2018年國內(nèi)大豆產(chǎn)量約1600萬噸,育種大豆每年需45萬噸左右。全球大豆產(chǎn)量約2.5億噸�，F(xiàn)階段,我國大豆生產(chǎn)面臨單產(chǎn)水平低、播種精度差等技術難題,發(fā)展大豆育種機械有助于問題的解決,而普通大豆收獲機械無法滿足育種大豆收獲的要求。針對育種要求,研發(fā)大豆單株脫粒機,減少品種間混雜,提升品種純度,降低破碎,提升品種質(zhì)量,具有重要意義。大豆單株脫粒機應滿足以下技術要求:喂入便捷安全、脫粒破碎率低、清理便捷方便、參數(shù)調(diào)整方便。為此本文開展以下研究內(nèi)容:(1)大豆單株脫粒機總體設計。整機設計包括脫粒、清選、傳動部分,結合脫粒與傳動部分設計翻轉清理結構。研究脫離元件、脫粒間隙對破碎率的影響,設計適合于大豆單株脫粒的脫粒滾筒直徑、轉速、凹板篩,提升脫離質(zhì)量降低破碎率。采用氣吸清選裝置,研究合適的清選通道,提升清潔度。設計合理的脫粒滾筒翻轉機構,便于脫粒后清理,減小品種間混雜。(2)基于EDEM大豆籽粒運動過程仿真分析。構建大豆籽粒超二次曲面顆粒單元模型,通過EDEM仿真軟件,獲得大豆籽粒在脫粒滾筒中運動過程圖,依據(jù)仿真結論,研究出雜口形狀與籽粒順利喂入、飛濺之間的關系,進而優(yōu)化設計出雜口結構,解決籽粒喂入與飛濺問題。(3)大豆單株脫粒機參數(shù)優(yōu)化試驗。臺架性能測試試驗包括:單因素對比試驗、響應面試驗。單因素試驗齒形硬度與齒形形狀;三因素三水Box-behnken響應面試驗對喂入量、脫粒元件轉速、脫粒元件與篩網(wǎng)間隙分析。破碎試驗結果表明:齒形形狀試驗中,板齒破碎率0.689%對比弓齒破碎率4.59%,板齒減小籽粒破碎效果突出;齒形硬度試驗中,橡膠板0.10%、鐵板1.46%、尼龍板1.31%,橡膠板降低破碎率效果突出;在板尺橡膠板響應面試驗中,破碎極少。未脫凈分析中,滾筒轉速貢獻率占比最大,間隙、喂入量次之。采用板齒橡膠板脫粒元件,極大地降低了破碎率。樣機優(yōu)化試驗。針對制造樣機的脫粒元件轉速、脫粒元件與篩網(wǎng)間隙、脫粒元件硬度,進行三因素三水平正交試驗,得到最佳參數(shù):即轉速498r/min,間隙為18mm,脫粒元件材料為橡膠。(4)高速相機脫粒過程研究分析與Phantom軌跡分析與計算。對試驗樣機整體、上部、下部三個角度拍攝,獲得脫粒運動過程圖,根據(jù)相關圖像,發(fā)現(xiàn)部分植株卡嵌喂入口,其脫粒滾筒環(huán)繞形狀,喂入口滑道結構應進一步優(yōu)化。使用高速相機捕捉籽粒沖擊板齒橡膠板的運動軌跡,經(jīng)過Phantom圖像分析軟件的分析與計算,其最大速度為12.14m/s,最小速度為2.3m/s。根據(jù)豆粒的重量與撞擊速度變化,計算出單粒撞擊最大能量變化為0.01518J。
【學位單位】：山東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：S226.1
【部分圖文】：

論文 其脫粒元件材質(zhì)較柔軟。：梳刷脫粒脫粒元件運動速度相對較低，其過程主要是相向移動。：搓擦脫粒是作物與作物之間相互的作用和作物與脫粒生摩擦、擠壓大豆，在此種作用力下分離。：差速脫粒是兩個同方向的旋轉輥，形成不同的速度，體運動。型谷物相對滾筒的運動情況，脫粒滾筒組合主要有縱軸流 4 種裝置為秸稈喂入方向沿著滾筒的圓周方向運動。其 年年發(fā)明。物在周向運動的同時還有橫向平移，谷物在脫粒機體有助于分離清選。

a.上脫式 b.下脫式 c.側脫式圖 1.2 脫粒喂入方式Fig 1.2 Threshing feeding method械機：前，中國的育種工作完全依靠人工進行 6 ，隨著技術科研機構的探索，育種機械樣式廣泛。 小麥育種脫粒機，由黑龍江農(nóng)墾總局紅興隆科研獨立輪的離心通風的原理，把作物分離輸送，在作物進入扇 7 計喂入輥軸流滾筒組合式大豆種子脫粒機，采用橫軸，滾筒上排布釘齒、弓齒和板齒 3 種脫粒元件。其豆植株喂入，大豆植株脫粒喂入過程連續(xù)性好，保障計的柔性差速帶式單株大豆脫粒裝置，其結構為上下

圖 1.3 5TS-150A 單株脫粒機Fig 1.3 5TS-150A Single Plant thresher穗脫粒機 圖 1.5 LD 35e plant thresher Fig 1.5 LD機械研究比較深入的國家和地區(qū)主要，其研制的育種收獲機均屬于國際領斯泰格公司的實驗室類型脫粒機械
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