肖迎春++王霜++來旭忠

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2016.10.112

摘要：小區(qū)收割機要滿足清選損失率低和谷物殘存量低的要求，為此專門設計了同一動力源驅動的3層多桿機構振動裝置，分別為分離、清選和集糧機構。用CREO軟件對多桿機構進行建模，并通過運動分析得到逐稿篩和清選篩的擺幅，分析小區(qū)收割機分離清選裝置多桿機構的工作原理和正常工作條件，利用ADAMS軟件對小區(qū)收割機分離清選裝置中逐稿篩和清選篩的多連桿機構作運動仿真分析，獲得了篩面加速度大小的變化規(guī)律，得到逐稿篩和清選篩的K值分別為2.950 8和1.792 6，驗證了機構設計的合理性。

關鍵詞：小區(qū)收割機；清選篩；ADAMS軟件；多桿機構

中圖分類號： S225文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）10-0382-05

收稿日期：2015-08-03

基金項目：西華大學研究生創(chuàng)新基金（編號：ycjj2015079）；四川省應用基礎研究計劃（編號：2014jy0055）；四川省科技廳科技支撐計劃（編號：2015nz0055）。

作者簡介：肖迎春（1990—），男，四川成都人，碩士研究生，主要從事農業(yè)機械工程研究。E-mail：350416226@qq.com。

通信作者：王霜，博士，教授，主要從事農業(yè)機械工程研究。E-mail：875329539@qq.com。清選裝置作為聯合收割機中不可或缺的部分，其性能的好壞將直接影響到收割機的含雜率和損失率[1-2]。對于小區(qū)收割機來說，除了要求清選損失率低和籽粒清潔率高以外，性能優(yōu)良的小區(qū)收割機還要求具有低的谷物殘存量，并且便于清機。在輸送方式和集糧方式上，小區(qū)收割機區(qū)別于其他收割機，主要采用氣流清選和輸送方式完成清選和集糧工作，與傳統(tǒng)的機器相比具有脫粒率高、籽粒損傷率低、防混雜的特點。

對于風篩式清選裝置來說，影響其清選性能的因素主要包括篩面傾角、篩子的振動幅度和頻率、偏心輪轉速、魚鱗篩開度、風機轉速等[3-9]。王志華等運用ADAMS軟件對振動篩進行了虛擬樣機的建立、仿真與優(yōu)化[10-12]；陳霓設計了一種新型的清選裝置，改善了物料在篩面上分布不均勻的難點，從而提高了清選性能[13]；李耀明等通過對物料以及篩面進行碰撞運動模型的建立，得出了篩面上物料的非線性運動規(guī)律[14]。但目前對于分離清選裝置多桿機構的運動分析研究不多，尤其對3層振動裝置的運動分析研究較少。傳統(tǒng)的清選篩主要為單層或雙層設計，由于單層清選篩清選次數少，谷物混合物抖動疏松不夠，導致清選效果不好。雙層清選篩雖然在清選效果上有很大的提升，但由于上篩和下篩的同時運動，增加了清選裝置的振動，影響整機的平穩(wěn)性。3層形式的清選裝置由上篩逐稿篩、中篩清選篩和下篩集糧器組成，在保證清選效果的同時考慮機器的平穩(wěn)性，逐稿篩和清選篩的運動方向相反，從而抵消彼此的運動慣量，保證機器的動態(tài)平衡。本研究采用ADAMS軟件對3層清選裝置多桿機構進行仿真分析，獲得篩面加速度大小的變化規(guī)律，得到逐稿篩和清選篩的K值。

1分離清選裝置功能原理分析

經過脫粒裝置得到的不僅僅是籽粒，還包括一些莖稈和穎殼等脫出物，籽粒由于篩面的振動以及貫流風機給予的氣流作用被分離出來，莖稈、穎殼等脫出物同時也被排除機外。圖1為小區(qū)收割機3層分離清選裝置組成示意圖。小區(qū)收割機清選裝置的3層結構分別為上篩逐稿篩，完成逐稿作用；中篩清選篩，安裝于逐稿篩下方，增加谷物混合物與氣流的接觸作用時間以提高清選效果；下篩集糧器，用來對糧食進行收集。在多桿機構的作用下，逐稿篩、清選篩、集糧器同時作往復運動。脫出物在分離清選機構的作用下會同時產生沿篩面向前的滑動、向后的滑動以及拋起和透篩運動，并且在1個周期內，脫出物向后滑動的位移大于向前滑動的位移，以保證籽粒與雜質能夠充分分離。

2分離清選機構的設計

2.1分離清選機構構型

小區(qū)收割機分離清選機構采用多桿機構對稱分布在機架兩側，其機構運動如圖2所示。