縱軸流聯(lián)合收割機(jī)切流脫粒分離裝置的研究

賈畢清

摘要：為分析縱軸流聯(lián)合收割機(jī)切流脫粒分離裝置的脫粒分離性能，在自行研制的縱軸流脫粒分離清選試驗(yàn)臺(tái)上，對刀形齒切流脫粒分離裝置進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)，采用正交試驗(yàn)分析結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)對籽粒脫粒性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，在喂入量5.5 kg/s、滾筒轉(zhuǎn)速900 r/min、脫粒間隙20 mm（入口）、15 mm（出口）的條件下，脫凈率為85.01%。

關(guān)鍵詞：聯(lián)合收割機(jī)；切流脫粒滾筒；分離；脫凈率

中圖分類號(hào)：S225.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2018）01-0021-03

切流滾筒的脫粒分離性能對提高縱軸流聯(lián)合收割機(jī)整體作業(yè)性能有重要影響。在自行研制的縱軸流脫粒分離清選試驗(yàn)臺(tái)上，對刀形齒切流脫粒分離裝置進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)，分析分離裝置的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)對籽粒脫粒性能的影響，以期為新型縱軸流聯(lián)合收割機(jī)的開發(fā)提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)裝置與方法

1.1 試驗(yàn)臺(tái)架

縱軸流脫粒分離清選試驗(yàn)臺(tái)的主要配套動(dòng)力為：切流脫粒滾筒30 kW，強(qiáng)制喂入輪11 kW，縱軸流復(fù)脫滾筒90 kW，切流脫粒滾筒轉(zhuǎn)速范圍0～1 200 r/min，輸送帶速度范圍0～2 m/s。

裝置共有7個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器和3個(gè)扭矩傳感器，分別用來檢測輸送帶速度、喂入攪龍轉(zhuǎn)速、切流脫粒滾筒轉(zhuǎn)速、強(qiáng)制喂入輪轉(zhuǎn)速、縱軸流復(fù)脫滾筒轉(zhuǎn)速、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和振動(dòng)篩驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速，以及切流脫粒滾筒、強(qiáng)制喂入輪和縱軸流復(fù)脫滾筒的扭矩。

切流脫粒滾筒直徑552 mm，筒長1 125 mm，凹板篩為柵格式，凹板包角80°，入口脫粒間隙25 mm（20 mm），出口脫粒間隙15 mm（20 mm）。脫粒元件刀形齒高70 mm，厚4 mm，其結(jié)構(gòu)見圖1。刀形齒采用四頭螺旋排列方式，齒間距80 mm。脫粒滾筒與凹板篩的裝配關(guān)系如圖2所示，刀形齒在脫粒滾筒上的排列見圖3。

強(qiáng)制喂入輪為閉式滾筒，主要起輸送喂入作用，其直徑389 mm，長1 125 mm，喂入間隙15 mm。梯形齒上邊45 mm，底邊75 mm，高52 mm，板厚4 mm，齒間距120 mm。強(qiáng)制喂入輪與上蓋板的裝配關(guān)系見圖4。

1.2 試驗(yàn)物料

試驗(yàn)物料為楊麥16，小麥平均莖稈長75.2 cm，籽粒千粒質(zhì)量34.84 g，草谷比1.2，籽粒含水率13.95%，莖稈含水率27.44%。

1.3 試驗(yàn)方法

為分析縱軸流聯(lián)合收割機(jī)的切流脫粒分離裝置與強(qiáng)制喂入輪的脫粒分離的性能，將試驗(yàn)臺(tái)的縱軸流滾筒卸下，根據(jù)喂入量要求，將從田里剛割下的物料均勻鋪放在輸送帶上，經(jīng)喂入攪龍和輸送槽進(jìn)入切流脫粒滾筒和強(qiáng)制喂入輪；在強(qiáng)制喂入輪后方鋪放接料布，接料后人工進(jìn)行籽粒脫凈率分析。強(qiáng)制喂入輪的轉(zhuǎn)速1 250 r/min，每組試驗(yàn)重復(fù)3次，試驗(yàn)安排見表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 切流脫粒分離裝置的籽粒脫凈率

刀形齒式切流脫粒分離裝置的籽粒脫凈率見表2。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

以喂入量（A）、滾筒轉(zhuǎn)速（B）﹑脫粒間隙（C）為自變量，以脫凈率為評價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行正交試驗(yàn)，并對脫凈率進(jìn)行極差分析，結(jié)果見表3。

由表3可知，脫凈率極差的大小順序?yàn)镽A>RB>RC，極差越大，說明該因素對試驗(yàn)指標(biāo)影響顯著。各因素對脫凈率的影響主次順序?yàn)锳>B>C，即喂入量對脫凈率影響最大，為主要因素，其它因素的主次順序依次為滾筒轉(zhuǎn)速﹑脫粒間隙。由正交試驗(yàn)獲得的各因素水平最佳組合為：A1B2C1，即喂入量5.5 kg/s、滾筒轉(zhuǎn)速900 r/min、脫粒間隙20 mm（入口）、15 mm（出口）。最佳組合驗(yàn)證試驗(yàn)表明，其脫凈率為85.01%。

3 結(jié)論

采用正交試驗(yàn)確定刀形齒式切流脫粒分離裝置脫凈率的最優(yōu)工作參數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明，各因素對脫凈率的影響程度為喂入量>滾筒轉(zhuǎn)速>脫粒間隙；最佳工作參數(shù)為喂入量5.5 kg/s、滾筒轉(zhuǎn)速900 r/min、脫粒間隙20 mm（入口）、15 mm（出口），此時(shí)脫凈率為85.01%。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳魁編.試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析[M].北京：清華大學(xué)出版社，1996.

[2] 彭煜星.縱軸流水稻脫粒裝置的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[D].長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016.

[3] 王峰，尹健.小型半喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)設(shè)計(jì)研究[J]. 貴州科學(xué)，2013（5）：39-42.

[4] 盛永和，邱進(jìn).小型水稻收割機(jī)縱軸流脫粒裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2016，（29）：173-182.

[5] 熊永森，王金雙.小型縱軸流全喂入聯(lián)合收割機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)電工程，2016，（2）：155-159.

[6] 卞兆娟，劉穎.全喂入稻麥聯(lián)合收割機(jī)脫粒裝置的配置淺析[J].江蘇農(nóng)機(jī)化，2017，（2）：51-53.

[7] 青躍光.4LZ-4.0D型雙滾筒全喂入聯(lián)合收割機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2017，（1）：40-42.