【摘 要】
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荞麦营养价值和药用价值高,在我国种植面积广,市场需求旺,是世界杂粮作物的重要组成部分。在一颗荞麦植株上,当植株底部的籽粒成熟时,植株中部的籽粒可能还未成熟,植株顶端仍有荞麦花,整个植株籽粒呈现不同的成熟状态;待荞麦籽粒完全成熟后,外界环境稍有扰动,籽粒就会脱落。荞麦这种特殊的成熟过程让荞麦机械化收获困难重重,而现有的谷物联合收获装备收获荞麦,收获效果不佳,针对这一问题,研制了一种荞麦割前气吸摘脱装
【基金项目】
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国家重点研发计划“智能农机装备”重大专项“自走式荞麦收获机研发”（项目编号:2016YFD0701804）； 山西农业大学重大特色项目和成果培育项目（项目编号:Zdpy201802）；
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荞麦营养价值和药用价值高,在我国种植面积广,市场需求旺,是世界杂粮作物的重要组成部分。在一颗荞麦植株上,当植株底部的籽粒成熟时,植株中部的籽粒可能还未成熟,植株顶端仍有荞麦花,整个植株籽粒呈现不同的成熟状态;待荞麦籽粒完全成熟后,外界环境稍有扰动,籽粒就会脱落。荞麦这种特殊的成熟过程让荞麦机械化收获困难重重,而现有的谷物联合收获装备收获荞麦,收获效果不佳,针对这一问题,研制了一种荞麦割前气吸摘脱装置。釆用理论分析、参数标定、Fluent-EDEM耦合仿真和台架试验相结合的方法,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作为综合评价的指标进行试验研究,本文主要内容包括以下研究:（1）荞麦籽粒模型种间接触参数标定。筛选出对仿真堆积角有显著性影响的离散元模型参数,建立回归模型,以实际堆积角为目标,得到最优值,即荞麦-荞麦静摩擦系数为0.24,荞麦-荞麦滚动摩擦系数为0.05,荞麦-钢板恢复系数为0.44。在标定的参数下进行仿真验证试验,仿真堆积角与实际堆积角的相对误差为0.91%,无明显差异,表明所标定的荞麦离散元模型的仿真参数准确可靠,为荞麦割前气吸摘脱装置的设计提供依据。（2）荞麦割前气吸摘脱装置的设计。确定摘脱装置设计方案,介绍荞麦割前气吸摘脱装置工作流程,分析荞麦植株喂入、脱粒过程,对摘脱装置关键工作部件的结构和参数进行设计。（3）荞麦籽粒的运动仿真。采用Fluent-EDEM软件数据耦合的方式,研究荞麦籽粒流在摘脱装置中的运动特点。（4）荞麦割前气吸摘脱装置的台架试验。采用Box-Behnken响应面设计进行试验,建立了以喂入速度、喂入口风压、滚筒转速为试验因素,以荞麦的收获率和飞溅损失率为试验指标的二次回归方程,以收获率最高、飞溅损失率最低为目标,得到最优解为:滚筒转速500r·min-1、喂入口风压80Pa、喂入速度0.5m·s-1,试验台收获率86.37%,飞溅损失率9.23%。
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