脫粒分離

1、1.2.1國外研究現(xiàn)狀國外對軸流脫粒與分離機理的研究，已有200多年的發(fā)展歷史。雖然歷史悠久，但進展較為緩慢，所做的研究很長一段時期仍停留在對沖擊、搓擦、梳刷、擠壓等四個方面的陳述上。隨著時間的推移和科技的進步，進入20世紀60年代對脫分機理的理論性研究逐漸開始深入。1956年Kolganov通過試驗后分析得出了脫粒過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，飽滿籽粒的破碎率將達到左右，多數(shù)籽粒因受到穗sm36%75頭和莖

2、稈的保護，不會受到直接的打擊作用。在聯(lián)合收獲機上，不論打擊速度多低，總有一定比例的籽粒破碎。此外，他還通過研究得出不成熟的籽粒千粒重僅為20g，成熟飽滿的籽粒平均千粒重可達40g，相應的脫粒功為。gcm12060?]8[1964年Arnold.R.E.在試驗中發(fā)現(xiàn)，谷物通過凹板的分離是凹板長度的指數(shù)函數(shù)，這個指數(shù)關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、無論何種谷物，隨著喂入速率的增大都會導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通過試驗得出了在離心力作用下，一個麥粒穿過莖稈層所需時間，同時他根據(jù)質點沿徑向運動的方程式，得出了籽粒穿過莖稈層所克服阻力的解析式。]11[1981年P.Wacher以軸流分離臺架為試驗研究對象，繪制了谷物籽粒、莖稈和穎雜沿軸向的分布曲線圖，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以脫粒空間一致、脫粒過程穩(wěn)定以及被脫物同質為假設前提，進行了脫出物在脫粒過程中的受力情況分析，推導出能夠決定整個脫分過程的六個微分方程式，求出了各個微分方程組的近似解，通過對比試驗得出預測數(shù)據(jù)與試驗值相吻合。但]13[因假設條件過多等諸多因素限制，他所得出的微分方程很難運用于實踐中。1983年SongWoo

5、Lee，YunKunHuh利用自制的試驗設備，對稻稈的剪切力以及稻谷的脫粒力進行了試驗研究。他們通過試驗測量并對比了兩種不同品種水稻稻稈的剪切力和所需的脫粒力。結果表明：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)谷物的受力與運動關系為研究內(nèi)容，得出了脫分空間內(nèi)谷物的運動微分方程式。在脫粒參數(shù)不同的條件下，借助計

6、算機分別對微分方程進行了求解，并與試驗所得數(shù)據(jù)進行了對比分析。]15[1992年梅田幹雄以日本收割機的脫粒裝置為研究對象，測量出谷物的振動特性和抗撓剛度。結論是：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動谷物秸梗的運動規(guī)律，結論是：脫粒時因受摩擦力的作用，谷物的穗頭沿垂直于脫粒滾筒軸線的方向運動。]1816[?1997年P.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程中的數(shù)學模型，并

7、利用MATLAB軟件進行了動態(tài)仿真，分別繪制出了未脫籽粒、驗驗證。]26[2000年張認成以變質量系統(tǒng)作為試驗研究的理論基礎，建立了脫分空間內(nèi)谷物運動的數(shù)學模型，并借助計算機進行了動態(tài)仿真，得到了與實際更為接近的季節(jié)性速度圖和位移圖。]27[2004年李耀明對水稻梳脫混合物復脫、分離和清選特性進行了深入研究，建立了切向喂入軸流式復脫分離裝置的數(shù)學模型，并利用計算機進行了仿真，同時借助高速攝像機對振動篩上面物料的運動進行了深入研究。]28

8、[2005年萬霖利用自行設計的試驗臺，對縱置單軸流釘齒滾筒的功耗性能進行了試驗研究。通過二次回歸正交旋轉組合試驗，確定了喂入量、滾筒轉速、導向板導角3個因素對單位功耗的影響，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臺，對釘齒式雙滾筒軸流脫粒與分離裝置進行了試驗研究，得到了喂入量、滾筒線速度、導向板導角三個參數(shù)對功率消耗、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象，對脫出物的分布規(guī)律進行了試驗研究。通過試驗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。曲線沿周向為系數(shù)不同的多項式，沿軸向呈PealReed模型。]31[2008年李耀明等對短紋桿板齒與釘齒脫粒滾筒的脫粒性能進行了對比試驗研究，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象，借助高速攝像技術對稻谷的脫粒過程、籽粒的運動規(guī)律、脫出物的下落規(guī)律進行了觀察和分析。]33[2009年徐立章等利用自行設計的縱軸流式脫粒分離清選試驗臺，獲得了多個工況下脫粒分離、清選性能指標以及脫出物的分布規(guī)律。并利用VC編寫的測控軟件系統(tǒng)對試驗過程中工作部件的轉速、頻率、扭矩和功率等參數(shù)進行實時的采集、處理與分析為縱軸流聯(lián)合收獲機脫粒分離、清選裝置等關鍵部件的設計提供

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，對縱向軸流滾筒脫粒過程中谷物運動狀態(tài)進行了數(shù)值仿真，并對比高速攝像試驗分析結果，驗證了數(shù)值仿真結果的有效性。]35[近年來，我國對軸流滾筒進行了大量的研究，使各軸流式聯(lián)合收割機的品種繁多。例如，橫置軸流脫粒分離滾筒，代表機型有珠江1.5型、福田4LD2和湖州130型等，這種配置的收割機多見于背負式，該裝置因結構上的原因滾筒長度一般較短，所以脫粒分離能力較低。對于北方的粳稻而