圓筒式短莖稈清理裝置的設計與試驗

圓筒式短莖稈清理裝置的設計與試驗

小麥清選系統(tǒng)清選擇系統(tǒng)是聯合收割機的主要部件，其性能的好壞直接影響到整個機器的工作質量。傳統(tǒng)的清選系統(tǒng)由風機和振動篩組成,應用廣泛。物料外流式圓筒篩是近幾年開始應用的新型清選系統(tǒng),具有結構簡單、工作可靠、無振動等特點,但清選后的籽粒中含有大量短莖稈。小麥收割后期,莖稈含水率很低,易破碎,清選后的籽粒中短莖稈含量高達3%。本文在試驗基礎上,分析圓筒式短莖稈清理裝置沿長度方向的分離規(guī)律,以提高清潔率、減少損失率為目標,給出具體使用中該裝置長度的確定原則。1預處理及試驗流程圓筒式短莖稈清理裝置試驗臺如圖1所示,其主要工作部件是螺旋輸送器和篩筒。螺旋輸送器長1900mm,外徑190mm,軸徑30mm;篩筒內徑為216mm,工作長度1500mm。篩筒和螺旋輸送器轉動方向相反,分別由兩個調速電機驅動,可實現篩筒和螺旋輸送器轉速的無級調節(jié)。接料箱A長度與篩筒工作段相等,用于接取篩孔分離出的物料,箱子內部分為取樣區(qū)和非取樣區(qū),沿著篩筒的長度方向,用隔板均勻地把取樣區(qū)分成15小格。接料箱B用于接取排草口排出的物料。初步試驗表明,圓筒式短莖稈清理裝置取上述結構參數時,螺旋輸送器和篩筒的最佳工作轉速分別是190r/min和41r/min,試驗中保持此轉速不變。結合實際作業(yè)情況,配置試驗物料時,小麥籽粒含水率和莖稈含水率分別保持在12%～13%和13%～17%,莖稈長度為4～12cm。試驗時,首先將預先配好的試驗物料(小麥籽粒和短莖稈混合物)均勻地鋪放在輸送帶上,然后啟動螺旋輸送器和篩筒,驅動輸送帶開始喂料。此時接料箱A、B處于非取樣位置,待物料完全充滿篩筒時,接料箱A、B置于取樣位置,取樣5s左右。在此過程中,從輸送帶落下的試驗物料由螺旋輸送器送入篩筒,物料在篩筒內運動過程中,籽粒從篩孔落下,莖稈從篩筒端口排出。所取樣品是在清選機構正常工作狀態(tài)下取得的,是機構性能的真實反映。2篩筒的質量要求物料狀態(tài)指物料的組分及試驗喂入量,這里把對清選裝置性能有較大影響的清選喂入量和籽粒含雜率作為本次試驗的試驗因素。試驗指標選取:沿篩筒長度方向上每100mm內分離出的籽粒質量占籽?？傎|量的百分比p(以下簡稱籽粒分離率),沿篩筒長度方向上每100mm內物料的清潔率y1,清選損失率y2。計算方法為pi=WAi∑i=115WAiWAi∑i=115WAi×100%y1i=WAiWAi+Gi×100%y1i=WAiWAi+Gi×100%y2=WB∑i=115WAi+WBWB∑i=115WAi+WB×100%式中WAi——接料箱A中第i格的籽粒質量Gi——接料箱A中第i格的莖稈質量WB——接料箱B中的籽粒質量i——接料箱A中分格的序號,i=1,2,…,15,每格對應篩筒長度100mm3試驗計劃和試驗結果3.1試驗結果g/s物料的含雜率保持4%不變,清選喂入量分別取0.4kg/s、0.8kg/s和1.2kg/s(約相當于整機喂入量1kg/s、2kg/s、3kg/s),每個試驗點試驗兩次,取其平均值作為試驗結果(見表1)。3.2試驗結果清選喂入量定在1.2kg/s,依次取物料含雜率h為1%、2%、3%、4%進行試驗。結果表明,該裝置前800mm分離率相當高且清潔率穩(wěn)定,為了減少試驗工作量,本次試驗中把前700mm作為一格取樣,只對700mm以后分格取樣。試驗結果如表2。4短秸稈比率的影響由試驗結果可知,這種圓筒式短莖稈清理裝置對物料的分離具有以下規(guī)律:沿篩筒長度方向,籽粒分離率減小,籽粒清潔率降低,這是因為篩孔的直徑(11mm)比短莖稈的長度小得多,混合物料中的籽粒更容易通過篩孔,隨著混合物料沿篩筒長度方向的運動,物料中的短莖稈比率逐漸變大,影響了籽粒的下落,且隨著短莖稈比率的增大,短莖稈下落量也增加;在篩筒的前部籽粒分離率較高,且清潔率降低緩慢,而后部的籽粒分離率較低,且清潔率降低迅速。因此,該裝置的前部主要用來完成籽粒的分離,后部的作用在于減少籽粒損失,但會降低清潔率。鑒于此,在設計中可適當增大篩筒前部篩孔的直徑(試驗中,篩筒前300mm段的孔徑可增到13mm)。5篩筒長度的影響(1)該結構型式的圓筒式短莖稈清理裝置在試驗范圍內有良好的短莖稈清理性能。(2)圓筒式短莖稈清理裝置的分離作用主要在前部完成,過于增加篩筒長度會引起籽粒清潔率的降低,其長度不能超過1600mm。(3)裝機