摘脱清选装置仿真及试验研究
摘要
本文介绍了国内外摘脱式联合收割机的研究动态及清选装置的研究概况。对单风道离心风扇+振动清选筛的清选原理进行了理论分析,建立了清选筛的运动模型,从理论上建立了物料颗粒在气流中的运动微分方程,并利用Matlab语言对该轨迹进行了仿真分析;建立了物料颗粒在筛面上受气流、筛面作用力后的上滑、下滑、跳动的条件关系式及其在筛面上的运动数学模型,并对物料颗粒在清选筛面上上滑、下滑和跳跃的影响因素进行了仿真分析。建立了物料颗粒透筛的概率模型并分析了其影响因素;在整机上做了性能检测,从其中清选部分的检测结果看,所选清选参数与理论分析是一致的。最后,引入遗传算法对清选装置的参数进行了参数优化,遗传算法的寻优速度较传统优化方法快。
本课题的研究,对摘脱式联合收割机清选装置的运动参数和结构参数的确定和优化有一定的指导意义,并为进一步对摘脱式联合收割机清选装置的改进设计打下了基础。
The research of stripping combine at home and abroad was introduced. The cleaning principle of single-channel centrifugal fan with oscillating sieve was analyzed in theory. Based on the theory, the motion model of sieve was established. The differential equations of the agricultural materials grain in the fun-flow were established in theory and its locus was simulated using the Matlab. The motion conditional expressions of the up-slip、down-slip and tossing of the materials grain with the effect of sieve and fan-air-flow was established and the motion mathematical models of materials grain on oscillating sieve were established in details. Besides the concerning influence factors of these conditional expressions were simulated and analyzed. Also the passage probability model of the materials grain and its influence factors were investigated. With the test of the whole-combine, its cleaning parameters were close to the theory values. Finally the Genetic algorithms (GA) was used to optimize the cleaning parameters and it was superior to traditional optimize methods.
The study could be used to confirm and optimize the motion and structure parameters of threshing cleaning mechanism, and it will lay the foundation for the improvement of this combine's cleaning mechanism.
本课题的研究,对摘脱式联合收割机清选装置的运动参数和结构参数的确定和优化有一定的指导意义,并为进一步对摘脱式联合收割机清选装置的改进设计打下了基础。
The research of stripping combine at home and abroad was introduced. The cleaning principle of single-channel centrifugal fan with oscillating sieve was analyzed in theory. Based on the theory, the motion model of sieve was established. The differential equations of the agricultural materials grain in the fun-flow were established in theory and its locus was simulated using the Matlab. The motion conditional expressions of the up-slip、down-slip and tossing of the materials grain with the effect of sieve and fan-air-flow was established and the motion mathematical models of materials grain on oscillating sieve were established in details. Besides the concerning influence factors of these conditional expressions were simulated and analyzed. Also the passage probability model of the materials grain and its influence factors were investigated. With the test of the whole-combine, its cleaning parameters were close to the theory values. Finally the Genetic algorithms (GA) was used to optimize the cleaning parameters and it was superior to traditional optimize methods.
The study could be used to confirm and optimize the motion and structure parameters of threshing cleaning mechanism, and it will lay the foundation for the improvement of this combine's cleaning mechanism.
引文
1 周良墉.三种新研制的《割前脱》稻麦联合收割机.农业机具,2001,5:19
2 久保田株式会社.1997.久保田联合收割机PR0481
3 洋马农机(中国)有限公司.1998.洋马联合收割机人民号ce-1
4 金承烈.新型微振回耘带式清选系统.中国农机院水稻机械学术会议论文集1994,1022
5 叶恒棣.物料振动筛分过程分析及高效筛分途径.矿山机械,1992,10:15-17
6 陆信.料群在振动筛面上的运动和等厚筛分的设计方法.矿山机械,1978,(5):40-47
7 镇江农业机械学院主编,《农业机械学》下册,1982年6月
8 成方,杨健明,蔺公振.小型联合收割机风筛式清选装置试验研究.农业机械学报,1996,27(4)60-64
9 成方.清选物料群的分离气流速度测定.农机与食品机械1998,6:8-9
10 程万里,程革,孙秀芝,万积福.筛分机理的研究.农业机械学报,1989,2:9-15
11 李忠大,许广杰,马忠诚.浅谈振动筛的使用与改革.江西粮油科技,1994,(3):10-65
12 丁应生.SG型高速振动筛筛面上物料的运动.武汉食品工业学院学报.1999,2:1-9
13[波兰]卡那沃依斯基著.曹崇文等译.收获机械.北京:中国农业机械出版社,1983
14 闻邦椿,刘凤翘著.《振动机械的理论及应用》.机械工业出版社.1982
15[日]玄光男,程润伟著.遗传算法与工程设计.科学出版社.2000.
16 成芳.经济型谷物联合收割机风筛式清选装置研究(硕士学位论文),1998.
17 赵匀著.《农业机械计算机辅助分析和设计》.清华大学出版社.1998
18 郝心亮,陈伊文,审明谟.关于筛上物料运动的研究.农业机械学报1992,23(2):108-110
19 许乃章,陈选华,陈贵祥.半喂入联合收割机清粮装置主要参数的研究.农业机械学报1989,20(3):105-108
20 李建平,赵匀.物料在振动筛面上抛起的计算机模拟和实验研究.农业工程学报.1997,13(4):46-48
21 王庆山.谷粒沿筛面运动研究.农业机械学报.1984(2):37-43
22 沈达智.气流-振动筛式谷物清选机构设计参数的优化.1984(3):57-66.
23 成方.风筛式清粮室内物料清选过程的可视化研究.浙江农业大学学报.1999,25(2):215-216
24 梁杰等.重力分选机网面上物料运动特性的理论分析.农机化研究.1995,2:38-41
25 申德超.在筛面气流作用下谷粒沿筛面运动的理论分析.农机化研究.1987,4:29-34
26 丁应生等.SG型高速振动筛筛面上物料的运动.武汉食品工业学院学报.1999,2:1-8
27 丁应生等.直线振动除稗筛及其筛面上物料运动的分析.粮食与饲料工业.1999,8:17-20
28 谷庆宝等.复杂运动轨迹振动筛的研究.矿山机械.1998,1:42-44
29 陈选华等.筛子-气流式清粮装置设计参数的研究.浙江农业大学学报.1980,15(2):156-162
30 陈铮,穆浩名,祝永昌,邵维民.飞龙-0.75小型联合收割机清选装置的试验研究.农业机械学报.1996,27(3):58-62
31 郝心亮等.往复运动平面筛分离小麦的试验研究.农机化研究.1996,2:39-42
32 成方等.风筛式清选装置主要参数的试验研究.农业工程学报.1998,14(4):217-221
33 孙刚.强化筛数学模型建立的因素分析.矿山机械.1997,4:19-21
34 包尽忠.振动筛筛分数学模型的研究与应用.金属矿山.1998,1:29-31
35 王亭杰.概率筛分过程透筛概率问题的研究.江苏煤炭.1991,4:26-29,33
36 邬小骐等.振动筛筛分概率模型的建立与求解.有色冶金设计与研究.1993,14(3):17-23
37 楼顺天,陈生潭,雷虎民编著.Matlab5.x程序设计语言.西安电子科技大学出版社,2000.
38 薛定宇编著.科学运算语言Matlab.3程序设计与应用.
39 TadoC.J.M,Wacker P.,Kutabach H.D.etc.Development of stripper harvester:A review.J.Agric.Engng.Res.1998,7,1:103 - 112
40 W.K.Bilanski and R.Lal Behavior of Thresher Materials in a Vertical Wind Tunnel.Translations of the ASAE,1965,411- 416
41 E.A.Streicher,R.L.Stroshine,G.W.Krutz,C.N.Hinkle Cleaning Shoe Air Velocities in Combine Harvesting of Wheat.Translation of the ASAE,1986,29(4):923-928
2 久保田株式会社.1997.久保田联合收割机PR0481
3 洋马农机(中国)有限公司.1998.洋马联合收割机人民号ce-1
4 金承烈.新型微振回耘带式清选系统.中国农机院水稻机械学术会议论文集1994,1022
5 叶恒棣.物料振动筛分过程分析及高效筛分途径.矿山机械,1992,10:15-17
6 陆信.料群在振动筛面上的运动和等厚筛分的设计方法.矿山机械,1978,(5):40-47
7 镇江农业机械学院主编,《农业机械学》下册,1982年6月
8 成方,杨健明,蔺公振.小型联合收割机风筛式清选装置试验研究.农业机械学报,1996,27(4)60-64
9 成方.清选物料群的分离气流速度测定.农机与食品机械1998,6:8-9
10 程万里,程革,孙秀芝,万积福.筛分机理的研究.农业机械学报,1989,2:9-15
11 李忠大,许广杰,马忠诚.浅谈振动筛的使用与改革.江西粮油科技,1994,(3):10-65
12 丁应生.SG型高速振动筛筛面上物料的运动.武汉食品工业学院学报.1999,2:1-9
13[波兰]卡那沃依斯基著.曹崇文等译.收获机械.北京:中国农业机械出版社,1983
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17 赵匀著.《农业机械计算机辅助分析和设计》.清华大学出版社.1998
18 郝心亮,陈伊文,审明谟.关于筛上物料运动的研究.农业机械学报1992,23(2):108-110
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20 李建平,赵匀.物料在振动筛面上抛起的计算机模拟和实验研究.农业工程学报.1997,13(4):46-48
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23 成方.风筛式清粮室内物料清选过程的可视化研究.浙江农业大学学报.1999,25(2):215-216
24 梁杰等.重力分选机网面上物料运动特性的理论分析.农机化研究.1995,2:38-41
25 申德超.在筛面气流作用下谷粒沿筛面运动的理论分析.农机化研究.1987,4:29-34
26 丁应生等.SG型高速振动筛筛面上物料的运动.武汉食品工业学院学报.1999,2:1-8
27 丁应生等.直线振动除稗筛及其筛面上物料运动的分析.粮食与饲料工业.1999,8:17-20
28 谷庆宝等.复杂运动轨迹振动筛的研究.矿山机械.1998,1:42-44
29 陈选华等.筛子-气流式清粮装置设计参数的研究.浙江农业大学学报.1980,15(2):156-162
30 陈铮,穆浩名,祝永昌,邵维民.飞龙-0.75小型联合收割机清选装置的试验研究.农业机械学报.1996,27(3):58-62
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32 成方等.风筛式清选装置主要参数的试验研究.农业工程学报.1998,14(4):217-221
33 孙刚.强化筛数学模型建立的因素分析.矿山机械.1997,4:19-21
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35 王亭杰.概率筛分过程透筛概率问题的研究.江苏煤炭.1991,4:26-29,33
36 邬小骐等.振动筛筛分概率模型的建立与求解.有色冶金设计与研究.1993,14(3):17-23
37 楼顺天,陈生潭,雷虎民编著.Matlab5.x程序设计语言.西安电子科技大学出版社,2000.
38 薛定宇编著.科学运算语言Matlab.3程序设计与应用.
39 TadoC.J.M,Wacker P.,Kutabach H.D.etc.Development of stripper harvester:A review.J.Agric.Engng.Res.1998,7,1:103 - 112
40 W.K.Bilanski and R.Lal Behavior of Thresher Materials in a Vertical Wind Tunnel.Translations of the ASAE,1965,411- 416
41 E.A.Streicher,R.L.Stroshine,G.W.Krutz,C.N.Hinkle Cleaning Shoe Air Velocities in Combine Harvesting of Wheat.Translation of the ASAE,1986,29(4):923-928