摘要
本文结合林药平贝母鳞茎机械化采收作业要求，针对现有的平贝母收获机存在鳞茎与土壤分离效果差、分级效果不理想、筛分效率低等问题，本团队与哈尔滨林业机械研究所、黑龙江省兰西县平贝母种植基地合作开展平贝母收获机筛分机构专项研究，设计一种新型的平贝母收获机筛分机构。针对课题组研制的4QPB-1201型平贝母采收机的筛分机构进行整体方案设计，结合平贝母种植特性，对筛分机构滚筒筛进行结构设计，尺寸优化，静力学分析；对振动筛进行结构设计，动力学仿真分析；对滚筒筛和振动筛筛分过程进行离散元仿真分析及试验研究。研究内容具体如下： 归纳市场上各类筛分机构，对黑龙江省兰西县平贝母种植基地进行实地调研，调查平贝母生长特性以及农作要求，确定筛分机构总体方案设计；对滚筒筛进行结构设计，对滚筒筛半径进行数值优化，对滚筒筛中心轴进行静力学仿真分析，验证强度满足设计要求；对振动筛进行结构设计，进行运动学仿真分析，验证结构设计的合理性。 对平贝母在滚筒筛中的运动进行分析，对平贝母尺寸参数以及物理特性弹性模量、泊松比进行试验测定，为筛分过程仿真分析及提供理论基础；对滚筒筛筛分过程进行离散元仿真分析；设计制造出滚筒筛筛分试验平台对离散元仿真结果进行验证，对平贝母在滚筒筛中的运动轨迹进行试验验证。 对平贝母在振动筛上的运动进行分析；基于离散元理论，通过仿真分析和交互试验相结合，确定振动筛筛分效率与平均运输速度的回归方程；通过 3D 响应曲面优化法计算得到最优的振动筛操作参数；设计制造出振动筛试验平台对交互试验结果进行分析，验证设计方案的有效性和合理性。 本文的研究方法为平贝母收获机筛分机构优化改进提供了理论依据和技术新思路，研究成果对平贝母鳞茎收获筛分性能的提升和普及推广具有一定的推动作用。
NETL