2018年國(guó)內(nèi)大豆產(chǎn)量約1600萬(wàn)噸,育種大豆每年需45萬(wàn)噸左右。全球大豆產(chǎn)量約2.5億噸�，F(xiàn)階段,我國(guó)大豆生產(chǎn)面臨單產(chǎn)水平低、播種精度差等技術(shù)難題,發(fā)展大豆育種機(jī)械有助于問題的解決,而普通大豆收獲機(jī)械無法滿足育種大豆收獲的要求。針對(duì)育種要求,研發(fā)大豆單株脫粒機(jī),減少品種間混雜,提升品種純度,降低破碎,提升品種質(zhì)量,具有重要意義。大豆單株脫粒機(jī)應(yīng)滿足以下技術(shù)要求:喂入便捷安全、脫粒破碎率低、清理便捷方便、參數(shù)調(diào)整方便。為此本文開展以下研究?jī)?nèi)容:(1)大豆單株脫粒機(jī)總體設(shè)計(jì)。整機(jī)設(shè)計(jì)包括脫粒、清選、傳動(dòng)部分,結(jié)合脫粒與傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)清理結(jié)構(gòu)。研究脫離元件、脫粒間隙對(duì)破碎率的影響,設(shè)計(jì)適合于大豆單株脫粒的脫粒滾筒直徑、轉(zhuǎn)速、凹板篩,提升脫離質(zhì)量降低破碎率。采用氣吸清選裝置,研究合適的清選通道,提升清潔度。設(shè)計(jì)合理的脫粒滾筒翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),便于脫粒后清理,減小品種間混雜。(2)基于EDEM大豆籽粒運(yùn)動(dòng)過程仿真分析。構(gòu)建大豆籽粒超二次曲面顆粒單元模型,通過EDEM仿真軟件,獲得大豆籽粒在脫粒滾筒中運(yùn)動(dòng)過程圖,依據(jù)仿真結(jié)論,研究出雜口形狀與籽粒順利喂入、飛濺之間的關(guān)系,進(jìn)而優(yōu)化設(shè)計(jì)出雜口結(jié)構(gòu),解決籽粒喂入與飛濺問題。(3)大豆單株脫粒機(jī)參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)。臺(tái)架性能測(cè)試試驗(yàn)包括:單因素對(duì)比試驗(yàn)、響應(yīng)面試驗(yàn)。單因素試驗(yàn)齒形硬度與齒形形狀;三因素三水Box-behnken響應(yīng)面試驗(yàn)對(duì)喂入量、脫粒元件轉(zhuǎn)速、脫粒元件與篩網(wǎng)間隙分析。破碎試驗(yàn)結(jié)果表明:齒形形狀試驗(yàn)中,板齒破碎率0.689%對(duì)比弓齒破碎率4.59%,板齒減小籽粒破碎效果突出;齒形硬度試驗(yàn)中,橡膠板0.10%、鐵板1.46%、尼龍板1.31%,橡膠板降低破碎率效果突出;在板尺橡膠板響應(yīng)面試驗(yàn)中,破碎極少。未脫凈分析中,滾筒轉(zhuǎn)速貢獻(xiàn)率占比最大,間隙、喂入量次之。采用板齒橡膠板脫粒元件,極大地降低了破碎率。樣機(jī)優(yōu)化試驗(yàn)。針對(duì)制造樣機(jī)的脫粒元件轉(zhuǎn)速、脫粒元件與篩網(wǎng)間隙、脫粒元件硬度,進(jìn)行三因素三水平正交試驗(yàn),得到最佳參數(shù):即轉(zhuǎn)速498r/min,間隙為18mm,脫粒元件材料為橡膠。(4)高速相機(jī)脫粒過程研究分析與Phantom軌跡分析與計(jì)算。對(duì)試驗(yàn)樣機(jī)整體、上部、下部三個(gè)角度拍攝,獲得脫粒運(yùn)動(dòng)過程圖,根據(jù)相關(guān)圖像,發(fā)現(xiàn)部分植株卡嵌喂入口,其脫粒滾筒環(huán)繞形狀,喂入口滑道結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化。使用高速相機(jī)捕捉籽粒沖擊板齒橡膠板的運(yùn)動(dòng)軌跡,經(jīng)過Phantom圖像分析軟件的分析與計(jì)算,其最大速度為12.14m/s,最小速度為2.3m/s。根據(jù)豆粒的重量與撞擊速度變化,計(jì)算出單粒撞擊最大能量變化為0.01518J。
【學(xué)位單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S226.1
【部分圖文】：

論文 其脫粒元件材質(zhì)較柔軟。：梳刷脫粒脫粒元件運(yùn)動(dòng)速度相對(duì)較低，其過程主要是相向移動(dòng)。：搓擦脫粒是作物與作物之間相互的作用和作物與脫粒生摩擦、擠壓大豆，在此種作用力下分離。：差速脫粒是兩個(gè)同方向的旋轉(zhuǎn)輥，形成不同的速度，體運(yùn)動(dòng)。型谷物相對(duì)滾筒的運(yùn)動(dòng)情況，脫粒滾筒組合主要有縱軸流 4 種裝置為秸稈喂入方向沿著滾筒的圓周方向運(yùn)動(dòng)。其 年年發(fā)明。物在周向運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還有橫向平移，谷物在脫粒機(jī)體有助于分離清選。

a.上脫式 b.下脫式 c.側(cè)脫式圖 1.2 脫粒喂入方式Fig 1.2 Threshing feeding method械機(jī)：前，中國(guó)的育種工作完全依靠人工進(jìn)行 6 ，隨著技術(shù)科研機(jī)構(gòu)的探索，育種機(jī)械樣式廣泛。 小麥育種脫粒機(jī)，由黑龍江農(nóng)墾總局紅興隆科研獨(dú)立輪的離心通風(fēng)的原理，把作物分離輸送，在作物進(jìn)入扇 7 計(jì)喂入輥軸流滾筒組合式大豆種子脫粒機(jī)，采用橫軸，滾筒上排布釘齒、弓齒和板齒 3 種脫粒元件。其豆植株喂入，大豆植株脫粒喂入過程連續(xù)性好，保障計(jì)的柔性差速帶式單株大豆脫粒裝置，其結(jié)構(gòu)為上下

圖 1.3 5TS-150A 單株脫粒機(jī)Fig 1.3 5TS-150A Single Plant thresher穗脫粒機(jī) 圖 1.5 LD 35e plant thresher Fig 1.5 LD機(jī)械研究比較深入的國(guó)家和地區(qū)主要，其研制的育種收獲機(jī)均屬于國(guó)際領(lǐng)斯泰格公司的實(shí)驗(yàn)室類型脫粒機(jī)械
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本文編號(hào)：2871033