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在玉米籽粒联合收获机中，风筛式清选装置以其高清选效率、高籽粒清洁率的优点被广泛应用。随着玉米单产的增加以及玉米籽粒联合收获机工作幅宽和作业速度的提高，清选系统的喂入量逐年增加。在现代农业规模化生产过程中，更加要求高效率的机械化联合收获作业，促使玉米籽粒联合收获朝着高效率、大喂入量的方向发展，然而在实际生产过程中，现有的清选系统在处理大喂入量的玉米脱出物时，物料会在振动筛前端堆积。
为满足大喂入量玉米脱出物的清选要求，专家学者多从清选系统中的风机、振动筛结构和单层抖动板方向进行研究，但是双层筛孔式抖动板的研究尚无报道。在带有抖动板的玉米籽粒收获机中，经脱粒装置脱粒分离后的玉米脱出物落到抖动板，玉米脱出物经抖动板输送至清选装置，利用CFD-DEM耦合仿真方法对玉米脱出物离开抖动板到达振动筛前的运动进行分析，本文基于德美亚1号玉米品种，设计了一种使玉米脱出物在进入清选装置前分流的双层筛孔式抖动板，通过测量风机与抖动板的竖直方向距离，确定有足够的空间安装第二层抖动板，且脱粒滚筒处理后的玉米脱出物中茎秆较少且茎秆不会落到下抖动板，在双层抖动板处不会造成堵塞，对双层筛孔式抖动板的仿真参数进行试验优化，确定双层抖动板最佳的结构参数和工作参数，搭建试验台架验证仿真结果的正确性，并与带有单层抖动板的清选系统进行性能对比试验。本文研究内容与主要结论如下:(1)建立玉米脱出物颗粒的运动学模型，运用运动学以及动力学对玉米脱出物颗粒离开抖动板到达振动筛前的运动进行研究，确定了抖动板相对振动筛的安装位置，并参考圆孔筛确定了上抖动板筛孔的分布和尺寸。
(2)利用CFD-DEM耦合方法对带有双层筛孔式抖动板的清选系统和传统清选系统内气流场进行仿真对比可知，两者气流场分布规律相似，在带有双层筛孔式抖动板的清选系统中，上抖动板与上筛之间的区域气流速度较快，更有利于籽粒与杂余的分离。
(3)对玉米脱出物在带有双层筛孔式抖动板的清选系统内的运动进行单因素仿真试验，选取抖动板安装倾角、抖动板频率以及抖动板振幅为试验因素，以振动筛筛分玉米脱出物时间、籽粒清洁率和籽粒损失率为评价指标，各因素对指标的影响规律通过单因素试验进行确定，并探究各试验因素对玉米脱出物在抖动板上分流的影响，通过单因素仿真试验确定各试验因素参数的影响范围分别是:抖动板安装倾角-11°～1°、抖动板频率3.38～7.38Hz、抖动板振幅33～48mm。
(4)设计三因素五水平二次正交旋转组合试验，利用Design-Expert软件对试验结果进行响应曲面分析，并利用多目标优化算法进行参数优化，各因素对振动筛筛分玉米脱出物时间影响的因素由强到弱的顺序为:频率、振幅、安装倾角;各因素对籽粒清洁率影响的因素由强到弱的顺序为:频率、振幅、安装倾角;各因素对籽粒损失率影响的因素由强到弱的顺序为:振幅、安装倾角、频率，获得双层筛孔式抖动板的最优运动参数和结构参数组合为:抖动板安装倾角为-3.9°，抖动板频率为5.6Hz，抖动板振幅为44.8mm，此时振动筛筛分玉米脱出物时间为6.74s，籽粒清洁率为98.36％，籽粒损失率为1.45％。
(5)通过室内台架进行性能验证试验，通过高速摄像对玉米脱出物的运动进行拍摄，验证了玉米脱出物与在双层筛孔式抖动板处的分流现象。由台架试验结果可知:当玉米脱出物喂入量为7kg/s时，带有双层筛孔式抖动板的清选系统中籽粒清洁率为98.25％，籽粒损失率为1.56％，振动筛筛分玉米脱出物时间为6.95s，其与仿真优化结果相一致，相比于带有单层抖动板的清选系统籽粒清洁率提高1.72％，籽粒损失率降低0.84％，振动筛筛分玉米脱出物时间缩短了0.57s。
本文研究设计了一种安装在清选系统内的双层筛孔式抖动板，分析了带有双层筛孔式抖动板的清选系统内玉米脱出物颗粒的运动特性，并探究了抖动板安装倾角、抖动板频率以及抖动板振幅对振动筛筛分玉米脱出物时间、籽粒清洁率、籽粒损失率的影响，对解决大喂入量玉米脱出物在振动筛前端产生堆积问题提供了参考依据。
为满足大喂入量玉米脱出物的清选要求，专家学者多从清选系统中的风机、振动筛结构和单层抖动板方向进行研究，但是双层筛孔式抖动板的研究尚无报道。在带有抖动板的玉米籽粒收获机中，经脱粒装置脱粒分离后的玉米脱出物落到抖动板，玉米脱出物经抖动板输送至清选装置，利用CFD-DEM耦合仿真方法对玉米脱出物离开抖动板到达振动筛前的运动进行分析，本文基于德美亚1号玉米品种，设计了一种使玉米脱出物在进入清选装置前分流的双层筛孔式抖动板，通过测量风机与抖动板的竖直方向距离，确定有足够的空间安装第二层抖动板，且脱粒滚筒处理后的玉米脱出物中茎秆较少且茎秆不会落到下抖动板，在双层抖动板处不会造成堵塞，对双层筛孔式抖动板的仿真参数进行试验优化，确定双层抖动板最佳的结构参数和工作参数，搭建试验台架验证仿真结果的正确性，并与带有单层抖动板的清选系统进行性能对比试验。本文研究内容与主要结论如下:(1)建立玉米脱出物颗粒的运动学模型，运用运动学以及动力学对玉米脱出物颗粒离开抖动板到达振动筛前的运动进行研究，确定了抖动板相对振动筛的安装位置，并参考圆孔筛确定了上抖动板筛孔的分布和尺寸。
(2)利用CFD-DEM耦合方法对带有双层筛孔式抖动板的清选系统和传统清选系统内气流场进行仿真对比可知，两者气流场分布规律相似，在带有双层筛孔式抖动板的清选系统中，上抖动板与上筛之间的区域气流速度较快，更有利于籽粒与杂余的分离。
(3)对玉米脱出物在带有双层筛孔式抖动板的清选系统内的运动进行单因素仿真试验，选取抖动板安装倾角、抖动板频率以及抖动板振幅为试验因素，以振动筛筛分玉米脱出物时间、籽粒清洁率和籽粒损失率为评价指标，各因素对指标的影响规律通过单因素试验进行确定，并探究各试验因素对玉米脱出物在抖动板上分流的影响，通过单因素仿真试验确定各试验因素参数的影响范围分别是:抖动板安装倾角-11°～1°、抖动板频率3.38～7.38Hz、抖动板振幅33～48mm。
(4)设计三因素五水平二次正交旋转组合试验，利用Design-Expert软件对试验结果进行响应曲面分析，并利用多目标优化算法进行参数优化，各因素对振动筛筛分玉米脱出物时间影响的因素由强到弱的顺序为:频率、振幅、安装倾角;各因素对籽粒清洁率影响的因素由强到弱的顺序为:频率、振幅、安装倾角;各因素对籽粒损失率影响的因素由强到弱的顺序为:振幅、安装倾角、频率，获得双层筛孔式抖动板的最优运动参数和结构参数组合为:抖动板安装倾角为-3.9°，抖动板频率为5.6Hz，抖动板振幅为44.8mm，此时振动筛筛分玉米脱出物时间为6.74s，籽粒清洁率为98.36％，籽粒损失率为1.45％。
(5)通过室内台架进行性能验证试验，通过高速摄像对玉米脱出物的运动进行拍摄，验证了玉米脱出物与在双层筛孔式抖动板处的分流现象。由台架试验结果可知:当玉米脱出物喂入量为7kg/s时，带有双层筛孔式抖动板的清选系统中籽粒清洁率为98.25％，籽粒损失率为1.56％，振动筛筛分玉米脱出物时间为6.95s，其与仿真优化结果相一致，相比于带有单层抖动板的清选系统籽粒清洁率提高1.72％，籽粒损失率降低0.84％，振动筛筛分玉米脱出物时间缩短了0.57s。
本文研究设计了一种安装在清选系统内的双层筛孔式抖动板，分析了带有双层筛孔式抖动板的清选系统内玉米脱出物颗粒的运动特性，并探究了抖动板安装倾角、抖动板频率以及抖动板振幅对振动筛筛分玉米脱出物时间、籽粒清洁率、籽粒损失率的影响，对解决大喂入量玉米脱出物在振动筛前端产生堆积问题提供了参考依据。