脫粒分離

1、1.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外對(duì)軸流脫粒與分離機(jī)理的研究，已有200多年的發(fā)展歷史。雖然歷史悠久，但進(jìn)展較為緩慢，所做的研究很長(zhǎng)一段時(shí)期仍停留在對(duì)沖擊、搓擦、梳刷、擠壓等四個(gè)方面的陳述上。隨著時(shí)間的推移和科技的進(jìn)步，進(jìn)入20世紀(jì)60年代對(duì)脫分機(jī)理的理論性研究逐漸開(kāi)始深入。1956年Kolganov通過(guò)試驗(yàn)后分析得出了脫粒過(guò)程中籽粒破碎的原因，他發(fā)現(xiàn)如果籽粒受到打擊的速度高于時(shí)，飽滿(mǎn)籽粒的破碎率將達(dá)到左右，多數(shù)籽粒因受到穗sm36%75頭和莖

2、稈的保護(hù)，不會(huì)受到直接的打擊作用。在聯(lián)合收獲機(jī)上，不論打擊速度多低，總有一定比例的籽粒破碎。此外，他還通過(guò)研究得出不成熟的籽粒千粒重僅為20g，成熟飽滿(mǎn)的籽粒平均千粒重可達(dá)40g，相應(yīng)的脫粒功為。gcm12060?]8[1964年Arnold.R.E.在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，谷物通過(guò)凹板的分離是凹板長(zhǎng)度的指數(shù)函數(shù)，這個(gè)指數(shù)關(guān)系是在凹板分離和總的喂入速率中發(fā)現(xiàn)的。1966年CaspersL.在其《凹板分離的]9[影響和脫粒性能的建造》的著作中提出，

3、無(wú)論何種谷物，隨著喂入速率的增大都會(huì)導(dǎo)致脫粒損失的增加以及凹板分離的效率降低；影響滾筒損失最重要的因素是滾筒速度，提高滾筒速度，損失隨之降低，分離率不斷提高。]10[1967年J.D.Long通過(guò)試驗(yàn)得出了在離心力作用下，一個(gè)麥粒穿過(guò)莖稈層所需時(shí)間，同時(shí)他根據(jù)質(zhì)點(diǎn)沿徑向運(yùn)動(dòng)的方程式，得出了籽粒穿過(guò)莖稈層所克服阻力的解析式。]11[1981年P(guān).Wacher以軸流分離臺(tái)架為試驗(yàn)研究對(duì)象，繪制了谷物籽粒、莖稈和穎雜沿軸向的分布曲線(xiàn)圖，得到了

4、軸流滾筒的單位功耗是隨著滾筒速度的增加大致呈線(xiàn)性增加的，隨著非籽粒部分喂入量的增加而增加。]12[1982年J.R.Trollope以脫?？臻g一致、脫粒過(guò)程穩(wěn)定以及被脫物同質(zhì)為假設(shè)前提，進(jìn)行了脫出物在脫粒過(guò)程中的受力情況分析，推導(dǎo)出能夠決定整個(gè)脫分過(guò)程的六個(gè)微分方程式，求出了各個(gè)微分方程組的近似解，通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)得出預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與試驗(yàn)值相吻合。但]13[因假設(shè)條件過(guò)多等諸多因素限制，他所得出的微分方程很難運(yùn)用于實(shí)踐中。1983年SongWoo

5、Lee，YunKunHuh利用自制的試驗(yàn)設(shè)備，對(duì)稻稈的剪切力以及稻谷的脫粒力進(jìn)行了試驗(yàn)研究。他們通過(guò)試驗(yàn)測(cè)量并對(duì)比了兩種不同品種水稻稻稈的剪切力和所需的脫粒力。結(jié)果表明：稻穗上部谷粒的脫粒力略小于稻穗下部谷粒的脫粒力；切割稻稈所需的功隨切割速度的增加而減少；空行程時(shí)功耗增加較大，因此總功耗增加。]14[1986年李昇揆，川村登以軸流滾筒內(nèi)谷物的受力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系為研究?jī)?nèi)容，得出了脫分空間內(nèi)谷物的運(yùn)動(dòng)微分方程式。在脫粒參數(shù)不同的條件下，借助計(jì)

6、算機(jī)分別對(duì)微分方程進(jìn)行了求解，并與試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析。]15[1992年梅田幹雄以日本收割機(jī)的脫粒裝置為研究對(duì)象，測(cè)量出谷物的振動(dòng)特性和抗撓剛度。結(jié)論是：脫粒元件的沖擊頻率大于稻谷的固有頻率。還研究了隨脫粒元件運(yùn)動(dòng)谷物秸梗的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，結(jié)論是：脫粒時(shí)因受摩擦力的作用，谷物的穗頭沿垂直于脫粒滾筒軸線(xiàn)的方向運(yùn)動(dòng)。]1816[?1997年P(guān).I.Miu等分析了軸流脫粒與分離裝置的工作原理，建立了軸流脫粒裝置在脫粒分離過(guò)程中的數(shù)學(xué)模型，并

7、利用MATLAB軟件進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真，分別繪制出了未脫籽粒、驗(yàn)驗(yàn)證。]26[2000年張認(rèn)成以變質(zhì)量系統(tǒng)作為試驗(yàn)研究的理論基礎(chǔ)，建立了脫分空間內(nèi)谷物運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，并借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真，得到了與實(shí)際更為接近的季節(jié)性速度圖和位移圖。]27[2004年李耀明對(duì)水稻梳脫混合物復(fù)脫、分離和清選特性進(jìn)行了深入研究，建立了切向喂入軸流式復(fù)脫分離裝置的數(shù)學(xué)模型，并利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行了仿真，同時(shí)借助高速攝像機(jī)對(duì)振動(dòng)篩上面物料的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了深入研究。]28

8、[2005年萬(wàn)霖利用自行設(shè)計(jì)的試驗(yàn)臺(tái)，對(duì)縱置單軸流釘齒滾筒的功耗性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。通過(guò)二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)，確定了喂入量、滾筒轉(zhuǎn)速、導(dǎo)向板導(dǎo)角3個(gè)因素對(duì)單位功耗的影響，并得出了各因素水平之間的最佳組合工藝。]29[2006年衣淑娟利用自行研制的試驗(yàn)臺(tái)，對(duì)釘齒式雙滾筒軸流脫粒與分離裝置進(jìn)行了試驗(yàn)研究，得到了喂入量、滾筒線(xiàn)速度、導(dǎo)向板導(dǎo)角三個(gè)參數(shù)對(duì)功率消耗、莖稈破碎程度、脫不凈率、總損失率等脫粒性能指標(biāo)的影響規(guī)律，以及脫出物的軸向分布

9、規(guī)律。]30[2008年衣淑娟，陶桂香，毛欣以釘齒式和螺旋葉片板齒組合式兩種軸流脫分裝置為研究對(duì)象，對(duì)脫出物的分布規(guī)律進(jìn)行了試驗(yàn)研究。通過(guò)試驗(yàn)分別得出了兩種裝置脫出物的分布規(guī)律，脫出物沿周向和軸向分布不均勻且特性不同。曲線(xiàn)沿周向?yàn)橄禂?shù)不同的多項(xiàng)式，沿軸向呈PealReed模型。]31[2008年李耀明等對(duì)短紋桿板齒與釘齒脫粒滾筒的脫粒性能進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)研究，得出了兩種形式脫粒滾筒功率消耗、脫粒損失、脫出物雜余含量和排出莖稈等方面的對(duì)比情

10、況。]32[2008年衣淑娟以螺旋葉片板齒組合式軸流裝置為研究對(duì)象，借助高速攝像技術(shù)對(duì)稻谷的脫粒過(guò)程、籽粒的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、脫出物的下落規(guī)律進(jìn)行了觀察和分析。]33[2009年徐立章等利用自行設(shè)計(jì)的縱軸流式脫粒分離清選試驗(yàn)臺(tái)，獲得了多個(gè)工況下脫粒分離、清選性能指標(biāo)以及脫出物的分布規(guī)律。并利用VC編寫(xiě)的測(cè)控軟件系統(tǒng)對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中工作部件的轉(zhuǎn)速、頻率、扭矩和功率等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集、處理與分析為縱軸流聯(lián)合收獲機(jī)脫粒分離、清選裝置等關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)提供

11、了依據(jù)。]34[2010年楊方飛、閻楚良等利用高階龍塔數(shù)值方法，對(duì)縱向軸流滾筒脫粒過(guò)程中谷物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行了數(shù)值仿真，并對(duì)比高速攝像試驗(yàn)分析結(jié)果，驗(yàn)證了數(shù)值仿真結(jié)果的有效性。]35[近年來(lái)，我國(guó)對(duì)軸流滾筒進(jìn)行了大量的研究，使各軸流式聯(lián)合收割機(jī)的品種繁多。例如，橫置軸流脫粒分離滾筒，代表機(jī)型有珠江1.5型、福田4LD2和湖州130型等，這種配置的收割機(jī)多見(jiàn)于背負(fù)式，該裝置因結(jié)構(gòu)上的原因滾筒長(zhǎng)度一般較短，所以脫粒分離能力較低。對(duì)于北方的粳稻而