谷物清选筛的运动仿真分析与优化

随着市场对高品质物种需求的增加和谷物种植面积的扩大，研制适合谷物生产收割、脱粒分离以及清选的高效收获机械是当今农业生产中亟待解决的重要问题。其中，谷物清选装置是联合收获机械的重要组成部分，它直接影响到整机的工作性能。目前，对现有清选装置的改装大多限于粗略地改变其结构，对清选过程中的气流参数和清选筛工作参数的深入探讨较少。因此，对清选装置的深入研究具有重要意义。 本文介绍了国内外清选装置的研究动态和发展概况，通过对清选装置工作原理、脱出物运动状态及虚拟仿真技术的分析研究，对清选筛以及脱出物的运动进行了仿真分析。 在保证清选筛机构的特定工作要求下，选取摇杆摆杆机构和曲柄摇杆机构两种型式的清选筛进行运动仿真分析。通过对清选筛的构型分析、虚拟样机技术以及Pro／Engineer和ADAMS软件的应用，建立了清选装置的运动模型。在此模型基础上，对清选过程中清选筛的运动状态进行研究，考察了筛面的加速度大小的变化规律。 分析了清选装置内脱出物在气流场中的运动，通过研究脱出物在流场中的运动微分方程，建立了脱出物在气流场中的运动模型，并利用ADAMS软件研究了气流参数变化对脱出物运动状态的影响，依据仿真分析结果合理选择了清选的气流参数。同时，分析了脱出物在清选筛面上的运动规律，推导出脱出物在筛面上各种运动条件的公式，建立了脱出物的运动模型，仿真分析了脱出物在气流场和筛面激励共同作用下脱出物的运动情况。 基于ADAMS软件提出了一种对清选筛进行参数建模的方法，建立了摇杆摆杆机构清选筛运动仿真模型，并进行了动态仿真分析，研究了机构各参数变化对筛面的加速度的敏感程度，选择出了对筛面加速度影响最大的清选筛机构的结构和运动参数，为机构计设变量。再对清选筛机构进行了试验设计和优化设计，选择了适于清选筛机构的最佳工作参数，为清选筛机构的优化提供了理论依据。 本课题在对清选筛及其脱出物运动特性的研究基础上，利用先进的仿真软件对清选过程进行仿真和虚拟试验研究，这些工作对于谷物收获机械清选装置的开发和研制具有一定的指导意义。