【摘要】：玉米是我國(guó)高產(chǎn)糧食作物,迄今為止,玉米的種植面積已經(jīng)成為全國(guó)第二大作物,很多地區(qū)都是在對(duì)玉米進(jìn)行晾曬,蒸干水分之后進(jìn)行脫粒,這樣能適當(dāng)減少玉米的破碎程度,且晾干之后玉米不容易腐爛�，F(xiàn)在大多數(shù)玉米脫粒都是采用機(jī)械脫粒,既減輕勞動(dòng)力又增加脫粒效率,所以對(duì)于玉米脫粒機(jī)的性能的提高是目前亟待解決的問(wèn)題。本文研究的是高水分玉米脫粒滾筒裝置,高水分玉米(亦稱濕貯玉米)的收獲與貯存為替代家畜日糧中的部分精料提供了新的選擇。高水分玉米是指含水量較高的玉米,正常玉米的含水量為14%~16%,高水分玉米含水量可達(dá)30%以上。本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外玉米脫粒裝置研究成果和現(xiàn)狀進(jìn)行分析和總結(jié),研究和設(shè)計(jì)了玉米脫粒裝置,對(duì)玉米脫粒元件進(jìn)行分析和優(yōu)化,利用仿真分析對(duì)脫粒裝置的各個(gè)部分進(jìn)行有效的仿真分析,研究的主要內(nèi)容和結(jié)論有以下幾方面:(1)將玉米脫粒裝置的整機(jī)裝置進(jìn)行三維建模,并研究和分析設(shè)計(jì)各部分的尺寸,對(duì)玉米脫粒元件進(jìn)行分析比較,選擇最優(yōu)組合和排列,保證玉米收獲過(guò)程中對(duì)玉米籽粒產(chǎn)生較小的破碎率的同時(shí)將玉米棒脫凈。(2)使用ADAMS軟件將玉米脫粒裝置脫粒過(guò)程中的玉米與各個(gè)部件之間的受力關(guān)系進(jìn)行分析:紋桿塊和釘齒混合螺旋排列的方案為最符合脫粒原理和脫粒需求的,打擊產(chǎn)生的與玉米之間的力多數(shù)處在臨界力640N和1820N之間,保證了本玉米脫粒裝置對(duì)脫凈率和破碎率的要求,節(jié)省了分析過(guò)程,為下一步的實(shí)施奠定基礎(chǔ)。(3)采用ANSYS有限元分析對(duì)玉米脫粒裝置進(jìn)行兩方面的分析:1)對(duì)紋桿塊和釘齒使用Static Structural模塊進(jìn)行靜力學(xué)分析,對(duì)紋桿塊和釘齒在玉米脫粒滾筒工作過(guò)程中受到的應(yīng)力進(jìn)行仿真模擬,分析脫粒元件在脫粒滾筒受到兩方面的力的作用,在模塊中施加一個(gè)力,分析顯示脫粒元件所受到的最大應(yīng)力值,對(duì)比選擇材料的物理參數(shù),得出材料選擇合理,符合脫粒需求。2)對(duì)整個(gè)玉米脫粒滾筒進(jìn)行Modal模塊計(jì)算,上部分靜力學(xué)分析已經(jīng)驗(yàn)證,材料選擇正確,所以在模塊中添加Q235-A材料,賦予物理特性,仿真選擇6階固有頻率進(jìn)行模態(tài)仿真分析,玉米脫粒裝置外動(dòng)力源機(jī)振頻率為8.3~10Hz,玉米脫粒滾筒最小頻率第一階振型的頻率為10.304Hz,仿真結(jié)果表明機(jī)器在運(yùn)行時(shí)不會(huì)發(fā)生共振�？梢詫�(shí)施臺(tái)架試驗(yàn)。(4)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和臺(tái)架試驗(yàn)1)臺(tái)架試驗(yàn)是農(nóng)業(yè)機(jī)械科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要方法之一,對(duì)玉米脫粒裝置在室內(nèi)模擬真實(shí)環(huán)境下進(jìn)行試驗(yàn),通過(guò)查閱文獻(xiàn)和分析,確定三種影響脫粒效果的因素,分別為凹板間隙、滾筒轉(zhuǎn)速、喂入量。確定兩種指標(biāo)來(lái)判斷影響因素的結(jié)果,分別為籽粒破碎率和籽粒脫凈率。為節(jié)省實(shí)驗(yàn)步驟,將重復(fù)無(wú)效的試驗(yàn)省略,采用做有效的23組數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,通過(guò)試驗(yàn)得出23組破碎率和脫凈率的數(shù)值。2)將試驗(yàn)得出的數(shù)值整理好進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)分析,通過(guò)Design-Expert8.0.6軟件進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì),采用三因素五水平二次回歸正交旋轉(zhuǎn)中心組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案,通過(guò)圖表分析可得三個(gè)因素都對(duì)兩個(gè)試驗(yàn)指標(biāo)有影響,再分別進(jìn)行單個(gè)因素對(duì)性能指標(biāo)的影響效果分析:轉(zhuǎn)速和喂入量恒定,凹板間隙改變時(shí),凹板間隙對(duì)籽粒破碎率的影響并不十分顯著,未脫凈率隨著凹板間隙的增加逐漸升高;間隙和喂入量恒定,滾筒轉(zhuǎn)速越快,籽粒破碎率越高,未脫凈率越大;凹板間隙和轉(zhuǎn)速恒定,喂入量增加,破碎率變大,脫凈率呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì)。3)多因素交互作用對(duì)性能指標(biāo)的影響:根據(jù)優(yōu)化結(jié)果可知:凹板間隙為78mm,滾筒轉(zhuǎn)速為324.8r/min,玉米喂入量為4kg/s時(shí),籽粒破損率為4.53%,玉米未脫凈率為0.65%。
【圖文】：

間直到含水率降到 20%-30%，使用高水分玉米脫粒機(jī)進(jìn)行脫粒[27-28]。含水率較高導(dǎo)粒容易破碎，導(dǎo)致玉米的產(chǎn)量降低。所以，針對(duì)上述情況及問(wèn)題，研制出適用于高型玉米脫粒機(jī)是本文的主要目的。 玉米脫粒機(jī)的種類高水分玉米脫粒機(jī)主要可以按照以下幾種方式進(jìn)行分類：脫粒原理、谷物相對(duì)滾筒、工作元件。.1 按脫粒原理分類脫粒原理可以按照五種類型分類：打擊原理玉米脫粒機(jī)、搓擦原理玉米脫粒機(jī)、碾米脫粒機(jī)、擠搓原理玉米脫粒機(jī)和差速原理玉米脫粒機(jī)[29-30]。擊原理玉米脫粒機(jī)打擊原理設(shè)計(jì)的[31]玉米脫粒裝置對(duì)玉米種子破壞性大，相較于其他形式的脫凈率較作元件釘齒或者紋桿塊打擊玉米棒，玉米棒與凹板間產(chǎn)生搓擦作用，，同時(shí)使玉米籽向破壞力，實(shí)現(xiàn)脫粒效果。如圖 1-1

彈性元件，4.分離篩，5.V 1-2 搓擦式玉米脫粒1-2 Rubbing corn thres理，對(duì)玉米棒產(chǎn)生擠位移，它們之間存在率低的玉米棒傷害較小年代美國(guó)一位工程師
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S226.1

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本文編號(hào)：2708053