蘇天生，韓增德，崔俊偉，王國新，郝新明，郝付平，韓科立

(中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院，北京　100083)

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谷物聯(lián)合收割機(jī)清選裝置研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

蘇天生，韓增德，崔俊偉，王國新，郝新明，郝付平，韓科立

(中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院，北京100083)

摘要：谷物聯(lián)合收割機(jī)的清選性能是影響整機(jī)作業(yè)性能的重要因素之一，對清選裝置的研究有助于提高清選效率，降低清選損失率和含雜率。為此，通過從清選裝置的結(jié)構(gòu)、氣流場、脫出物運(yùn)動狀態(tài)和清選試驗(yàn)等方面綜述國內(nèi)外谷物聯(lián)合收割機(jī)清選裝置的研究現(xiàn)狀，提出了谷物聯(lián)合收割機(jī)清選裝置的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：谷物聯(lián)合收割機(jī)；清選裝置；研究現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

0引言

對于谷物聯(lián)合收割機(jī)，清選性能是衡量整機(jī)作業(yè)性能的一個重要指標(biāo)[1]。提高清選性能是提高整機(jī)作業(yè)性能的必要條件，亦是谷物聯(lián)合收割機(jī)向大型化發(fā)展過程中必須解決的關(guān)鍵問題之一。衡量清選性能的指標(biāo)有谷物的含雜率和清選損失率。根據(jù)國家機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的谷物聯(lián)合收割機(jī)通用技術(shù)條件[2]，整機(jī)總損失率和含雜率要求為：小麥不得高于1.2%，水稻不得高于3.0%；小麥和水稻的含雜率均不得高于2%。從當(dāng)前國內(nèi)谷物聯(lián)合收割機(jī)的收獲效果看，清選性能仍不盡人意，存在損失率和含雜率偏高等問題。為此，以清選裝置結(jié)構(gòu)、氣流場和脫出物的運(yùn)動狀態(tài)等方面為切入點(diǎn)，對清選裝置進(jìn)行深入的研究，獲得較低的損失率和含雜率，對提高聯(lián)合收割機(jī)性能有著重要意義。

1清選裝置的研究現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)外的科研工作者對清選裝置的研究大概分為清選裝置結(jié)構(gòu)的研究、清選室內(nèi)氣流場的研究、脫出物在清選室內(nèi)的運(yùn)動狀態(tài)的研究和通過試驗(yàn)優(yōu)化清選裝置參數(shù)等4個方面。

1.1清選裝置結(jié)構(gòu)

目前，谷物聯(lián)合收割機(jī)的清選裝置普遍使用的是風(fēng)篩式清選裝置，主要由清選風(fēng)機(jī)及振動篩等組成，清選風(fēng)機(jī)由葉輪和外殼組成[1]。風(fēng)機(jī)工作時，空氣從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入處于高速旋轉(zhuǎn)的葉輪里并在葉片的推力作用下做圓周運(yùn)動，在離心力的作用下又將被從出風(fēng)口排出。此時，葉輪中心處產(chǎn)生一定的真空度，周圍空氣將不斷從進(jìn)風(fēng)口被吸入到葉輪中，風(fēng)機(jī)從而連續(xù)工作。目前國內(nèi)外對清選風(fēng)機(jī)的研究大概包括以下方面[3]：①通過改變離心風(fēng)機(jī)外殼的形式來滿足清選裝置的需要，如圖1所示[4]；②通過改變離心風(fēng)機(jī)葉輪的形式來滿足清選裝置的需要，如圖2和圖3所示；③對雙風(fēng)道離心風(fēng)機(jī)的研究，如圖4所示[5]；④使用多個或多段離心風(fēng)機(jī)配合來改善清選性能，如圖5所示。

振動篩是谷物聯(lián)合收割機(jī)的主要工作部件之一[1]，脫出物經(jīng)過振動篩的振動作用，籽粒將透過篩面小孔被分離出來，而短莖稈等無法穿透篩面小孔被從篩尾排出。迪爾公司瑞安·P·麥金等[6]使用至少一組曲柄連桿組件驅(qū)動其清選裝置的上篩和下篩交錯往返運(yùn)動，提高清選能力，減輕振動篩的振動，如圖6所示。

1.風(fēng)扇葉輪　2.風(fēng)扇殼

1.風(fēng)機(jī)葉片　2.風(fēng)機(jī)支架　3.風(fēng)機(jī)軸

圖3　葉片形式示意圖

1.蝸殼　2.葉輪　3.上風(fēng)道　4.下風(fēng)道

圖5　4段式離心風(fēng)機(jī)

1.抖動板　2.上篩　3.下篩　4.篩箱

中機(jī)南方機(jī)械股份有限公司李穎聰?shù)萚7]研究的谷物清選裝置，篩箱里安裝了具向上傾斜角度的篩子。研究表明：篩選效率高且篩選徹底，適用于小型聯(lián)合收割機(jī)提高喂入量使用。星光農(nóng)機(jī)股份有限公司馮云云等[8]針對目前聯(lián)合收割機(jī)因在側(cè)面安裝用于調(diào)節(jié)清選篩片開度的機(jī)構(gòu)而造成結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高且可靠性和精確性難以保證的問題，研究了一種聯(lián)合收割機(jī)的清選篩。其不要外設(shè)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)便可以精確調(diào)節(jié)清選篩板的開度，且結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，同時簡化了設(shè)備的制造工序和降低了制造成本。江蘇沃得農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司胡必友等[9]根據(jù)現(xiàn)有多種型號的聯(lián)合收割機(jī)存在糧食籽粒從尾部側(cè)面被吹出、直接拋灑到田間而造成損失的問題，在清選篩箱側(cè)板外端向上延伸出防側(cè)漏小擋板，有效地減少了糧食籽粒從篩箱尾部側(cè)面漏出造成的損失，提高了收獲糧食的產(chǎn)出率。無錫聯(lián)合收割機(jī)有限公司范建中等[10]針對現(xiàn)有全喂入聯(lián)合收割機(jī)的清選裝置普遍采用的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)在極限位置時會對滑道產(chǎn)生較大的沖擊力而出現(xiàn)了振動大、噪音大、可靠性差的問題，以及篩片調(diào)節(jié)板安裝在篩體兩側(cè)造成調(diào)整和維修不方便的問題，研究了一種擺動式振動篩清選裝置，將篩體的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)改成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，有效地減小沖擊和摩擦，提高了運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性；同時，將篩片開度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)整裝置設(shè)置在篩體的后部，方便篩片開度的調(diào)整。中國農(nóng)機(jī)院李杰等[11]研究了振動篩的工作機(jī)理并分析了振動篩的運(yùn)動力學(xué), 在此基礎(chǔ)上利用ADAMS軟件建立模型,且對振動篩進(jìn)行了動態(tài)仿真分析與參數(shù)的優(yōu)化，獲得較優(yōu)的振動篩結(jié)構(gòu)參數(shù)[9]。中國農(nóng)機(jī)院吳鴻欣[12]通過對振動篩結(jié)構(gòu)的虛擬設(shè)計(jì)，找出振動篩篩面的運(yùn)動變化規(guī)律，經(jīng)分析得到脫出物在篩面的運(yùn)動狀態(tài)判別式，且對振動篩進(jìn)行虛擬樣機(jī)試驗(yàn)優(yōu)化，取得了振動篩的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)組合。

抖動板是谷物聯(lián)合收割機(jī)振動篩的重要組成部分之一[1]，其工作性能的好壞直接影響到收割機(jī)對不同品種作物的適應(yīng)性、收割機(jī)的喂入量及對潮濕作物的輸送能力。江蘇大學(xué)李耀明等[13]針對某型號收割機(jī)的脫出物在凹板下沿軸向分布不均和清選篩面上縱向分布不均的情況，研究了一種帶特殊抖動板的振動篩，其抖動板是由3塊不同波紋角度的波紋板組合而成的。經(jīng)試驗(yàn)表明：該振動篩解決了脫出物在清選室內(nèi)分布不均勻的問題，同時亦提高了清選效率。中國一拖集團(tuán)有限公司張建宗等[14]針對聯(lián)合收割機(jī)在超標(biāo)喂入量或者谷物含水率較高時清選篩面上自前向后會產(chǎn)生堆積而造成谷粒無法從混合物中分離而產(chǎn)生損失的問題，將上抖動板與下抖動板前后錯位；上抖動板末端的正投影在清選篩的中段，下抖動板末端的正投影在清選篩的前段位置，實(shí)現(xiàn)分段清選，充分發(fā)揮了聯(lián)合收割機(jī)脫粒裝置的潛能，提高了作業(yè)效率，有效地降低了損失率。

此外，為了能清選含水量較高的脫出物，有學(xué)者嘗試將一些疏水性好的材料或者仿生技術(shù)應(yīng)用到清選裝置上，取得了一定的效果。江蘇大學(xué)李耀明等[13]研究了將疏水性較好的含氟丙烯酸樹脂鍍到抖動板和沖孔篩面上，避免了收獲含水率高的作物時因籽粒與篩面粘連而出現(xiàn)振動篩被堵死的問題，提高了作業(yè)的適應(yīng)性和清選效率。江蘇大學(xué)馬征等[15]為了降低篩分物料和篩面的粘附性，增加篩分時間，研究了一種農(nóng)業(yè)機(jī)械用仿生非光滑清選篩面，結(jié)構(gòu)如圖7所示。

1.篩面基體　2.篩孔　3.凸起或凹陷單元體

該清選篩面的特點(diǎn)是非光滑的，具有與篩分物料幾何尺寸相對應(yīng)的凸起或凹陷單元。其中，單元高度為0.5～2mm，在篩面基體上的幾何投影面積之和與篩面基體面積之比為30%～70%。該仿生非光滑清選篩面與普通光滑清選篩相比，篩分物料與篩面粘附性降低40%～80%，有效篩分時間增加6～20倍，具有抗粘防堵作用。

1.2清選室內(nèi)氣流場

目前，對清選氣流場的研究大致可分為4類：利用CFD軟件、測量分析法、建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和二次響應(yīng)曲面分析法。

Mekonnen Gebreslasie Gebrehiwot等[16]對谷物清選的貫流風(fēng)機(jī)進(jìn)行二維CFD建模，并研究其中影響風(fēng)機(jī)性能的因素。分析表明：出風(fēng)口與風(fēng)機(jī)殼體連接處的舌狀部分的位置對風(fēng)機(jī)性能影響最大，尤其是對有兩個出風(fēng)口的氣流場效果更明顯，且證明用CFD二維模型分析風(fēng)機(jī)氣流場的可行性。

Mekonnen Gebreslasie Gebrehiwot等[17]對清選風(fēng)機(jī)進(jìn)行三維CFD建模，研究了不同大小的橫流進(jìn)風(fēng)開口對風(fēng)機(jī)性能的影響，并將模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。研究結(jié)果表明：較大的橫流進(jìn)風(fēng)開口對聯(lián)合收割機(jī)的清選效果更有利，且模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果在數(shù)值上的誤差小于10%。李洪昌、李耀明等[18]為了研究風(fēng)篩式清選室內(nèi)氣流場的分布情況(見圖8)，基于Reynolds時均化的連續(xù)方程、Navier-Stokes方程和標(biāo)準(zhǔn)的k-ε湍流模型構(gòu)成封閉方程組，運(yùn)用CFD軟件Fluent，對風(fēng)機(jī)、振動篩和氣流場進(jìn)行建模，分析了出風(fēng)口角度、出風(fēng)口風(fēng)速和振動篩篩面中部到頂部之間的距離等3個工作參數(shù)對清選室內(nèi)氣流分布的影響，并將模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比驗(yàn)證，結(jié)果表明了利用Fluent進(jìn)行數(shù)值模擬的正確性和可行性。周全[19]等運(yùn)用CFD軟件對風(fēng)篩式清選裝置和清選室進(jìn)行建模，數(shù)值模擬了改變風(fēng)機(jī)的位置、風(fēng)速、出風(fēng)口角度，更換不同形式的篩子，是否使用貫流風(fēng)機(jī)等各種不同的清選裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)對清選室內(nèi)氣流場的影響，分析了改變不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對清選氣流場影響的變化規(guī)律，并對風(fēng)篩式清選裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供了合理的參考。

李耀明、唐忠等[20]為了研究清選篩面的氣流速度分布規(guī)律和氣流速度變化規(guī)律，在DFQX-3型物料清選仿真試驗(yàn)臺上，使用風(fēng)速儀測量了3個平面上的各25個有規(guī)律分布的點(diǎn)處的風(fēng)速，利用MatLab繪制了清選篩面的左中右位置的橫縱斷面和水平面的等風(fēng)速線和風(fēng)速變化曲線，并分析了各個位置風(fēng)速分布和變化的特點(diǎn)。結(jié)果表明：清選室內(nèi)左右兩側(cè)的風(fēng)速分布規(guī)律較為相似，中間的風(fēng)速變化規(guī)律較為復(fù)雜。

李耀明、林恒善等[21]對清選裝置的3個工作參數(shù)(即離心風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、出風(fēng)角度和貫流風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速)與清選室內(nèi)氣流場的關(guān)系建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，同時對清選室內(nèi)氣流場和清選效果的關(guān)系建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并分析這兩個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的預(yù)測誤差。結(jié)果表明：其預(yù)測誤差較小，模型具有較高的預(yù)測精度，同時證明了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到清選室內(nèi)氣流場的研究是具有可行性的。李洪昌等[22]對清選裝置的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、出風(fēng)口角度與清選室內(nèi)氣流場分布規(guī)律的關(guān)系建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，對清選室內(nèi)氣流場的分布規(guī)律與清選效果之間的關(guān)系建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，再對清選裝置的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、出風(fēng)口角度與清選效果之間的關(guān)系建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。經(jīng)過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練，最終這3個模型均得到了很小的預(yù)測效果誤差，模型的預(yù)測精度高，說明了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在研究風(fēng)篩式清選裝置方面的有效性。

夏利利[23]等運(yùn)用DPS統(tǒng)計(jì)軟件對聯(lián)合收割機(jī)的清選室內(nèi)氣流場的分布情況與離心風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及其出風(fēng)口的角度建立了二次響應(yīng)曲面模型，測試了清選室內(nèi)的5個不同點(diǎn)的氣流速度，并將實(shí)際試驗(yàn)數(shù)據(jù)與模型預(yù)測值進(jìn)行了對比。分析結(jié)果表明：其平均相對誤差較小，證明了二次響應(yīng)曲面模型在清選氣流場的研究方面是可行的，同時得到了離心風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和出風(fēng)口角度分別對清選室內(nèi)的氣流速度的影響的變化關(guān)系。

圖8　清選室內(nèi)氣流場圖

1.3脫出物的運(yùn)動

脫出物經(jīng)過脫粒裝置掉落到振動篩篩面，其在篩面的運(yùn)動情況(特別是籽粒的運(yùn)動)直接影響到機(jī)器的清選效率，所以有必要對脫出物的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行分析研究，以便更好地對清選裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)或優(yōu)化。J. T. Macaulay[24]對脫出物進(jìn)入清選裝置時的不同運(yùn)動狀態(tài)對清選效果的影響進(jìn)行研究，為研究脫出物的運(yùn)動狀態(tài)提供了合理的參考。K. Maertens等[25]將物料守恒定律與概率密度分布函數(shù)應(yīng)用到谷物清選分離的研究中，把清選分離建立一個整體模型，分析不同組分情況下的流動情況，取得了良好的效果。Tbatabaifar A等[26]研究了將振動篩篩面的脫出物吹散所需要的風(fēng)量、風(fēng)速和風(fēng)壓的問題，同時分析了連續(xù)喂入時脫出物在振動篩上的運(yùn)動情況。李洪昌[27]采用計(jì)算流體力學(xué)和顆粒離散元耦合的方法模擬風(fēng)篩式清選裝置中脫出物在振動篩篩面上的運(yùn)動狀況，并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明：利用CFD—DEM耦合對風(fēng)篩式清選裝置進(jìn)行數(shù)值模擬是可行的。李耀明等[28]根據(jù)聯(lián)合收割機(jī)風(fēng)篩式清選裝置的工作情況，建立了物料和簡諧振動篩面的碰撞運(yùn)動模型，經(jīng)分析獲得了碰撞運(yùn)動通過典型的倍周期分岔通向混沌的過程和清選篩面上物料的非線性運(yùn)動規(guī)律。陸林[29]在對油菜及其脫出物各種特性充分研究的基礎(chǔ)上，分析了油菜脫出物在氣流和篩面復(fù)合作用下的運(yùn)動情況，利用ADAMS軟件對整個清選裝置進(jìn)行建模，并進(jìn)行仿真試驗(yàn)，經(jīng)過試驗(yàn)研究優(yōu)化得到最適合該機(jī)型清選裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)。王智華[30]建立了脫出物籽粒在振動篩篩面上的運(yùn)動學(xué)模型，并用籽粒碰撞理論分析影響脫出物在振動篩篩面上運(yùn)動情況的主要因素，同時對籽粒的運(yùn)動狀況進(jìn)行穩(wěn)定性分析，得到了籽粒在不同拋射強(qiáng)度下的不同運(yùn)動規(guī)律。李革[31]對在充滿氣流的清選室內(nèi)的脫出物籽粒建立動力學(xué)模型，研究其在傾斜氣流中的運(yùn)動狀況，得到了籽粒的運(yùn)動軌跡及籽粒速度與氣流速度的關(guān)系曲線，為籽粒的運(yùn)動情況研究提供了參考，同時也為清選裝置的設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了參考。張文斌[32]等建立了聯(lián)合收割機(jī)風(fēng)篩式清選裝置中物料與簡諧振動篩面的碰撞運(yùn)動模型，分析了物料周期運(yùn)動的穩(wěn)定性，得知脫出物在振動篩篩面上的運(yùn)動狀態(tài)遵循定常運(yùn)動和非線性運(yùn)動這兩大規(guī)律，并且搭建高速攝像系統(tǒng)結(jié)合數(shù)字圖像處理驗(yàn)證物料的運(yùn)動軌跡。

圖9　脫出物運(yùn)動狀態(tài)圖

1.4試驗(yàn)優(yōu)化

田偉利等[33]用縱軸流風(fēng)篩式清選裝置對水稻進(jìn)行清選試驗(yàn)研究，分析貫流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、篩面傾角和魚鱗篩開度對清選性能的影響，并找出最佳工作參數(shù)。張義峰、衣淑娟[34]為了改善縱軸流水稻收獲機(jī)清選裝置的清選性能，在自行研制的縱軸流風(fēng)篩式清選裝置試驗(yàn)臺上進(jìn)行正交旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)研究，運(yùn)用回歸方程和主目標(biāo)函數(shù)法分析了清選裝置的振動篩的振動頻率、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和出風(fēng)口角度等3個工作因素對清選裝置的縱功耗和清選效果的影響，并用MatLab進(jìn)行優(yōu)化求解，最終得到該清選裝置的最佳工作參數(shù)。孫志剛[35]等為了研究含雜率對清選環(huán)節(jié)的影響規(guī)律，以風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、風(fēng)機(jī)傾角和曲柄轉(zhuǎn)速為試驗(yàn)因素，以含雜率作為評價指標(biāo)，在清選試驗(yàn)臺上進(jìn)行水稻清選試驗(yàn)，得到回歸模型及影響含雜率的主因素。

2研究現(xiàn)狀總結(jié)

目前，隨著對谷物聯(lián)合收割機(jī)清選裝置研究的不斷進(jìn)行，對清選風(fēng)機(jī)、氣流場、脫出物的運(yùn)動狀態(tài)等均有了較為深入的研究，對其原理規(guī)律也有了進(jìn)一步的認(rèn)識，從而為以后更深入的研究奠定了基礎(chǔ)。除了試驗(yàn)研究以外，還運(yùn)用了CFD、ADAMS等分析軟件對清選裝置進(jìn)行研究，大大地提高了研究效率和經(jīng)濟(jì)性。另外，隨著對清選性能的要求越來越高，科研工作者對谷物聯(lián)合收割機(jī)清選裝置的研究力度也將會越來越大。

3發(fā)展趨勢

1)為了使清選室內(nèi)氣流強(qiáng)度滿足振動篩的清選要求，使用多個風(fēng)機(jī)將成為一種發(fā)展趨勢。多風(fēng)機(jī)的清選裝置中，每個風(fēng)機(jī)負(fù)責(zé)給振動篩的抖動板、篩片前中后部提供氣流，使得整個氣流場的強(qiáng)度分布更合理、調(diào)整更方便。

2)為了使離心風(fēng)機(jī)出風(fēng)口處獲得更均勻的風(fēng)速，采用多段式離心風(fēng)機(jī)將是今后的一種發(fā)展趨勢。離心風(fēng)機(jī)采用多段式，不但增加了進(jìn)風(fēng)口數(shù)量，而且又可以更好地避免渦流的產(chǎn)生，將使得出風(fēng)口處的風(fēng)速更均勻。

3)智能化的清選裝置。為了適應(yīng)不同農(nóng)作物、不同含水率的脫出物的清選要求，在振動篩尾部安裝清選損失傳感器，實(shí)時感知清選損失大小，自動調(diào)節(jié)振動篩篩片開度、振動頻率、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)風(fēng)口大小、調(diào)風(fēng)板位置等，以獲得更好的清選效率和清選效果。

4)將一些交叉學(xué)科的科研成果應(yīng)用到清選裝置(如仿生非光滑清選篩面的研究)，是一個較有潛力的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]鎮(zhèn)江農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院．農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)(下冊)[M]．北京：中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1981.

[2]中華人民共和國機(jī)械電子工業(yè)部．JB/T5117-2006谷物聯(lián)合收割機(jī)通用技術(shù)條件[S]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006．

[3]孫國建,李耀明,徐立章,等.風(fēng)篩式清選裝置中離心風(fēng)機(jī)的研究現(xiàn)狀及趨勢[J].農(nóng)機(jī)化研究,2014,36(1):242-246.

[4]張建宗，趙子龍，姚立民,等. 一種可延長出風(fēng)口風(fēng)速衰減距離的離心風(fēng)機(jī)：中國，200920223363.6 [P]. 2009-09-10.

[5]孫國建. 風(fēng)篩式雙風(fēng)道橫流風(fēng)機(jī)清選裝置的試驗(yàn)研究[D].鎮(zhèn)江:江蘇大學(xué)，2013.

[6]瑞安·P·麥金，埃里克·A·里西厄斯，杰弗里·R·佩恩，等.清選裝置和具有該清選裝置的聯(lián)合收割機(jī)：中國，200910151684.4[P]. 2009-07-17.

[7]李穎聰，黃江軍，邵根寶，等. 谷物清選裝置以及具有該清選裝置的聯(lián)合收割機(jī)：中國，201310189210.5 [P]. 2013-05-21.

[8]馮云云，柳中泉，錢菊平. 一種可調(diào)式清選篩及具有該清選篩的聯(lián)合收割機(jī)：中國，201410081446.1 [P]. 2014-03-06.

[9]胡必友，龐靖. 聯(lián)合收割機(jī)清選篩箱：中國，201220722633.X [P].2012-12-25.

[10]范建中，陳培民，楊綿歡，等.擺動式振動篩清選裝置：中國，201210041866.8[P]. 2012-02-23.

[11]李 杰，閆楚良，楊方飛. 聯(lián)合收割機(jī)振動篩的動態(tài)仿真與參數(shù)優(yōu)化[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報:工學(xué)版，2006,36(5): 701-704.

[12]吳鴻欣. 聯(lián)合收割機(jī)振動篩的虛擬設(shè)計(jì)研究[D]. 北京:中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院，2005.

[13]李耀明，徐立章，馬朝興.振動清選篩：中國，200610038961.7[P]. 2006-03-21.

[14]張建宗，趙子龍，葛志偉，等.一種聯(lián)合收割機(jī)用分段式清選裝置：中國，200910066109.4[P]. 2009-09-10.

[15]徐立章，李耀明，馬征.一種仿生非光滑清選篩面：中國，101618381[P]. 2010-01-06.

[16]Mekonnen Gebreslasie Gebrehiwot, Josse De Baerde-mae-ker, Martine Baelmans. Numerical and experimental study of a cross-flow fan for combine cleaning shoes [J]. Biosystems Enginering，2010,106：448-457.

[17]Mekonnen Gebreslasie Gebrehiwot，Josse De Baerdemaek-er, Martine Baelmans. Effect of a cross-flow opening on the performance of a centrifugal fan in a combine harvester: Computational and experimental study [J]. Biosystems Enginering，2010,105：247-256.

[18]李洪昌，李耀明，徐立章，等. 風(fēng)篩式清選裝置氣流場的數(shù)值模擬與分析[J].江蘇大學(xué)學(xué)報,2010,31(4):378-382.

[19]周全，李耀明，李洪昌. 結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)對風(fēng)篩式清選裝置氣流場的影響[J].農(nóng)機(jī)化研究，2012,34(3):29-32.

[20]李耀明，唐忠，李洪昌，等. 風(fēng)篩式清選裝置氣流場試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報,2009,40(12):80-83.

[21]李耀明，林恒善，陳進(jìn)，等. 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)篩式清選氣流場研究[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報,2006,37(7):197-198.

[22]李洪昌，李耀明，唐忠，等. 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)篩式清選裝置研究[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報,2011,42(S1):65-68.

[23]夏利利，李耀明，徐立章. 二次響應(yīng)曲面模型在清選氣流場預(yù)測中的應(yīng)用[J].農(nóng)機(jī)化研究，2009,31(2):125-127.

[24]J. T. Macaulay. Grain separation on oscillating combine sieves as affected by material entrance conditions [J] . Trans of the ASAE，1969,2(1):648 -654.

[25]K Maertens , J De Baerdemaeker , H Kamon, et al. An analytical grain flow model for a combine harvester，part I:design of the model[J].J. Agric. Engng Kes ,2001 ,79(1):55 -63.

[26]Tbatabaifar A, Persson S P E. Layer breakup and partiele movement on a chaffer Sieve[J ] . Transactions of ASAE，1995 , 37 ( 5):1305-1313.

[27]李洪昌，李耀明，唐忠，等.風(fēng)篩式清選裝置振動篩上物料運(yùn)動CFD-DEM數(shù)值模擬[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報,2012,43(2):79-84.

[28]李耀明，趙湛，陳進(jìn)，等.風(fēng)篩式清選裝置上物料的非線性運(yùn)動規(guī)律[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2007,23(11): 142 -147.

[29]陸林. 基于ADAMS的油菜收割機(jī)清選裝置仿真與試驗(yàn)研究[D].鎮(zhèn)江:江蘇大學(xué)，2005.

[30]王智華. 油菜聯(lián)合收割機(jī)風(fēng)篩式清選裝置清選性能的研究[D].鎮(zhèn)江:江蘇大學(xué)，2006.

[30]李革，趙勻. 傾斜氣流清選裝置中物料的動力學(xué)特性、軌跡和分離研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2001,17(6):22-25.

[32]張文斌，李耀明，徐立章，等.應(yīng)用高速攝像技術(shù)研究清選篩面上物料的運(yùn)動[J].農(nóng)機(jī)化研究，2008 (5):21-24.

[33]田偉，衣淑娟，張麗.風(fēng)篩式清選裝置參數(shù)的試驗(yàn)研究[J].黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報，2010,22(4):77-79.

[34]張義峰，衣淑娟.縱軸流風(fēng)篩式清選裝置多因素試驗(yàn)研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2012 (2):30-32.

[35]孫志剛，張義峰. 清選含雜率試驗(yàn)研究[J].農(nóng)機(jī)化研究，2013，35(6):159-162,166.

Research Status and Development Trend of Cleaning Unit of Cereal Combine Harvesters

Su Tiansheng， Han Zengde， Cui Junwei， Wang Guoxin， Hao Xinming， Hao Fuping， Han Keli

(Chinese Academy of Agricultural Mechanization Sciences，Beijing 100083，China)

Abstract：Cleaning performance is one of the most important factors that affect the overall performance in cereal combine harvesters. The study on cleaning technology helps to improve cleaning efficiency and reduce cleaning loss and trash content.To this end,summing up the present research status of cleaning unit of cereal combine harvesters at home and abroad from aspects of the structure of cleaning device, the airflow field, the State motion of threshed materials and physical exercises, and proposing the development trend of cleaning unit of cereal combine harvesters.

Key words：cereal combine harvesters； cleaning unit； research status； development trend

文章編號：1003-188X(2016)02-0006-06

中圖分類號：S233.4

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

作者簡介：蘇天生(1986-)，男，廣西玉林人，碩士研究生，(E-mail)stswldgk@163.com。通訊作者：韓增德(1954-)，男，北京人，研究員，碩士生導(dǎo)師，(E-mail)jszx000@sina.com。

基金項(xiàng)目：國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)項(xiàng)目(2012AA10A502)

收稿日期：2015-01-29