油菜聯合收獲機滾筒篩式復清裝置設計與試驗

袁佳誠 楊 佳 萬星宇 廖宜濤,2 廖慶喜,2

(1.華中農業大學工學院， 武漢 430070； 2.農業農村部長江中下游農業裝備重點實驗室， 武漢 430070)

0 引言

油菜是我國最主要的油料作物，其種植面積和產量均居世界前列，2020年種植面積為6.76×106hm2，總產量為1.404 9×107t，但油菜機收率僅為48.55%[1-2]。油菜機械化收獲水平低下導致勞動強度大、生產效率低、生產成本高，嚴重制約了油菜生產規模持續擴大[3-5]。

聯合收獲是我國油菜機械化收獲的主要方式之一，可一次性完成油菜的切割、輸送、脫粒、分離、清選等環節。清選裝置性能直接影響聯合收獲機的作業質量及后續的貯藏與加工[6]。為實現高效低損高清潔率的油菜聯合收獲，相關學者針對風篩式清選裝置開展了風機和振動篩的優化設計、篩分機理解析、氣流場、物料運動和參數匹配分析等研究。文獻[7-12]針對風機和振動篩結構優化設計分別提出了雙風道六出風口風機、圓錐形風機、多自由度雙層不平行振動篩等結構，旨在提高清選裝置的工作性能。文獻[13-14]針對脫出物易粘附、堵塞清選篩的問題探究了脫出物粘附規律，開展了仿生篩的結構設計。金誠謙等[15-16]開展了清選裝置參數優化設計，明確了各參數對清選質量的影響及參數間的匹配關系；在清選裝置內氣流場和物料運動分析研究中計算流體力學CFD和顆粒離散元DEM及其耦合的方法被廣泛應用[17]，李洪昌等[18]研究了脫出物在清選室內的運動規律及脫出物顆粒運動軌跡。此外，文獻[19-21]將旋風分離清選裝置用于油菜、小麥、谷子等作物的清選作業過程中，研究結果表明旋風分離可應用于中小型聯合收獲機上。倪長安等[22]對旋風分離清選關鍵部件的運行參數和結構參數開展了試驗研究。HUANG等[23]通過雙向耦合CFD模擬和試驗，研究了顆粒喂入量對旋風分離器性能的影響，進一步提升了旋風分離清選裝置的工作性能。但由于適收期油菜成熟度不一致、品種間物料特性差異較大、油菜聯合收獲機適應性不佳導致收獲后籽粒清潔率低，人工復清勞動強度大、效率低等問題依舊突出；此外，清選裝置損失率與清潔率同增同減，聯合收獲機清選性能有待提升[24]。

本文針對上述問題，設計一種模塊化的滾筒篩式復清裝置，與旋風分離清選裝置配合使用，通過旋風分離清選剔除脫出物中的輕細雜余，旋風分離清選作業后的物料在提升螺旋輸送器輸送至糧箱的過程中，通過掛接在糧箱上的滾筒篩式復清裝置進一步篩分其中的粗長雜余，完成潔凈籽粒的提取，為油菜聯合收獲機清選裝置結構改進和優化提供參考。

1 整機結構與工作過程

1.1 整機結構

自主研發的4LYZ-4.0型油菜聯合收獲機為液壓驅動自走式油菜聯合收獲機，主要由割臺、切拋裝置、縱軸流脫粒分離裝置、旋風分離清選裝置、滾筒篩式復清裝置、履帶式行走底盤及液壓驅動系統等組成，其結構和主要技術參數如圖1、表1所示。

圖1 4LYZ-4.0型油菜聯合收獲機總體結構圖Fig.1 Overall structure of 4LYZ-4.0 rape combine harvester1.割臺 2.切拋裝置 3.縱軸流脫粒分離裝置 4.行走底盤 5.液壓驅動系統 6.旋風分離清選裝置 7.滾筒篩式復清裝置 8.糧箱 9.自動卸糧系統

表1 油菜聯合收獲機主要技術參數Tab.1 Main technical parameters of rape combine harvester

1.2 滾筒篩式復清裝置基本結構與工作過程

清選作業由旋風分離清選裝置與滾筒篩式復清裝置配合完成。旋風分離清選裝置由拋揚機、旋風分離筒、風機、風管等組成；滾筒篩式復清裝置由帶有助流螺旋葉片的滾筒篩等組成，如圖2所示。滾筒篩式復清裝置是一個具有復清功能的模塊化子系統，根據模塊之間標準化和通用化的設計原則，可通過螺栓連接快速安裝在糧箱內，與旋風清選裝置或風篩式清選裝置組合使用，實現功能的快速重構。

圖2 清選作業裝置總體結構圖Fig.2 Overall structure diagram of cleaning device1.滾筒篩式復清裝置 2.糧箱 3.自動卸糧裝置 4.提升螺旋輸送器 5.旋風分離筒 6.拋揚機 7.風管 8.風機 9.篩網內助流螺旋葉片 10.篩網

油菜脫出物經喂料口喂入拋揚機內，在拋揚機的作用下以一定的初速度被拋送至旋風分離筒內，在旋風分離筒內部氣流場的作用下，大部分雜余在上升氣流的裹挾下由風機出口排出，籽粒及少量雜余由出糧口落下，出糧口處的物料為含雜油菜籽，雜余主要包括莢殼和莖稈等粗長雜余。含雜油菜籽在提升螺旋輸送器的作用下被提升至糧箱上部的滾筒篩式復清裝置內，滾筒篩轉動過程中，在助流螺旋葉片的作用下，物料沿軸向運動過程中籽粒透過篩孔落入糧箱內，雜余則從排草口排送至田間，清選作業工藝流程如圖3所示。

圖3 清選作業工藝流程圖Fig.3 Process flow chart of cleaning process1.喂料口 2.拋揚機 3.旋風分離筒 4.風管 5.風機 6.出糧口 7.提升螺旋輸送器 8.糧箱 9.滾筒篩式復清裝置

2 滾筒篩式復清裝置關鍵部件設計

2.1 提升螺旋輸送器

提升螺旋輸送器常用于農業物料的提升與輸送。參照《農業機械設計手冊》并結合清選裝置空間尺寸及輸送量，確定螺旋葉片外徑為110 mm、螺旋葉片厚度為2 mm、主軸直徑為20 mm、螺距為120 mm，考慮到油菜籽粒較小且流動性較好，螺旋葉片與外殼間隙取3 mm。

提升螺旋輸送器應高效地將旋風分離作業后的物料及時輸送至滾筒篩內，避免輸送不及時導致的堵塞。因此，提升螺旋輸送器的輸送效率應大于旋風分離筒出口處含雜油菜籽的生成速率Q，參照《農業機械設計手冊》可知，提升螺旋輸送器的工作效率Qs為

(1)

式中Ds——螺旋葉片外徑，取110 mm

δ——螺旋葉片與機殼之間的間隙，取3 mm

d——螺旋葉片內徑，取20 mm

ψ——輸送物料時的充滿系數，輸送谷物或雜余時取0.3～0.4，其大小受被輸送物料的摩擦性質及其粘附特性影響，油菜脫出物取0.4

ts——提升螺旋輸送器葉片螺距，取120 mm

nz——提升螺旋輸送器轉速，r/min

γ——輸送物料容重，取690 kg/m3

C——傾斜輸送系數，取0.64[25]

收獲指數是經濟產量與生物產量的干物質量比值，聯合收獲機的喂入量與其相關。目前種植的油菜品種收獲指數平均值為25%，收獲期油菜莖稈含水率約為70%，籽粒含水率約為40%，綜合計算得收獲期籽粒質量約占整體生物量的14.30%[26]。聯合收獲機喂入量為4 kg/s時，收獲后所獲籽粒生成速率為0.57 kg/s。旋風分離清選裝置處理后的含雜油菜籽中籽粒比例約為95%，計算得旋風分離清選后旋風分離筒出糧口處含雜油菜籽生成速率Q為0.6 kg/s[27]。由式(1)計算得提升螺旋輸送器轉速nz≥207.61 r/min，為避免喂入量波動導致的堵塞，適當提高提升螺旋輸送器轉速，綜合考慮提升螺旋輸送器轉速取220 r/min。

2.2 滾筒篩

滾筒篩采用圓柱筒體，篩網上均布篩孔，其內壁上設有助流螺旋葉片，滾筒篩一端連接提升螺旋輸送器出口，一端為排草口。滾筒篩式復清裝置安裝固定于糧箱上，通過帶有萬向球的擋環軸向固定，萬向球可降低滾筒篩回轉運動過程中的干摩擦。滾筒篩總成結構示意圖如圖4所示。

圖4 滾筒篩總成結構示意圖Fig.4 Structural diagram of cylinder sieve assembly1.滾筒篩進料口 2.軸向固定擋環 3.篩網內助流螺旋葉片 4.篩網 5.萬向球 6.排草口

篩網單位面積可承擔的篩分物料質量與篩面利用系數相關，其大小與篩孔形狀、尺寸、間距和排列形式相關。由于含雜油菜籽中籽粒近似球形，故滾筒篩采用圓形孔，油菜籽粒直徑多分布在1.42～2.96 mm之間，篩孔直徑Dk應大于3 mm；另一方面通過篩分預試驗確定了含雜油菜籽的篩理曲線，結果表明當篩孔大于7 mm時，篩分后物料中雜質較多，篩分效果較差。綜上初步選取篩孔直徑為3～7 mm[28]。

在其他參數不變的條件下，篩面利用系數越高篩分效率越高，篩分效果越好，因此篩孔采用篩面利用系數較高的正三角形排列，篩面利用系數K0為[29]

(2)

式中φ——篩孔邊緣間距與篩孔直徑的比值

在保證篩體結構強度和剛度的條件下，篩孔邊緣間距越小篩面利用系數越高，更有利于篩分。當篩孔直徑取5 mm時，篩孔邊緣間距可取1 mm，此時篩面利用系數為63.19%。篩面利用系數影響篩分效果，而篩孔直徑和篩孔邊緣間距影響篩面利用系數，因此通過式(2)控制篩孔直徑與篩孔邊緣間距的關系，確保篩面利用系數不變。當篩孔直徑為3 mm時，篩孔邊緣間距為0.6 mm；篩孔直徑為7 mm時，篩孔邊緣間距為1.4 mm。

為避免篩分效率過低導致滾筒篩式復清裝置損失大的問題，篩網面積S需滿足[25]

(3)

式中qs——篩網單位面積可承擔篩分物料質量，取2.5 kg/(s·m2)

σ——含雜油菜籽中雜余質量比，取0.05[27]

Dg——滾筒篩直徑，考慮清選裝置的空間尺寸，取0.16 m

L——滾筒篩長度，m

由式(3)計算得L≥0.45 m，考慮與整機匹配滾筒篩長度L取0.6 m。

滾筒篩轉速對篩分質量影響較大，在不同轉速條件下物料在滾筒篩內運動狀態不同，物料在滾筒篩內常見的運動狀態如圖5所示。

圖5 物料在滾筒內運動形式Fig.5 Movement forms of material in cylinder

滾筒篩轉速較低時，物料在滾筒內因摩擦力沿篩面運動方向被抬起，提升到一定高度時物料產生滑塌現象，運動形式如圖5a所示，此時滾筒篩內物料流動性不佳，不利于篩網內物料由內層到外層的反復交替，影響篩分效率；轉速繼續增大后，篩網內物料產生瀑瀉現象，運動形式如圖5b所示，篩網內物料由內層到外層的反復交替，物料中的籽粒運動達到湍流條件，有利于籽粒的透篩過程；轉速過高時物料在離心力的作用下緊貼篩網，運動形式如圖5c所示，物料無法在滾筒篩內充分流動，導致篩分損失率過高[30]。

綜上可知，當滾筒篩內物料運動狀態為瀑瀉時篩分效果最佳，在此條件下分析物料瀑瀉時篩網內物料受力情況。在不考慮物料間相互作用力的條件下，將滾筒篩內物料簡化為質點。滾筒內物料主要受重力G、摩擦力f、支持力N和離心力mzω2R，滾筒內物料在垂直軸線平面受力如圖6所示。

圖6 瀑瀉時物料在滾筒內受力分析Fig.6 Mechanical analysis of materials in cylinder sieve during waterfall

物料被提升到點A后被拋出產生瀑瀉現象，此時物料受的離心力等于重力沿徑向的分力與支持力的合力，當物料運動到點B，此時對應滾筒篩的轉速為產生瀑瀉現象的最大臨界轉速，此時重力方向與支持力夾角ε為0°，滾筒內壁對物料的支持力為0，滾筒篩內物料產生瀑瀉需滿足

(4)

式中R——滾筒篩半徑，取0.08 m

ω——滾筒篩角速度，rad/s

mz——滾筒篩內物料質量，g

g——重力加速度，取9.81 m/s2

n——滾筒篩轉速，r/min

計算得n≤105.57 r/min。

為確保滾筒篩內部螺旋葉片能夠有效地將籽粒輸送，避免堵塞，其輸送效率Qg應大于0.6 kg/s(2.16 t/h)，即滿足無軸螺旋輸送計算公式

(5)

式中tg——篩網內助流螺旋葉片螺距，m

ψ2——滾筒篩輸送物料時的充滿系數，含雜油菜籽取0.35

γ2——含雜油菜籽容積質量，取0.86 t/m3[31]

C2——滾筒篩傾斜輸送系數，滾筒篩為水平安裝，傾斜輸送系數取1

參照《農業機械設計手冊》螺旋葉片螺距tg最小值取0.8Dg≈0.13 m[25]，計算得n≥45.86 r/min。

綜上可知，滾筒篩同時滿足籽粒透篩和輸送的要求轉速范圍為45.86～105.57 r/min。

2.3 滾筒篩篩分性能分析

滾筒篩內物料在助流螺旋葉片的作用下，從喂料口進入，沿軸線方向移動，移動過程中籽粒可透過篩孔落入糧箱內，雜余則從排草口排送至田間。假設瞬時透過篩網的物料質量與當時篩面上可過篩物料質量m成正比，k1為瞬時過篩量隨篩上物料質量變化系數，則

(6)

篩面上可過篩物料質量m隨篩分時間t增大而減小，對式(6)積分得

lnm=-k1t+c

(7)

當t=0，m=m0，m0為篩面上初始可透過篩物料質量，則lnm0=c，有

lnm-lnm0=-k1t

(8)

由式(8)可知未透過篩的可透篩物料質量占總可透篩物料質量的比為

m/m0=e-k1t

(9)

由篩分效率定義可知，篩分效率為

η=1-m/m0=(1-e-k1t)×100%

(10)

由于篩分機械種類眾多，單一系數k1不足以概括各種條件，引入系數p，則通用篩分效率計算公式為

η=(1-e-k1tp)×100%

(11)

將e-k1tp分解為級數，取前兩項可得

(12)

令k1=1/a，則

(13)

如物料在篩面上的平均速度為v1，則t=L/v1，式(13)可轉換為

(14)

由式(13)、(14)可知，物料在滾筒篩內的滯留時間影響滾筒篩篩分性能，滯留時間與物料軸向運動距離和運動速度有關。當輸送距離一定時，物料軸向速度過快，篩網內籽粒難以及時透過篩網導致篩分損失較大；若物料軸向速度較慢，則物料在滾筒篩內滯留時間較長，雖然增加籽粒透篩概率，但也會增大雜余的透篩概率，導致篩分后籽粒清潔率低，此外軸向速度較小時，物料輸送性能較差，易導致滾筒篩堵塞等問題。為保證較高的篩分效率，滾筒篩需確定適宜長度和篩分時間[29]。

物料在助流螺旋葉片展開圖上速度分解如圖7所示，助流螺旋葉片的螺旋升角為α，物料隨葉片運動的牽連線速度為v0，物料相對于葉片的滑動速度為vr，在摩擦力作用下，物料實際運動速度相對于螺旋線切線方向偏移一個角度，角度大小等于摩擦角β。物料實際運動速度va可分解為軸向速度vz和圓周速度vt。圖中v′a與v′r分別為不考慮摩擦力作用下的實際運動速度與物料相對于葉片的滑動速度，計算式為

圖7 螺旋葉片上物料速度分析Fig.7 Velocity analysis of materials on screw vane

(15)

(16)

式中μ——物料與助流螺旋葉片表面摩擦因數

tz——物料完整經過篩網的時間

由式(16)可知，在篩網開孔率、長度與直徑一定的情況下，篩網內助流螺旋葉片螺距、篩網轉速均影響物料完整經過篩網的時間tz。

通過篩網內物料在助流螺旋葉片上的受力分析，可進一步明確和驗證滾筒篩結構與運行參數范圍。將篩網內助流螺旋葉片上的物料簡化為質點，物料在運動過程中受助流螺旋葉片的法向推力Fn、重力G、篩網間的摩擦力f0和葉片間的摩擦力Ff。物料在滾筒篩內受力分析如圖8所示。由圖8可知，助流螺旋葉片對物料的合力F在葉片間的摩擦力Ff的影響下偏離了一個角度，其大小等于摩擦角β，θ為物料和軸心連線與豎直線夾角。物料所受合力可分解為軸向分力Fz和圓周方向分力Ft[32]，計算式為

圖8 物料在篩網內助流螺旋葉片上受力分析Fig.8 Mechanical analysis of materials on screw pitch of flow aid vane

(17)

法向推力沿軸向的分力是物料沿軸向運動的動力，為保證物料順暢輸送，運動過程中必須克服切向摩擦力Ff沿軸向分力及物料所受篩網摩擦力沿軸向的分力，即滿足

Fncosα≥Ffsinα+f0sin(90°-α-β)

(18)

對式(18)縮放得

Fncosα≥Ffsinα

(19)

Ff=μFn=Fntanβ

(20)

f0=μ2mzg

(21)

式中μ2——篩網與物料摩擦因數，取0.5

由式(19)～(21)可得α<63.43°，進一步計算得助流螺旋葉片螺距tg應小于1.01 m。

在滿足輸送性能要求的基礎上，篩網內助流螺旋葉片還需滿足篩分性能要求，保證籽粒在篩面上運動時，重心可及時運動到篩網平面以下，即油菜籽粒運動過程中移動一個篩孔的時間需大于物料重心運動到篩網內平面以下所需的時間，油菜籽粒在篩網內運動軌跡如圖9所示。

圖9 籽粒在篩網內運動軌跡示意圖Fig.9 Schematic of rapeseed movement in screen track

由圖9可知，籽粒在篩網內移動距離Ls的時間t2需大于籽粒沿篩網徑向移動距離rz的時間t1，Ls略大于篩孔直徑Dk，取最小值3 mm計算，即滿足

(22)

式中rz——籽粒半徑，取1.1 mm

由式(16)、(22)可知，當滾筒篩轉速與篩孔直徑最小時，螺旋葉片螺距可取最大值，代入式(22)可得螺旋葉片螺距tg應小于350 mm；螺旋葉片螺距最小值一般大于0.8Dg，即螺距大于128 mm[25]。綜上，篩網內助流螺旋葉片螺距為128 mm≤tg≤350 mm。

3 基于EDEM的復清性能仿真試驗

3.1 仿真參數設置

為描述籽粒提升與滾筒篩復清的工作過程，本文采用Hertz-mindlin無滑移接觸模型。各顆粒物料力學特性參數及與其他物體的接觸參數如表2、3所示[33]。

表2 物料力學參數Tab.2 Mechanical parameters of materials

表3 接觸參數Tab.3 Contact parameter

油菜籽粒三軸尺寸測定結果表明，油菜籽粒近似球形，其直徑分布呈正態分布規律，直徑多分布在1.42～2.96 mm之間，且主要分布在2.2 mm附近；短莖稈及莢殼長度主要分布在40 mm附近，參考文獻[34]中所述方法建立油菜及雜余的顆粒模型，如圖10所示。

圖10 顆粒模型Fig.10 Particle models

利用SolidWorks按照實際參數對滾筒篩式復清裝置進行三維建模，在實物基礎上對模型進行合理簡化，仿真三維模型主要包括：顆粒工廠、喂料口、提升螺旋輸送器、滾筒篩、籽粒統計區、雜余統計區，如圖11所示。基于旋風分離筒出糧口處含雜油菜籽粒生成速率及含雜油菜籽中各組分的比例設定參數，含雜油菜籽生成總速率為0.6 kg/s，其中籽粒占比為95%，雜余為5%，顆粒生成時間為10 s，設定時間步長為Rayleigh時間步長的20%，即1×10-5s，數據記錄時間間隔為0.01 s，為保證含雜油菜籽充分提升并完成篩分，仿真模擬時間設定為15 s。

圖11 仿真三維模型Fig.11 3D model of simulation1.顆粒工廠 2.喂料口 3.提升螺旋輸送器 4.籽粒統計區 5.滾筒篩 6.雜余統計區

3.2 正交試驗

結合關鍵部件參數分析，選取影響滾筒篩式復清裝置作業性能的篩孔直徑、滾筒篩轉速、篩網內助流螺旋葉片螺距為試驗因素，以滾筒篩式復清裝置的損失率、清潔率和篩分效率為評價指標，開展三因素三水平正交試驗，試驗因素水平如表4所示。仿真結束后統計籽粒與雜余收集盒內各物料質量，計籽粒收集盒中籽粒質量為m1、雜余質量為m2，雜余收集盒中籽粒質量為m3、雜余質量為m4，分別計算滾筒篩式復清裝置的損失率Ys、清潔率Yq和篩分效率η，計算式為

表4 因素水平Tab.4 Factors and levels

(23)

試驗結果如表5所示，A、B、C為因素水平值，采用綜合評分法分析，實際生產中需優先保證低損失率，其次保證高清潔率，擬定清潔率權重為0.35，損失率權重為0.65，以加權后的綜合分作為評價標準，綜合分等于0.35乘以清潔率隸屬度減去0.65乘以損失率隸屬度，得分越高效果越好[33]。

表5 正交試驗結果Tab.5 Results of orthogonal experiments

正交試驗結果表明，不同參數組合下滾筒篩式復清裝置的篩分效率均大于90%，滿足滾筒篩的設計要求。影響油菜滾筒篩式復清裝置作業性能的主次因素依次為篩孔直徑、篩網內助流螺旋葉片螺距、滾筒篩轉速。滾筒篩式復清裝置的最佳參數組合為A2B3C2。

以最佳參數組合開展仿真驗證試驗，試驗結果表明,在最佳參數組合條件下，復清裝置損失率為0.92%、清潔率為98.96%、篩分效率為95.12%。

由表6可知，滾筒篩式復清裝置篩孔直徑對裝置損失率、清潔率和篩分效率影響均極顯著；滾筒篩轉速對損失率、清潔率和篩分效率影響均顯著；滾筒篩內助流螺旋葉片螺距對損失率、清潔率和篩分效率影響均顯著。

表6 方差分析Tab.6 Variance analysis

4 臺架試驗

為驗證滾筒篩式復清裝置作業效果，依據仿真結果試制滾筒篩式復清裝置，與旋風分離清選裝置配合使用開展臺架試驗。

本試驗主要依托華中農業大學工學院自主研發的收獲關鍵部件試驗臺，主要由控制柜、輸送帶、割臺、輸送鏈耙、縱軸流脫粒分離裝置、旋風分離清選裝置和控制檢測系統組成，如圖12所示。收獲關鍵部件試驗臺關鍵部件參數可調，相關運行參數可在線監測。

圖12 收獲關鍵部件試驗臺Fig.12 Test bench for key components of harvester1.控制臺 2.輸送帶 3.割臺 4.輸送鏈耙 5.縱軸流脫粒分離裝置 6.旋風分離裝置 7.滾筒篩

試驗油菜品種為華油雜62，對物料進行復水處理，控制油菜整株含水率為60%～70%，試驗前將0 kg油菜均勻鋪放在長4 m、寬1.5 m的輸送帶上，調節輸送帶速度，控制喂入量為4 kg/s。調節試驗臺各關鍵部件參數完成物料喂入輸送、脫粒清選及復清過程，試驗過程中脫粒滾筒轉速為450 r/min、拋揚機轉速為650 r/min、風機轉速為1 800 r/min、滾筒篩轉速為105 r/min。試驗結束后，收集糧箱內和滾筒篩排草口處物料，人工分選并稱量，計算滾筒篩式復清裝置損失率、清潔率、篩分效率，試驗重復3次取平均值。

前期試驗結果表明，未安裝滾筒篩式復清裝置時清選系統清潔率為94.29%、損失率為5.08%[27]。將滾筒篩式復清裝置與旋風分離清選裝置配合使用時，在最佳參數組合條件下開展臺架試驗，滾筒篩式復清裝置臺架試驗損失率為0.96%、清潔率為98.67%、篩分效率為95.36%，對比未增加滾筒篩式復清裝置清潔率提升4.38個百分點。

5 結論

(1)設計了一種便捷式掛接于糧箱上的模塊化滾筒篩式復清裝置，可進一步篩分旋風分離清選裝置作業后輸出含雜油菜籽中的雜余，提升了油菜聯合收獲機的清選性能。

(2)基于EDEM仿真的正交試驗結果表明，影響滾筒篩式復清裝置作業效果的主次因素依次為篩孔直徑、滾筒篩轉速和篩網內助流螺旋葉片螺距，滾筒篩式復清裝置的最佳參數組合為：篩孔直徑5 mm、滾筒篩轉速105 r/min、篩網內助流葉片螺距250 mm，此時滾筒篩式復清裝置的損失率為0.92%、清潔率為98.96%、篩分效率為95.12%。

(3)臺架驗證試驗結果表明，帶有滾筒篩式復清裝置的清選系統工作順暢，在最佳參數組合條件下，滾筒篩式復清裝置損失率為0.96%、清潔率為98.67%、篩分效率為95.36%，對比未增加滾筒篩式復清裝置清潔率提升4.38個百分點。