-3 至圖 1-6 為 2017 年比較受歡迎的幾款國產(chǎn)玉米收割機。

圖 1-1 R230 谷物聯(lián)合收割機Fig. 1-1 R230 combine harvester圖 1-2 Y215 玉米果穗收獲機Fig. 1-2 Y215 corn harvest（2）國內(nèi)玉米籽粒收獲機械研究現(xiàn)狀中國的農(nóng)業(yè)裝備起步于 20 世紀 60 年代，由于經(jīng)驗和技術不足只能引進與借鑒發(fā)達國進技術和制造經(jīng)驗。20 世紀 70 年代，我國科研團隊自主研發(fā)的第一臺玉米摘穗YW-2）問世，標志著中國的玉米收獲機械實現(xiàn)了從無到有的蓬勃發(fā)展。20 世紀 80 年有了近 50 家的玉米收獲機械科研單位，農(nóng)機工業(yè)有了飛躍式發(fā)展。20 世紀 90 年代，研團隊研發(fā)的自走式玉米聯(lián)合收獲機登上了新的歷史舞臺，這為我國農(nóng)機裝備的設計累了豐富的經(jīng)驗。21 世紀初期，中國政府為推動和激勵農(nóng)機裝備的生產(chǎn)活力和擴大市，采取了農(nóng)業(yè)裝備購買補助政策，大力推動我國玉米收獲機械的發(fā)展邁向了新的征程 1-3 至圖 1-6 為 2017 年比較受歡迎的幾款國產(chǎn)玉米收割機。

圖 1-1 R230 谷物聯(lián)合收割機Fig. 1-1 R230 combine harvester圖 1-2 Y215 玉米果穗收獲機Fig. 1-2 Y215 corn harvest（2）國內(nèi)玉米籽粒收獲機械研究現(xiàn)狀中國的農(nóng)業(yè)裝備起步于 20 世紀 60 年代，由于經(jīng)驗和技術不足只能引進與借鑒發(fā)達國進技術和制造經(jīng)驗。20 世紀 70 年代，我國科研團隊自主研發(fā)的第一臺玉米摘穗YW-2）問世，標志著中國的玉米收獲機械實現(xiàn)了從無到有的蓬勃發(fā)展。20 世紀 80 年有了近 50 家的玉米收獲機械科研單位，農(nóng)機工業(yè)有了飛躍式發(fā)展。20 世紀 90 年代，研團隊研發(fā)的自走式玉米聯(lián)合收獲機登上了新的歷史舞臺，這為我國農(nóng)機裝備的設計累了豐富的經(jīng)驗。21 世紀初期，中國政府為推動和激勵農(nóng)機裝備的生產(chǎn)活力和擴大市，采取了農(nóng)業(yè)裝備購買補助政策，大力推動我國玉米收獲機械的發(fā)展邁向了新的征程 1-3 至圖 1-6 為 2017 年比較受歡迎的幾款國產(chǎn)玉米收割機。

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本文編號：2813267