玉米清選是玉米聯(lián)合收獲機(jī)作業(yè)的重要環(huán)節(jié),玉米清選振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方式對(duì)玉米脫出物的清選效率和篩分效果有著直接影響。為提高玉米脫出物在振動(dòng)篩上的篩分效率,基于傳統(tǒng)的平面往復(fù)振動(dòng)篩,本文設(shè)計(jì)了一種三移動(dòng)兩轉(zhuǎn)動(dòng)振動(dòng)篩驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。本文的研究主要包含驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及原理分析、篩面運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的推導(dǎo)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化及優(yōu)化后篩面運(yùn)動(dòng)的數(shù)值模擬、試驗(yàn)研究等內(nèi)容,本文的研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)基于平面往復(fù)振動(dòng)篩主體結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了三移動(dòng)兩轉(zhuǎn)動(dòng)振動(dòng)篩驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),簡(jiǎn)述了驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成并對(duì)其工作原理做了分析,上篩面在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下能夠完成3個(gè)方向(x、y、z)的移動(dòng)和繞2個(gè)軸(x軸、z軸)的轉(zhuǎn)動(dòng)。(2)根據(jù)三移動(dòng)兩轉(zhuǎn)動(dòng)振動(dòng)篩驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理,基于封閉多邊形矢量法逐步推導(dǎo)出篩面上任意一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,運(yùn)用Matlab數(shù)值模擬篩面上標(biāo)定點(diǎn)在x和y方向的速度規(guī)律,并與CATIA運(yùn)動(dòng)仿真中同一點(diǎn)的速度規(guī)律曲線做比較,檢驗(yàn)了運(yùn)動(dòng)方程推導(dǎo)的正確性,通過速度規(guī)律曲線初步判斷篩面的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是非簡(jiǎn)諧的。(3)運(yùn)用Isight優(yōu)化軟件,基于推導(dǎo)的篩面運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,以篩面后端振幅最小為優(yōu)化目標(biāo),以篩面傾角變動(dòng)范圍為約束條件,對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要桿件的長(zhǎng)度參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,優(yōu)化后篩面后端最大振幅達(dá)到最小值為15.4 mm,通過對(duì)目標(biāo)函數(shù)相關(guān)度的分析得出對(duì)篩面振幅主要的影響因素是曲柄、下端搖桿與限位桿的長(zhǎng)度。(4)借助Matlab數(shù)值模擬優(yōu)化后篩面的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,分析了運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)篩分性能的影響,篩面的前后傾角在3.85o~4.24o范圍內(nèi)變化,左右擺動(dòng)傾角在±1.8o范圍內(nèi)浮動(dòng),得出篩面的運(yùn)動(dòng)是非簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),篩面后端的x向振幅比前端高出4.6 mm且沿著篩面由前往后逐漸增大,篩面前端y向振幅高出后端7.6 mm,且由前往后逐漸減小,由中間向兩側(cè)逐漸增大,篩面在z向的振幅相對(duì)較小且呈簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律變化,加速度數(shù)值的非簡(jiǎn)諧變化規(guī)律同樣印證篩面非簡(jiǎn)諧的運(yùn)動(dòng)形式。(5)利用高速攝像分別拍攝并提取篩面標(biāo)定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中前后端x向與y向的位移坐標(biāo),運(yùn)用Matlab生成擬合曲線并同數(shù)值模擬的篩面運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線做比較,結(jié)果表明兩曲線變化規(guī)律是一致的,證明了篩面運(yùn)動(dòng)學(xué)方程推導(dǎo)的正確性和樣機(jī)設(shè)計(jì)的合理性。(6)通過試驗(yàn)對(duì)比三移動(dòng)兩轉(zhuǎn)動(dòng)振動(dòng)篩驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)篩面和平面往復(fù)振動(dòng)篩的篩分性能,以玉米脫出物的喂入量和偏心輪主軸轉(zhuǎn)速為變量,分別以透篩時(shí)間和透篩率為性能指標(biāo),結(jié)果表明玉米脫出物一次喂入為6 kg時(shí),玉米籽粒在三移動(dòng)兩轉(zhuǎn)動(dòng)振動(dòng)篩篩面上的透篩時(shí)間比在平面往復(fù)振動(dòng)篩面上縮短了18.7%。玉米脫出物連續(xù)喂入量達(dá)到6 kg/s時(shí),玉米籽粒在三移動(dòng)兩轉(zhuǎn)動(dòng)振動(dòng)篩篩面上的透篩率比其在平面往復(fù)振動(dòng)篩面上的透篩率提高了5.75%,相應(yīng)條件下節(jié)省功耗16.1%,證明了三移動(dòng)兩轉(zhuǎn)動(dòng)振動(dòng)篩驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在篩分性能上具有優(yōu)越性。
【學(xué)位單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S226.5
【部分圖文】：

圖 1-1 R230 谷物聯(lián)合收割機(jī)Fig. 1-1 R230 combine harvester圖 1-2 Y215 玉米果穗收獲機(jī)Fig. 1-2 Y215 corn harvest（2）國(guó)內(nèi)玉米籽粒收獲機(jī)械研究現(xiàn)狀中國(guó)的農(nóng)業(yè)裝備起步于 20 世紀(jì) 60 年代，由于經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)不足只能引進(jìn)與借鑒發(fā)達(dá)國(guó)進(jìn)技術(shù)和制造經(jīng)驗(yàn)。20 世紀(jì) 70 年代，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的第一臺(tái)玉米摘穗YW-2）問世，標(biāo)志著中國(guó)的玉米收獲機(jī)械實(shí)現(xiàn)了從無到有的蓬勃發(fā)展。20 世紀(jì) 80 年有了近 50 家的玉米收獲機(jī)械科研單位，農(nóng)機(jī)工業(yè)有了飛躍式發(fā)展。20 世紀(jì) 90 年代，研團(tuán)隊(duì)研發(fā)的自走式玉米聯(lián)合收獲機(jī)登上了新的歷史舞臺(tái)，這為我國(guó)農(nóng)機(jī)裝備的設(shè)計(jì)累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。21 世紀(jì)初期，中國(guó)政府為推動(dòng)和激勵(lì)農(nóng)機(jī)裝備的生產(chǎn)活力和擴(kuò)大市，采取了農(nóng)業(yè)裝備購(gòu)買補(bǔ)助政策，大力推動(dòng)我國(guó)玉米收獲機(jī)械的發(fā)展邁向了新的征程 1-3 至圖 1-6 為 2017 年比較受歡迎的幾款國(guó)產(chǎn)玉米收割機(jī)。

圖 1-1 R230 谷物聯(lián)合收割機(jī)Fig. 1-1 R230 combine harvester圖 1-2 Y215 玉米果穗收獲機(jī)Fig. 1-2 Y215 corn harvest（2）國(guó)內(nèi)玉米籽粒收獲機(jī)械研究現(xiàn)狀中國(guó)的農(nóng)業(yè)裝備起步于 20 世紀(jì) 60 年代，由于經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)不足只能引進(jìn)與借鑒發(fā)達(dá)國(guó)進(jìn)技術(shù)和制造經(jīng)驗(yàn)。20 世紀(jì) 70 年代，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的第一臺(tái)玉米摘穗YW-2）問世，標(biāo)志著中國(guó)的玉米收獲機(jī)械實(shí)現(xiàn)了從無到有的蓬勃發(fā)展。20 世紀(jì) 80 年有了近 50 家的玉米收獲機(jī)械科研單位，農(nóng)機(jī)工業(yè)有了飛躍式發(fā)展。20 世紀(jì) 90 年代，研團(tuán)隊(duì)研發(fā)的自走式玉米聯(lián)合收獲機(jī)登上了新的歷史舞臺(tái)，這為我國(guó)農(nóng)機(jī)裝備的設(shè)計(jì)累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。21 世紀(jì)初期，中國(guó)政府為推動(dòng)和激勵(lì)農(nóng)機(jī)裝備的生產(chǎn)活力和擴(kuò)大市，采取了農(nóng)業(yè)裝備購(gòu)買補(bǔ)助政策，大力推動(dòng)我國(guó)玉米收獲機(jī)械的發(fā)展邁向了新的征程 1-3 至圖 1-6 為 2017 年比較受歡迎的幾款國(guó)產(chǎn)玉米收割機(jī)。

圖 1-1 R230 谷物聯(lián)合收割機(jī)Fig. 1-1 R230 combine harvester圖 1-2 Y215 玉米果穗收獲機(jī)Fig. 1-2 Y215 corn harvest（2）國(guó)內(nèi)玉米籽粒收獲機(jī)械研究現(xiàn)狀中國(guó)的農(nóng)業(yè)裝備起步于 20 世紀(jì) 60 年代，由于經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)不足只能引進(jìn)與借鑒發(fā)達(dá)國(guó)進(jìn)技術(shù)和制造經(jīng)驗(yàn)。20 世紀(jì) 70 年代，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的第一臺(tái)玉米摘穗YW-2）問世，標(biāo)志著中國(guó)的玉米收獲機(jī)械實(shí)現(xiàn)了從無到有的蓬勃發(fā)展。20 世紀(jì) 80 年有了近 50 家的玉米收獲機(jī)械科研單位，農(nóng)機(jī)工業(yè)有了飛躍式發(fā)展。20 世紀(jì) 90 年代，研團(tuán)隊(duì)研發(fā)的自走式玉米聯(lián)合收獲機(jī)登上了新的歷史舞臺(tái)，這為我國(guó)農(nóng)機(jī)裝備的設(shè)計(jì)累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。21 世紀(jì)初期，中國(guó)政府為推動(dòng)和激勵(lì)農(nóng)機(jī)裝備的生產(chǎn)活力和擴(kuò)大市，采取了農(nóng)業(yè)裝備購(gòu)買補(bǔ)助政策，大力推動(dòng)我國(guó)玉米收獲機(jī)械的發(fā)展邁向了新的征程 1-3 至圖 1-6 為 2017 年比較受歡迎的幾款國(guó)產(chǎn)玉米收割機(jī)。

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本文編號(hào)：2813267