联合收割,脱粒和分拣系统的优化用以降低玉米损失【中文6900字】
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【中文 6900 字】联合收割,脱粒和分拣系统的优化用以降低玉米损失Roohollah Mohammad Sanabadi Aziz1,Sherwin Amini2摘要:用联合收割机收割玉米会导致一定程度的损失,从而降低利润;虽然这种损失不能完全消除,但可以控制在合理的程度。准备用于收获玉米的联合收割机是一个包括更换收割头和凹入以及盖板放置在脱粒滚筒上的过程。收获玉米的一个主要障碍是防止谷物损失,谷物损失主要发生在联合收割机头(将玉米穗轴与秸秆分离时)以及脱粒滚筒和凹面(因为玉米芯断裂)的收获过程中。目前的研究是在种子和植物改良研究所,玉米和饲料作物研究部门的一个 400 英亩的农场中进行的,其前提条件是脱粒滚筒转速为 750rpm,作物含水量为干基的 11.6。作物产量和测量的谷物损失量表明,当使用传统的施加垂直力来分离茎的头部时,收获期间谷物损失的程度变得过大;这些头部造成大量的作物损失。本研究的结果表现在联合刀杆上;因此,为了减少联合收割机收割损失,伊朗制造的联合收割机应该进行重大修改。在这方面采取的第一步是设计和实施对机器的两个主要部分即“玉米头”和“进料器单元”的必要修改。关键词:玉米联合收割机 减少 收割机联合 改造脱粒鼓和凹槽喂料机组1.简介世界上越来越多的人口面临粮食短缺的问题,因此需要扩大玉米等高产作物的生产,以克服这一问题。就全球面积而言,玉米排在小麦和大米之后。玉米产量在过去几年中已经超过了小麦和水稻的产量,在农产品中排名第一(Tajbakhsh,1996 )。农作物的机械化收割一直是农民的目标。收获的目的是及时收集谷物及其与谷壳和其他废物部分的分离,尽可能以最高的质量和最小的损失量。在这方面,选择正确的采伐方法和适当的设备取决于作物类型,栽培方法和气候条件(Sirvastava 等,1990)。使用联合收割玉米时的玉米损失率取决于多种因素,如谷物的含水量,环境温度,农场条件(停滞),联合条件(新的或生锈的)和驾驶员的经验水平。这些因素一起或分开,可能会大大增加粮食损失。除了采用适当的收获机制之外,了解上述因素可以将损失率降低到合理的程度。 Behrouzilar 等人。(1995 年)对联合收割谷物和谷物的作物损失率进行了研究,并计划确定全球作物损失范围。他们评估了联合收割的谷物和谷类作物造成作物损失的因素,并得出结论,在伊朗,这一比率高于全球标准为 4-5。 Price 等人在研究油籽商业收获中的谷物损失时发现,(1996)发现理想的谷物损失可以在 2到 5左右。在伊朗正常的气候条件下,也录得20-25的损失(Anonymous ,1997 )。随着联合进给率的增加,火箭的整体损失。原因是稻草人超载(Navid 等,2004 )。在另一项研究中,测量了进展速度,脱粒滚筒的圆周速度,圆筒和副圆筒之间的空间,筛孔的大小,风扇速度和水分含量等参数(Rahama 等,1999)。研究人员还测量了在平台,脱粒滚筒以及分离和清洁系统中发生的任何形式的损失;他们报告的平均损失为 12。在另一项研究中,据报道联合收获的平均损失为 3.4 - 1.5与平台损失有关(Bukhari et al。,1983 )。由于秸秆转移到分离和清洁系统的量减少,使用分离平台可增加 50-100的联合能力(Tado et al。,1998)。为了防止联合收割机的谷物损失和玉米谷壳的去除,需要将牵引链轮和锉刀棒调整得彼此更接近。集约化链条速度和牵引链轮速度在低性能农场中也需要增加,以便联合投入增加,其最大产能不会下降(Hoffman,2004 )。根据作物条件调整标题是防止收获损失的重要一步(CampbellAlswager ,2003)。据报道,平台损失相当于联合收益损失总额的 50(ShahrestaniMinayi,2001)。高圆筒旋转是造成谷物破损和玉米棒破碎的另一个主要因素(Maier Parsons,1996)。机械化是农业发展的重要组成部分;自动化,适当的机器使用和机器技术的最佳使用可以提高效率,降低成本并提高生产率。为了保证国家玉米供应的自给自足,玉米生产过程中的所有领域应该以最高效率运行。由于目的是增加玉米产量并最大限度地减少进口(几乎为零),所以不应该容忍任何损失 - 特别是在收获阶段,可能会受到高比例的谷物损失。2.材料和方法该项目旨在优化联合收割机头系统,并实现玉米生产中的最小谷物损失;因此,第一步是购买玉米联合收割机以研究和分析其系统。然后确定在头部发生的玉米损失的来源以及系统中发生的其他类型的损失,以便在考虑所有因素的情况下确定它们的贡献机制,然后准备对现有头标进行标准测试和评估。下一阶段是检查联合收割机的运行机制,并根据联合收割机出现损失的原因对其进行修改以实现最小化目的。最后一步是对农场修改后的联合收割机头进行试运行,以便检查修改后的粮食损失程度,并将其与以前的状态进行比较。检查组合标题被检查的系统是可以安装在约翰迪尔 955 联合收割机上的 4 排玉米头。这个头被设计用来将玉米棒从茎秆中分离出来,然后将它们喂给装置。这个头有4 行,彼此间固定的距离为 75 厘米。该系统的主要部分是:a)框架b)电力传输系统c)收割机(玉米切割机)d)谷物输送机玉米头技术规格:所需功率:45 马力输入旋转:600 rpm 行数: 4收获率:每 8 小时 4 英亩重量:1000 公斤长度:320 厘米宽度:280 厘米身高:130 厘米图 1.玉米头的概况设计并提出一个合适的机制在项目的这个阶段,首先检查直接与作物接触并造成玉米损失的头部机制; 然后根据设想的机制,考虑到被检查的头部部件的功能进行了必要的修改。检查组合头的进料器单元机构当联合收割机沿着农场运行时,农作物在喂给单元,然后将玉米棒从秸秆中分离出来。进料单元负责分离过程; 该装置的可移动部件从机械嵌入式齿轮箱获得动力。能够分离和喂入玉米芯的部分如下:图 2.馈线单元机构U 形框架刀杆链式输送机构链条张紧器弹簧机构链轮稻草步行者变速箱饲养机构(现有联合收割机头)馈线单元部分可分为固定部分和可移动部分两大类。 固定部分包括 U 形框架,链条紧固器弹簧,刀杆和吸管助行器。活动部件包括链条,滚子链条和链轮。 动力传动系统向变速箱传递动力。从茎中分离玉米芯玉米头是由工厂设计的,当安装在联合收割机上时与农场形成一个攻角。被检查的四行玉米头还拥有三个顶盖,当联合收割机在田间移动时,玉米秸秆直接进入进料器单元。因此,当联合收割机沿着玉米田移动时,玉米秸秆流入馈线单元。直接涉及将玉米棒从茎上分离出来的部件是切割条(1)和链轮(2 )。如前所述,刀杆放置在 U 形框架上,两个链轮也放置在框架下。链轮通过其可动齿轮相互转动。链轮旋转的方向被设计为使得相对于每个链轮的相反旋转将茎向下(进入切割条)。鉴于链轮的圆锥形状,在流入进料器单元时,玉米秸秆不会立即接触链轮;相反,它们在通过进料器单元时仅逐渐暴露于链轮。链轮的安装方式可以将玉米秸秆拉入切割棒中。根据收获的玉米芯的尺寸和大小调整切割器棒之间的空间,使得玉米棒不能自由地穿过这些空间;此外,由于链轮的叶片彼此重叠,所以茎杆继续被拉伸,并且玉米芯因此与茎分离。玉米棒的末端沿其自身轴线断开,以使玉米芯耳朵也从茎上松开。图 3.从茎中分离玉米棒的系统将玉米棒输送到进料器一旦从茎中分离出来,应将玉米棒输送到脱粒滚筒和凹部。 这种移动是通过三台输送机完成的,其中两台安装在联合收割机上,另一台安装在联合收割机内。 一旦农作物完全分开,它们应该被运送到联合收割机并收集起来; 然后它们通过传送带被送出。 第一台输送机(“谷物输送机”)安装在进料装置中。直接涉及将玉米芯输送到进料单元的机器部件包括:输送链条电机滚子链条移动滚子链条套在链条上图 4.谷物输送机建议减少玉米损失的机制如前所述,秸秆被玉米头中的链轮拉下来; 玉米芯也迅速被拉下来,它们卡在切割器棒之间并与茎分离。图 5.减少玉米损失的建议机制在现有的头部中,当将穗轴与茎分开时,沿着它们的纵向轴线拉动穗轴,这在玉米穗轴的基部上施加垂直的力;结果,玉米穗轴从基部破裂并且玉米也是 与棒子分开。图 6.玉米棒沿其纵轴断裂我们提出的机制旨在减少玉米芯从茎中分离出来时玉米的损失。由于玉米棒与玉米芯分离的主要原因是沿着玉米棒的纵向轴线施加的垂直力,因此本研究旨在修改当前的机制,并且实现最小化施加在玉米棒上的力的机制。一旦对将穗轴与茎分开的机构进行了必要的修改,拉力的方向以及因此分离偏离沿着穗轴的轴线,使得可以容易地将穗与穗分离,而没有不必要的损失发生冲击或振动。后者可以通过在切割棒的高度之间创建差异来完成。这些修改有三个好处:由于以更适当的角度施加力,将玉米棒与茎分开更容易并且需要更少的力量和力量。碰撞力的减小在防止玉米棒从茎分离的阶段期间防止玉米的损失非常有效。对谷物施加的力的方向已经改变 - 又一次改变有助于减少玉米损失。茎秆在它们与玉米棒的交界点处被打破(点 A); 结果,由于它们也连接到茎上,所以穗轴也与穗轴分开。因此,如果在分离阶段,茎杆在其与穗轴的交界处断裂,则所有的穗轴也将破裂。很显然,减少联合收割机(尤其是脱粒滚筒和凹面)的废物投入会对操作质量产生积极的影响。在切割棒的高度上创建变化会改变施加在玉米棒端点上的 F 力的方向,使得 F 不再沿着玉米棒的轴线施加; 因此,沿轴线方向施加的力成为 F 的一部分。建议减少损失的机制如前所述,可以通过将轴向拉力减小到可能的最小有效程度来实现减少损失量,这意味着在进料器单元中的切刀棒的高度之间应该产生变化。 为了产生这种差异,填料板安装在切刀杆下方,以便将其放置在其他切刀杆的上方。图 7.填充板应该注意的是,链式输送机构和链条张紧器弹簧机构也位于刀杆上。 移动刀杆的位置也重新定位了这些机制; 因此,应该对所有三个部分进行更改:创建切割条高度的差异为了测试减少的玉米损失率,在切割杆高度之间创建的预期差异是 10 和15mm; 用于产生这种高度变化的填充板具有 5mm 的直径。图 8.馈线单元框架玉米头有 4 排,即四个分离机构; 一个机制接受 10 毫米的高度变化,另一个机制接受 15 毫米的高度变化,其他机制保持完好,以便可以检查每个收获路径的损失量,并且高度变化量对谷物损失程度的影响可以 被测量。图 9.切刀条重新定位链条张紧器弹簧机构链条张紧器弹簧放置在切刀条的顶部; 因此改变刀杆的位置也重新定位了这个弹簧。 链条张紧器弹簧只能垂直移动; 因此,该机构本身不会被修改,相反,将该机构安装在 U 形框架上的螺钉只会比其之前的位置高出 20mm。图 10.链条张紧器弹簧机构粮食输送链机制的安装和设置输送链机构也放置在刀杆的顶部; 因此,改变刀杆的位置也会重新定位该机构。 如前所述,谷物输送链机构由两个滚子链(电机滚子链和可移动滚子链)和一个链条组成,每个馈送单元包含两个谷物输送机构。 活动滚子链置于 L 形紧固件弹簧机构上, 移动后者导致可移动滚子链的修改和重新定位。 谷物输送机的电机滚子链条沿齿轮箱输送机链条的活动齿轮轴线定位。 考虑到一旦切刀条的位置发生变化,电机滚子链也应该沿着上述轴重新定位,轴的长度应该被调整,并且适当的填充垫应该被设计用于精确调整空间图 11.将链条机构安装在供纸单元框架上如前所述,仅在馈线单元中存在的四个单元中进行修改; 在其中一个单元中,一个刀杆位于相邻刀杆上方 10mm 处,另一个单元中另一个刀杆位于相邻刀杆上方 15mm 处。 因此,变速箱输送链的可动齿轮的轴线长度应增加20mm。图 12.当轴的高度变化时安装齿轮箱该轴被焊接到齿轮箱的中心,被移除; 设计一个更合适
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