李耀明　陳　洋　徐立章　李　磊

(江蘇大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 鎮(zhèn)江 212013)

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斜置切縱流聯(lián)合收獲機(jī)脫粒分離裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化

李耀明陳洋徐立章李磊

(江蘇大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 鎮(zhèn)江 212013)

為滿足我國(guó)現(xiàn)階段高產(chǎn)水稻的收獲要求，對(duì)自行研制的履帶式斜置切縱流聯(lián)合收獲機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn),構(gòu)建了載荷測(cè)試系統(tǒng)，并在田間開(kāi)展了三因素三水平的正交試驗(yàn)，分析了切縱流滾筒轉(zhuǎn)速、切流滾筒凹板篩結(jié)構(gòu)形式、斜置縱軸流螺旋喂入頭與導(dǎo)流罩徑向間隙等因素對(duì)脫粒分離性能的影響，使用極差分析法對(duì)斜置切縱流聯(lián)合收獲機(jī)脫粒分離裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果表明：切流滾筒轉(zhuǎn)速和縱軸流滾筒轉(zhuǎn)速分別為862、806 r/min，切流凹板篩過(guò)渡段為導(dǎo)向、分離孔式，螺旋喂入頭與導(dǎo)流罩徑向間隙為50 mm時(shí)，整機(jī)的脫粒分離性能較優(yōu)。脫粒分離總損失率為0.62%，脫粒分離總功耗為40.42 kW。

聯(lián)合收獲機(jī)； 斜置切縱流； 脫粒分離裝置； 參數(shù)優(yōu)化； 正交試驗(yàn)

引言

水稻是我國(guó)主要糧食作物,在糧食安全中占有極其重要的地位，2012年末我國(guó)水稻機(jī)械化收獲水平已達(dá)到69.32%。隨著糧食作物單產(chǎn)的不斷提高，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)機(jī)械化聯(lián)合收獲的脫粒分離性能和作業(yè)效率等要求越來(lái)越高。聯(lián)合收獲機(jī)在保證良好性能的前提下正向高效、大喂入量方向發(fā)展，以提高生產(chǎn)效率[1]。目前，全喂入式聯(lián)合收獲機(jī)種類(lèi)很多，根據(jù)谷物沿滾筒的運(yùn)動(dòng)方向可分為切流式、軸流式、組合式[2]。其中軸流式聯(lián)合收獲機(jī)主要有單縱軸流式和切縱流式，切縱流收獲機(jī)具有脫粒行程長(zhǎng)、分離面積大，可以在不增大機(jī)體體積的情況下提高生產(chǎn)率，脫凈率高、破碎率低，對(duì)潮濕、難脫作物適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)[3-5]。近年來(lái)，研制的切縱流聯(lián)合收獲機(jī)[6]，切流滾筒和縱軸流滾筒整體呈L型布局方式，但當(dāng)喂入量增大時(shí)，切流滾筒與縱軸流交接過(guò)渡處極易出現(xiàn)喂入不順暢、容易引發(fā)堵塞現(xiàn)象，同時(shí)，該機(jī)型物料喂入到縱軸流滾筒僅依靠前置的螺旋喂入葉片機(jī)械式旋轉(zhuǎn)喂入，喂入方式較為單一。相關(guān)文獻(xiàn)表明[7]，切流滾筒與縱軸流滾筒交接口設(shè)計(jì)不合理，造成切流滾筒向縱軸滾筒物料喂入不順暢，嚴(yán)重時(shí)甚至引發(fā)作物堵塞，造成塞車(chē)現(xiàn)象，而物料輸送不順暢引發(fā)無(wú)效功率的損耗也急需解決。

新型履帶式斜置切縱流雙滾筒脫粒分離裝置[8]采用“高效分級(jí)脫粒”與“螺旋喂入頭負(fù)壓輔助喂入”思想，切流滾筒以縱軸流滾筒中心軸線呈T型對(duì)稱布置，縱軸流滾筒以前低后高傾斜6°布置。作業(yè)時(shí)，切流滾筒對(duì)物料進(jìn)行初脫、初分離，以及起到強(qiáng)化喂入縱軸流滾筒的作用，故采用較大脫粒間隙負(fù)責(zé)完成70%以上的易脫、易分離籽粒的初脫初分離任務(wù)[9]，斜置縱軸流滾筒采用低轉(zhuǎn)速、較小間隙等結(jié)構(gòu)運(yùn)行參數(shù)，負(fù)責(zé)完成較難脫粒、難分離的籽粒的復(fù)脫分離任務(wù)；同時(shí)，新型斜置切縱流滾筒過(guò)渡口采用螺旋過(guò)渡喂入裝置，配合導(dǎo)流罩，將機(jī)械式轉(zhuǎn)動(dòng)喂入與負(fù)壓氣流輔助喂入相結(jié)合，增強(qiáng)了對(duì)作物的低損傷順暢輸送能力，保證了作物輸送的連續(xù)性與均勻性，整個(gè)脫粒分離裝置具有喂入能力強(qiáng)、對(duì)作物和收獲條件適應(yīng)范圍廣等特點(diǎn)。

前期研究已對(duì)斜置切縱流脫粒分離性能展開(kāi)了相應(yīng)的研究，但未能就切縱流滾筒轉(zhuǎn)速、切流滾筒凹板篩的結(jié)構(gòu)形式、斜置縱軸流喂入頭與導(dǎo)流罩徑向間隙向下延展對(duì)脫粒功耗、脫粒損失率的影響等問(wèn)題展開(kāi)研究，為此，在自行研制的履帶式斜置切縱流聯(lián)合收獲機(jī)上進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，并構(gòu)建載荷測(cè)試系統(tǒng)，將切縱流滾筒轉(zhuǎn)速、切流滾筒凹板篩的組合結(jié)構(gòu)形式、螺旋喂入頭與導(dǎo)流罩徑向間隙 3因素作為研究對(duì)象，研究斜置切縱流脫粒裝置的脫粒分離性能。通過(guò)進(jìn)行三因素三水平正交試驗(yàn)以及數(shù)據(jù)分析，確定脫粒裝置的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)，使其作業(yè)性能符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和收獲要求，為后續(xù)的斜置切縱流脫粒分離裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)與運(yùn)動(dòng)參數(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化與設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

1　整機(jī)配置及測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)建

1.1整體結(jié)構(gòu)

新型斜置切縱流脫粒分離裝置主要包括：切流滾筒、錐形螺旋喂入裝置、斜置縱軸流滾筒和機(jī)架，整機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。該試驗(yàn)車(chē)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、HST變速箱、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、割臺(tái)總成、輸送槽、脫粒分離裝置、糧箱以及履帶式行走底盤(pán)等組成。相應(yīng)的斜置切縱流聯(lián)合收獲機(jī)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)見(jiàn)表1。

圖1　斜置切縱流聯(lián)合收獲機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1　Schematic diagram of oblique tangential-longitudinal combine1.割臺(tái)　2.駕駛室　3.輸送槽　4.切流滾筒　5.縱軸流滾筒　6.回程板　7.液壓無(wú)極變速裝置(HST)　8.發(fā)動(dòng)機(jī)　9.風(fēng)機(jī)　10.振動(dòng)篩

參數(shù)數(shù)值切流滾筒直徑/mm550切流滾筒長(zhǎng)度/mm800切流脫粒間隙/mm20脫粒元件釘齒切流釘齒直徑/mm12切流釘齒高度/mm93切流滾筒脫粒齒桿排數(shù)/排6切流凹板篩結(jié)構(gòu)形式光板、柵格、過(guò)渡板組合式縱軸流滾筒直徑/mm650縱軸流滾筒長(zhǎng)度/mm1800縱軸流滾筒間隙/mm15縱軸流釘齒直徑/mm12縱軸流釘齒高/mm105縱軸流滾筒凹板篩結(jié)構(gòu)形式分塊組合式柵格

1.2功耗測(cè)試系統(tǒng)

為了獲得斜置切縱流脫粒分離裝置的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)，同時(shí)方便田間試驗(yàn)方案調(diào)節(jié)，對(duì)樣機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，并且在該樣機(jī)上構(gòu)建切流滾筒及縱軸流滾筒載荷測(cè)試系統(tǒng)。

斜置切縱流聯(lián)合收獲機(jī)脫粒分離裝置的傳動(dòng)路徑如圖2所示：動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)五槽帶輪傳遞到中間軸，中間軸另一端通過(guò)雙排鏈輪傳遞到切流滾筒，切流滾筒通過(guò)另一端的換向齒輪箱及單排鏈輪將動(dòng)力傳輸?shù)娇v軸流滾筒，用于縱軸流滾筒脫粒分離。

圖2　斜置切縱流脫粒分離動(dòng)力傳動(dòng)路徑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Fig.2　Power transmission path of oblique tangential-longitudinal threshing and separating device1.發(fā)動(dòng)機(jī)　2.五槽帶盤(pán)　3.中間軸　4.雙排鏈輪　5.切流滾筒 6.縱軸流滾筒　7.單排鏈輪　8.轉(zhuǎn)向齒輪箱

結(jié)合斜置切縱流脫粒分離裝置傳動(dòng)及盤(pán)式傳感器安裝特點(diǎn)，將切流滾筒及軸流滾筒的傳動(dòng)軸進(jìn)行改造，將傳動(dòng)軸斷開(kāi)，設(shè)計(jì)2個(gè)連接法蘭將CYB-807S型盤(pán)式扭矩傳感器安裝在傳動(dòng)軸上，其中，外側(cè)法蘭與斷開(kāi)的傳動(dòng)軸的軸頭進(jìn)行焊合?？v軸流盤(pán)式扭矩傳感器采取相同的安裝方法。通過(guò)在傳動(dòng)工作部件上安裝霍爾傳感器構(gòu)建轉(zhuǎn)速采集系統(tǒng)。圖3為切流滾筒傳動(dòng)軸改造后的傳感器安裝裝配圖。圖4為各工作部件扭矩傳感器安裝位置。

圖3　切流滾筒盤(pán)式扭矩傳感器裝配圖Fig.3　Assembly of disc torque sensor1.切流滾筒　2.連接法蘭　3.盤(pán)式扭矩傳感器　4.法蘭軸頭焊合部件

圖4　各工作部件扭矩傳感器安裝位置Fig.4　Installation position of torque sensor1.感應(yīng)磁鋼　2.霍爾傳感器測(cè)頭　3.盤(pán)式扭矩傳感器　4.縱軸流滾筒　5.傳動(dòng)軸

選用CYB-807S型盤(pán)式扭矩傳感器(量程為±1 000 N·m，輸出電流為4～10 mA)，在有效量程范圍內(nèi)，傳感器的扭矩輸出電流信號(hào)與對(duì)應(yīng)的扭矩基本呈線性關(guān)系，因此，在測(cè)量準(zhǔn)確度不超過(guò)標(biāo)稱值時(shí)，無(wú)需通過(guò)逐段參數(shù)標(biāo)定來(lái)完成計(jì)算，只需計(jì)算出扭矩傳感器的靈敏度，該傳感器靈敏度為0.008 mA/(N·m)，通過(guò)輸出的電流便可計(jì)算出扭矩值。

此外，由于CYB-807S型盤(pán)式扭矩傳感器輸出為電流信號(hào)，所以采集系統(tǒng)還需配備一個(gè)電流測(cè)試單元?；魻杺鞲衅鬏敵龅氖敲}沖信號(hào)，為實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速信號(hào)采集，采集系統(tǒng)需要轉(zhuǎn)速測(cè)試單元。綜合考慮選用DH5902型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有豐富的測(cè)試單元：轉(zhuǎn)速/計(jì)數(shù)器通道單元、應(yīng)變/電壓測(cè)試單元、任意波形發(fā)生器單元等，同時(shí)選配DH3811型電流環(huán)適配器采集扭矩傳感器輸出的電流信號(hào)。試驗(yàn)時(shí)，采樣頻率設(shè)置為1 000 Hz，同步采集扭矩信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)，對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行處理，可算出功耗為

(1)

其中

(2)

(3)

式中fp——正向滿量程輸出電流，取20 mA

fr——反向滿量程輸出電流，取4 mA

N——扭矩滿量程，取1 000 N·m

a——靈敏度，計(jì)算得0.008 mA/(N·m)

f——實(shí)測(cè)輸出電流，mA

M——實(shí)測(cè)扭矩，N·m

n——與輸出電壓相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，r/min

P——傳動(dòng)軸上功耗，kW

在試驗(yàn)時(shí)，由于聯(lián)合收獲機(jī)作業(yè)環(huán)境惡劣復(fù)雜，所以將采集系統(tǒng)放置在駕駛室，如圖5所示。

圖5　傳感器信號(hào)連接線和布置Fig.5　Arrangement of sensor signal lines1.計(jì)算機(jī)　2.DH3811型電流環(huán)適配器　3.DH5902型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

2　試驗(yàn)方案與結(jié)果分析

2.1試驗(yàn)材料

于2015年11月在江蘇省靖江市進(jìn)行田間試驗(yàn)，試驗(yàn)樣機(jī)及田間試驗(yàn)圖片如圖6所示。試驗(yàn)前對(duì)水稻特性進(jìn)行測(cè)量，水稻部分特性如表2所示，其中籽粒和莖稈含水率通過(guò)實(shí)驗(yàn)室電熱恒溫真空干燥箱(DZF-6050型，上海精宏試驗(yàn)設(shè)備有限公司)測(cè)得。

圖6　田間試驗(yàn)Fig.6　Experimental field test photo of oblique tangential-longitudinal combine

圖7　3種不同結(jié)構(gòu)的切流凹板篩過(guò)渡段Fig.7　Three different structures of angential concave

2.2試驗(yàn)方法及試驗(yàn)因素

根據(jù)機(jī)器設(shè)計(jì)要求，試驗(yàn)時(shí)喂入量為7.5 kg/s，切縱流滾筒轉(zhuǎn)速、切流滾筒凹板篩的結(jié)構(gòu)形式、螺旋喂入頭與導(dǎo)流罩徑向間隙為影響因素，按三因素三水平正交試驗(yàn)法[10](如表3所示)進(jìn)行水稻脫粒分離試驗(yàn)，測(cè)試和分析切流滾筒脫粒功耗、縱軸流滾筒脫粒功耗、籽粒總損失率，最終得到最優(yōu)的脫粒分離裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)。

表2　水稻物料特性Tab.2　Rice characteristics in experiment

表3　試驗(yàn)因素與水平Tab.3　Factors and levers

2.2.1斜置切縱流滾筒轉(zhuǎn)速

滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)脫粒分離性能有著重要影響，因此有必要通過(guò)試驗(yàn)研究，探尋在斜置切縱流脫粒分離裝置中，滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)脫粒性能的影響。在本試驗(yàn)車(chē)上，滾筒轉(zhuǎn)速通過(guò)更換鏈輪，改變鏈輪齒數(shù)，從而改變傳動(dòng)比來(lái)實(shí)現(xiàn)切縱流滾筒轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。

2.2.2切流滾筒凹板篩形式

在收獲作業(yè)時(shí)，物料由輸送槽喂入到切流滾筒中，在高速旋轉(zhuǎn)的脫粒滾筒及凹板篩共同作用下，對(duì)物料進(jìn)行脫粒分離，目前市場(chǎng)上聯(lián)合收獲機(jī)配置的凹板篩大多數(shù)采用柵格式凹板篩，其脫粒分離能力都較強(qiáng)[11]。本試驗(yàn)車(chē)切流滾筒采用組合式凹板篩結(jié)構(gòu)，組合式凹板篩由喂入平板、柵格凹板篩、過(guò)渡板組成，如圖7所示。

切流凹板篩過(guò)渡段的結(jié)構(gòu)直接影響作物能否順利輸送到軸流滾筒中，過(guò)渡段設(shè)計(jì)不合理，作物無(wú)法順暢進(jìn)入后續(xù)的軸流滾筒中，容易發(fā)生物料堆積及堵塞問(wèn)題[7]。此外，切流凹板篩過(guò)渡段增加分離孔，提高了籽粒分離面積的同時(shí)也增加了落入清選室的脫出混合物，增大清選負(fù)荷，損失率也會(huì)相應(yīng)增加。因此設(shè)計(jì)了3組切流凹板篩作為3個(gè)水平，通過(guò)試驗(yàn)優(yōu)化出最佳結(jié)構(gòu)。

通過(guò)置換連接在柵格凹板上的過(guò)渡段，以此分析對(duì)比不同過(guò)渡段對(duì)脫離性能的影響。

2.2.3螺旋喂入頭與導(dǎo)流罩徑向間隙

新型斜置切縱流脫粒分離裝置采用了“縱軸流負(fù)壓輔助喂入”思想，傳統(tǒng)的縱軸流螺旋喂入頭直接與軸流滾筒頂蓋相配合，螺旋葉片對(duì)物料的抓取能力較低。本試驗(yàn)車(chē)螺旋喂入頭與同軸的導(dǎo)流罩配合如圖8所示，作業(yè)時(shí)，高速旋轉(zhuǎn)螺旋喂入頭通過(guò)螺旋葉片機(jī)械式將物料喂入到縱軸流滾筒中，同時(shí)由于螺旋喂入頭與導(dǎo)流罩形成封閉的空間，高速旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片與導(dǎo)流罩形成類(lèi)似軸流風(fēng)機(jī)的較強(qiáng)的軸向氣流，達(dá)到負(fù)壓氣流輔助喂入作用?？紤]軸流風(fēng)機(jī)的徑向間隙對(duì)風(fēng)機(jī)的性能和效率有較大的影響[12-13]，同時(shí)考慮到切流滾筒向軸流滾筒喂入的莖稈量，將螺旋喂入頭與導(dǎo)流罩徑向間隙配合設(shè)計(jì)成3個(gè)水平，分別為30、40、50 mm。通過(guò)替換不同大小的導(dǎo)流罩，來(lái)實(shí)現(xiàn)徑向間隙的調(diào)整。

圖8　螺旋喂入頭三維結(jié)構(gòu)圖Fig.8　3D structure diagram of spiral transition device

每組試驗(yàn)前，量取寬為2.5 m、長(zhǎng)為25 m的水稻田塊并用4根標(biāo)桿做好標(biāo)記，中間兩個(gè)標(biāo)桿距離為10 m，收獲機(jī)停在距離測(cè)量好的田塊后方，以此留有一定的啟動(dòng)距離。試驗(yàn)時(shí)，割茬為20 cm，以中擋前進(jìn)速度收獲，選取速度平穩(wěn)的中間10 m段作為測(cè)量范圍，物料經(jīng)過(guò)切流滾筒初脫及縱軸流滾筒復(fù)脫后，莖稈從縱軸流滾筒排草口排出，落入收獲機(jī)下面的油布上，為了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，采用人工處理的方式來(lái)收集油布上夾雜在秸稈中的籽粒及未脫凈籽粒，從而獲取總損失率。

2.3試驗(yàn)結(jié)果分析

通過(guò)對(duì)切縱流收獲機(jī)進(jìn)行脫粒分離試驗(yàn)，得到切流滾筒功耗、縱軸流滾筒功耗、總損失率，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

試驗(yàn)參數(shù)對(duì)脫粒滾筒總功耗進(jìn)行極差分析[14-15]，結(jié)果見(jiàn)表5,通過(guò)極差分析得，各參數(shù)對(duì)滾筒脫粒總功耗影響的主次因素為A、C、B，其中最優(yōu)參數(shù)組合為A3B2C3時(shí)，脫?？偣淖钚　?duì)脫?？倱p失率進(jìn)行極差分析，見(jiàn)表6，對(duì)滾筒總損失率影響的主次因素為A、B、C，其中最優(yōu)參數(shù)組合為A3B2C1時(shí)，脫?？倱p失率最小。

表4　斜置切縱流脫粒分離裝置田間脫粒分離性能正交試驗(yàn)結(jié)果Tab.4　Experiment results of oblique tangential-longitudinal combine in the field

脫粒功耗較低的最優(yōu)方案為A3B2C3，而脫?？倱p失最低的最優(yōu)方案為A3B2C1，兩個(gè)方案的區(qū)別在于螺旋喂入頭與導(dǎo)流罩徑向間隙的不同。根據(jù)脫粒裝置的設(shè)計(jì)要求，損失率重要性大于脫粒功耗，權(quán)重系數(shù)分別取0.6和0.4。因此因素C的最佳水平為C3。

表5　試驗(yàn)參數(shù)對(duì)滾筒脫?？偣挠绊懙臉O差分析結(jié)果Tab.5　Analysis of parameters on total power consumption

表6　試驗(yàn)參數(shù)對(duì)脫粒損失率影響的極差分析結(jié)果Tab.6　Analysis of parameters on entrained loss

綜合分析，影響脫粒分離性能的主次因素為切/縱流滾筒轉(zhuǎn)速為862、806 r/min，螺旋喂入頭與導(dǎo)流罩徑向間隙為50 mm，切流凹板篩過(guò)渡段為導(dǎo)向、分離孔式。由于最優(yōu)參數(shù)出現(xiàn)在正交試驗(yàn)中，所以無(wú)需進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。在最優(yōu)參數(shù)下，斜置切縱流聯(lián)合收獲機(jī)的性能指標(biāo)為：總損失率0.62%，脫粒分離總功耗為40.42 kW。

3　結(jié)論

(1)螺旋喂入葉片與導(dǎo)流罩徑向間隙對(duì)脫?？倱p失率影響不大，但對(duì)斜置縱軸流的功耗有一定的影響。

(2)在脫粒分離性能試驗(yàn)中，脫粒分離平均總功耗為43.59 kW，其中切流滾筒脫粒分離平均功耗為9.29 kW，縱軸流滾筒脫粒分離平均功耗為34.30 kW。

(3)在斜置切縱流聯(lián)合收獲機(jī)脫粒分離性能試驗(yàn)車(chē)上進(jìn)行了水稻田間脫粒分離試驗(yàn)，最優(yōu)方案為切/縱流滾筒轉(zhuǎn)速為862、806 r/min，螺旋喂入頭與導(dǎo)流罩徑向間隙50 mm，切流凹板篩過(guò)渡段為導(dǎo)向、分離孔式。在此條件下脫粒分離總損失率為0.62%，脫粒分離總功耗為40.42 kW。

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Optimization of Structural Parameters for Threshing and Separating Device in Oblique Tangential-longitudinal Combine

Li YaomingChen YangXu LizhangLi Lei

(KeyLaboratoryofModernAgriculturalEquipmentandTechnology,MinistryofEducation,JiangsuUniversity,Zhenjiang212013,China)

With the advancement of the rice cultivation technology and the vigorously promotion of the super hybrid rice, the rice yield is increased rapidly, which proposes higher demand for the performance of the threshing and separating device for the large-amount feeding combine harvester (7～9 kg/s feeding amount). When facing large feeding amount, the transition between tangential flow roller and longitudinal-axial flow separating roller will easily get blocking. In order to optimize the structure of new-style threshing and separating device in oblique tangential-longitudinal combine and to meet the requirements of high-yielding rice harvest at present in China, rice harvest in field was conducted to study the influence of speeds of tangential drum and longitudinal drum, structure form of the tangential drum concave, gap of the conical spiral transition and cover on the performance of total consumption and total loss. The combine was re-constructed based on self-developed oblique tangential-longitudinal combine and load test system was built for the combine. Orthogonal test with three factors and three levels was carried out in the combine. Optimal parameters were gained by orthogonal test range analysis method. According to the analyzed results of orthogonal test, the rotational speeds of tangential drum and longitudinal drum were 862 r/min and 806 r/min. The structure form of the tangential drum concave was the type of orientation and separation hole. The gap of the conical spiral transition and cover was 50 mm. Under the optimal parameters, the field experiment results were total loss rate of 0.62% and total power consumption of 40.42 kW.

combine; oblique tangential-longitudinal; threshing and separating device; parameter optimization; orthogonal experiment

10.6041/j.issn.1000-1298.2016.09.009

2016-02-28

2016-04-03

江蘇省科技成果轉(zhuǎn)化資產(chǎn)項(xiàng)目(BA2014062)

李耀明(1959—)，男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)及理論研究，E-mail： ymli@ujs.edu.cn

S225.3

A

1000-1298(2016)09-0056-06