In view of the problem of plant entanglement threshing roller in the process of mechanized flax harvesting, a comb-brush air-suction composite flax capsule harvesting test stand was designed based on the harvesting method of harvesting capsules independently and then breaking the capsules to thresh them. The following four parameters were selected as experimental factors: the shape of comb tooth cross-section, the rotational speed of comb roller, the relative speed of machine travel and the air volume of centrifugal fan. The following four indicators were chosen as the experimental indicators: capsule removal rate, capsule breakage rate, capsule collection rate and plant winding rate. A four-factor and three-level orthogonal test was conducted. The results showed that the optimal combination of test factors was as follows: the shape of comb tooth cross-section was rectangular, the rotational speed of the brush roller was 90 rad/min, the speed of machine travel relative to the plant was 80 mm/s and the air volume of centrifugal fan was 6000 m3/h. Under the condition of better experiment parameters combination, the capsule removal rate was 96.45%, capsule shell breaking rate was 98.79%, capsule collection rate was 95.65% and flax plants winding rate was 2.52%. The comb-brush air-suction composite flax capsule harvesting test bench provided the feasibility scheme for the problem of plant winding thresher roller and capsule collection.

针对亚麻(胡麻)机械化收获过程中植株缠绕脱粒滚筒问题和蒴果收集问题,设计了梳刷气吸式亚麻(胡麻)蒴果收获试验台.以梳齿截面形状、梳刷滚筒转速、机具行进相对速度、离心式通风机风量为试验因素,以蒴果收集率、植株缠绕率为试验指标,进行了4因素3水平正交试验.结果表明,在较优试验因素组合的梳齿截面形状为圆形、梳刷滚筒转速44 r/min、机具行进相对速度80 mm/s、离心风机风量6 000 m3/h作业条件下,蒴果收集率为96.67％、植株缠绕率为0.32％,试验台的梳脱、收集、避免植株缠绕等效果较好.梳刷气吸式亚麻(胡麻)蒴果收获试验台提供了解决植株缠绕脱粒滚筒问题和蒴果收集问题的可行性方案.

针对胡麻分离清选过程高损失率、高含杂率问题,设计了风筛式胡麻清选装置.利用EDEM-Fluent耦合方法,对胡麻清选装置清选过程进行仿真分析,探究清选装置作业参数对胡麻籽粒含杂率和清选损失率的影响规律,确定最优的组合参数.基于清选装置气流场胡麻脱粒物料的运动分析,建立了胡麻清选装置简化模型;对风机风速、气流倾角、清选筛振动频率和振幅4个参数进行单因素试验和正交试验.结果 表明,风机风速、气流倾角、清选筛振动频率和振幅是影响清选装置清选性能的显著因素.应用Design-Expert软件建立了籽粒含杂率和清选损失率的数学回归模型,获得最佳工作参数组合:风机风速4.5 m/s、气流倾角4.、清选筛频率6 Hz、清选筛振幅9 mm,最优工作参数组合下胡麻籽粒含杂率为2.97％,清选损失率为2.39％.该研究结果可为胡麻清选装置的设计和优化提供参考.

[目的]对蓝亚麻蒴果离散元模型仿真参数进行标定.[方法]通过查阅文献法、物理试验法测定了蓝亚麻蒴果的基本物理参数(千粒质量、含水率、三轴尺寸、密度、泊松比、剪切模量)和接触力学参数(碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数)的取值或取值范围.以物理试验法测定的各参数为仿真试验参数选择依据,利用Minit-able18软件进行Plackett-Burman试验设计,对物理试验法粗测得的参数进行显著性筛选;进一步以实际休止角与仿真试验休止角的相对误差作为评价指标,对显著性参数进行最陡爬坡试验,通过仿真逼近预测法对显著性参数进行寻优.最后,以较优参数组合进行仿真试验验证,测得对应仿真试验休止角,并与实际休止角进行对比.[结果]Plackett-Burman试验结果表明:蓝亚麻蒴果间的滚动摩擦系数对仿真试验蒴果休止角影响显著;由最陡爬坡试验结果可得蓝亚麻蒴果间的滚动摩擦系数为0.18;仿真试验验证结果表明:仿真试验休止角与实际休止角相对误差为0.95％.[结论]应用上述各方法及优化试验来标定蓝亚麻蒴果离散元模型仿真参数是可行的.

[目的]探索解决亚麻(胡麻)脱粒机存在的植株缠绕脱粒滚筒问题的有效方案,提升亚麻(胡麻)的机械化收获水平.[方法]为研究不同工作参数对亚麻(胡麻)机械化收获的影响,设计了梳齿式亚麻(胡麻)蒴果梳刷试验台.阐述该试验台的工作原理与组成结构,对关键零部件偏心摆动机构和梳刷装置进行了结构设计与动力学分析,并进行台架试验.以蓝亚麻(别名宿根亚麻)为试验材料,以蒴果的脱净率和破损率为评价指标,探讨梳刷装置转速、梳齿截面形状、梳齿间隙、导轨输送速度4因素对蒴果的脱净率和破损率的影响,分别进行单因素试验与多因素正交试验研究,获得了梳齿式亚麻(胡麻)蒴果梳刷试验台的最优工作参数,并进行了试验验证.[结果]SAS9.1软件分析表明:梳齿间隙、梳齿截面形状、梳刷装置转速和导轨输送速度4因素对蒴果的脱净率和破损率的影响都极为显著.以蒴果的脱净率较大、破损率较小为目标,得到的较优参数组合为:梳齿间隙为4mm、梳齿截面形状为菱形、梳刷装置转速为10 r/min和导轨输送速度为0.16 m/s.对优化结果进行试验验证,结果显示脱净率为99.26％,破损率为5.33％.各因素对脱净率的影响由大到小依次为梳齿间隙、梳齿截面形状、梳刷装置转速、导轨输送速度;对破损率的影响由大到小依次为导轨输送速度、梳齿截面形状、梳刷装置转速、梳齿间隙.[结论]蓝亚麻植株经过试验台的梳刷可得到完整蒴果,梳齿式亚麻(胡麻)蒴果梳刷试验台为亚麻(胡麻)脱粒机的创新设计提供了一种可行性方案和研究依据.

针对现有谷物联合收获装备难以适应荞麦收获特性的问题,研制了一种荞麦割前气吸摘脱收获试验台.以喂入速度、喂入口风压和滚筒转速为影响因素,收获率和飞溅损失率为评价指标进行试验研究.通过正交试验确定了影响收获率的主次因素为滚筒转速＞喂入口风压＞喂入速度;影响飞溅损失率的主次因素为喂入口风压＞喂入速度＞滚筒转速.以收获率最大、飞溅损失率最小为优化目标,获得最佳参数组合为滚筒转速500 r/min、喂入口风压80 Pa和喂入速度0.5 m/s,此条件下可得试验台收获率86.37％、飞溅损失率9.23％.该研究可为荞麦机械化收获装备的相关设计提供参考.

扶禾是钙果采收的关键工作环节,针对收获期钙果枝条倒伏的问题,为寻找扶禾装置最佳工作参数,结合钙果枝条生长特性设计并建立了扶禾动力学仿真模型.以仰角、扶禾速比和拨指间距为影响因素,扶禾高度为评价指标进行仿真试验研究.正交试验结果表明,各因素对扶禾高度影响的主次顺序为仰角＞扶禾速比＞拨指间距,最佳参数组合为仰角50°、扶禾速比8、拨指间距160 mm.仿真验证试验和台架验证试验得到扶禾高度分别为591.4、570.9mm,相对误差为3.5％.该研究可为钙果收获机械的设计与优化提供参考.