联合收割机风筛式清选装置中物料运动及试验研究

摘要

本文简要介绍了联合收割机清选装置的各种结构形式，以及目前国内外对风筛式清选装置中物料运动的理论研究和仿真分析方法。通过对物料颗粒在气流场中和筛面上的运动分析，综合考虑了物料在清选装置中所受到的筛面作用和气流作用，推导出了物料在清选装置中的各种运动公式，并在此基础上分析了清选装置内物料的运动状态。从颗粒碰撞理论出发，在合理假设的前提下建立物料颗粒在筛面上的运动模型，分析影响筛面上物料运动状态的主要因素，并通过运动稳定性分析，得出在不同抛射强度下颗粒的运动规律。建立了物料群与筛面碰撞的运动速度公式，在此基础上分析了物料群颗粒之间的相互运动规律以及物料群的分层规律。对物料振动分层和水平运动分层进行了理论研究，物料在筛面上受到振动变得松散，物料在筛面上受到水平方向力的作用，使得物料沿筛面向前运动，物料颗粒之间相对运动，这都使得物料颗粒之间形成空隙，且空隙不断变化，由于小颗粒比大颗粒填入空隙的机会要大，使得小颗粒可以逐渐下沉，大颗粒逐渐上移，形成了物料的逐渐分层，这对物料透筛是非常有帮助的，在此基础上对物料透筛概率进行了理论研究。利用虚拟样机软件ADAMS对清选装置进行三维实体建模，对清选装置进行了清选过程仿真和虚拟试验，验证物料在筛面上的运动轨迹以及物料群不同层之间的运动情况，进一步通过设计研究找出对清选效果影响较大的参数，包括曲柄转速，主、副离心风机转速以及主离心风机出风口倾角等，为试验研究提供了依据。最后，通过“DF-3型物料脱粒分离、清选仿真与控制试验台”进行了台架试验，进行结构参数和工作参数的单因素试验，寻找并验证了各参数对清选效果的影响以及影响程度，并通过正交试验和对比试验得到适合水稻清选的最佳参数组合。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1研究目的和意义

1.2国内外研究现状

1.3主要研究内容

1.4本章小结

第二章物料在清选装置中的运动分析

2.1物料颗粒在气流场中的运动分析

2.2物料颗粒在筛面上的定常运动理论

2.2.1颗粒的滑动

2.2.2颗粒的抛射运动(跳动)

2.2.3物料在筛面上运动规律总结

2.3物料颗粒在筛面上的复杂运动理论

2.4物料群在清选装置中的运动规律

2.5本章小结

第三章物料分层和透筛概率的理论研究

3.1物料振动分层的理论研究

3.2物料水平运动分层的研究

3.3物料群的分层

3.3.1物料的上浮和下沉

3.3.2气流对物料群分层的影响

3.4物料透筛概率的理论研究

3.4.1物料颗粒从垂直方向落到水平筛面时的透筛概率

3.4.2物料颗粒从倾斜方向落到倾斜筛面时的透筛概率

3.4.3物料在整个筛面长度上的跳动次数

3.5本章小结

第四章物料运动与筛分过程的仿真研究

4.1虚拟样机技术简介

4.1.1虚拟样机技术的概念

4.1.2虚拟样机技术的优点

4.2清选装置虚拟样机模型的建立

4.3物料运动轨迹的仿真研究

4.4物料群运动状态仿真

4.5清选装置虚拟试验与影响因素分析

4.5.1清选装置的影响参数

4.5.2虚拟试验结果

4.5.3虚拟试验结果分析

4.6本章小结

第五章风筛式清选装置的试验研究

5.1试验装置

5.1.1试验台简介

5.1.2试验相关仪器

5.1.3试验物料

5.2沿物料前进方向筛面不同区域的负荷情况

5.3试验安排

5.4单因素试验结果与分析

5.4.1抖动板频率对清选性能的影响

5.4.2曲柄转速对清选性能的影响

5.4.3主离心风机转速对清选性能的影响

5.4.4连杆长度对清选性能的影响

5.4.5主离心风机出风口倾角对清选性能的影响

5.4.6贯流风机转速对清选性能的影响

5.4.7副离心风机转速对清选性能的影响

5.5 正交试验结果和数据分析

5.5.1四因素三水平正交试验

5.5.2试验结果分析

5.6对比试验结果与分析

5.6.1筛面结构对清选性能的影响

5.6.2筛面长度对清选性能的影响

5.6.3风机数量对清选性能的影响

5.7试验结果总结与分析

5.8本章小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2本课题的特色和创新

6.3展望

参考文献

致谢

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