劉 鵬，金誠謙,，寧新杰，倪有亮，王廷恩，印 祥

大豆機收清選篩田間性能試驗與分析

劉 鵬1，金誠謙1,2※，寧新杰1，倪有亮2，王廷恩1，印 祥1

（1. 山東理工大學農(nóng)業(yè)工程與食品科學學院，淄博 255000；2. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所，南京 210000）

針對現(xiàn)階段谷物聯(lián)合收獲機清選篩對大豆清選適用性較低以及大豆機收田間性能試驗研究較少的現(xiàn)狀，以久保田聯(lián)合收獲機PRO688D為試驗機具，濉科20大豆為試驗品種，以常規(guī)魚鱗篩、加長魚鱗篩、錯位魚眼篩、線性魚眼篩和貝殼篩為上篩，網(wǎng)篩、圓孔篩和六棱孔篩為下篩，魚鱗尾篩和柵格尾篩為尾篩，以清選損失率和含雜率為清選篩對大豆清選作業(yè)水平的評價指標，進行了大豆機收清選篩田間性能試驗。利用模糊綜合評價法對田間性能試驗的數(shù)據(jù)進行了分析與評價，完成魚鱗篩篩片開度、上篩、下篩、尾篩以及清選篩組合在大豆機收清選適用性方面的優(yōu)化工作。清選作業(yè)水平評價結果表明，大豆機收清選適用性最佳的魚鱗篩篩片開度是28 mm。進一步對不同尾篩、上篩、下篩和清選篩組合的清選作業(yè)水平進行評價，得出不同清選篩對大豆清選適用性情況為：柵格尾篩優(yōu)于魚鱗尾篩；貝殼篩和六棱孔篩是大豆機收清選適用性最好的上篩和下篩。大豆機收清選適用性最佳的上篩、下篩和尾篩組合為貝殼篩、六棱孔篩、魚鱗尾篩，此時大豆機收田間性能試驗的清選損失率為2.04%，含雜率為0.53%。試驗結果表明，應用模糊綜合評價法綜合評價不同清選篩對大豆機收的清選損失率和含雜率，并進行清選作業(yè)水平的優(yōu)選，可有效提高谷物聯(lián)合收獲機清選篩對大豆的清選適用性。該研究可為解決谷物聯(lián)合收獲機清選篩對大豆低適用性問題提供實際依據(jù)，對降低大豆聯(lián)合收獲機清選損失率和含雜率的田間試驗研究起到推進作用，為研發(fā)適用于大豆收獲的聯(lián)合收獲機清選裝置提供參考。

農(nóng)業(yè)機械；試驗；收獲機；清選篩；清選適用性；模糊綜合評價法

0 引 言

清選篩是大豆聯(lián)合收獲機清選裝置完成大豆籽粒與雜質(zhì)分離以及大豆清潔的關鍵部件之一，是風篩式清選裝置實現(xiàn)清選作業(yè)的必要結構，因此聯(lián)合收獲機清選篩對大豆的清選作業(yè)水平反映了清選篩對大豆作物的清選適用性，反之，提升清選篩對大豆作物的清選適用性對大豆聯(lián)合收獲機清選作業(yè)水平的精細化研究起到推進作用[1-4]。現(xiàn)階段專用于大豆機收的清選篩類型較少，多數(shù)在谷物聯(lián)合收獲機清選篩基礎上改變參數(shù)后直接用于大豆機收作業(yè)。因谷物聯(lián)合收獲機清選篩對大豆作物的清選適用性較低，造成大豆機收清選損失率和含雜率均較高，嚴重制約聯(lián)合收獲機清選裝置的清選作業(yè)水平和整機作業(yè)性能[5-7]。

根據(jù)大豆作物的特性參數(shù)，優(yōu)化清選篩的結構組合、創(chuàng)新清選篩形狀以及優(yōu)化清選篩結構參數(shù)，能有效提高清選篩對大豆作物的清選適用性[8-10]?？蒲腥藛T為提高聯(lián)合收獲機清選篩對谷物的清選適用性已做了大量研究工作。王立軍等[11-16]對比分析了貝殼篩和編織篩對玉米籽粒的篩分性能，研制了貝殼-圓孔組合孔篩體、雙層不平行振動篩、正弦曲線編織篩、貫流風階梯式貝殼篩和聚氨酯橡膠篩等多種新型清選篩，并對篩體結構參數(shù)進行了參數(shù)優(yōu)化分析。程超等[17-18]進行了玉米收獲機清選作業(yè)參數(shù)優(yōu)化田間試驗與最優(yōu)組合分析，并對清選篩參數(shù)與水稻脫粒混合物的界面粘附特性進行了臺架試驗研究。李耀明等[19-20]設計了三維并聯(lián)振動篩，對小麥脫?；旌衔镞M行了臺架試驗與仿真分析，并構建了往復振動式清選篩質(zhì)量檢測系統(tǒng)。

目前，針對大豆機收清選適用性的清選篩優(yōu)化研究還較少，金誠謙等[21]進行了大豆聯(lián)合收獲機整機作業(yè)質(zhì)量的主要影響參數(shù)優(yōu)化的田間試驗，得出大豆聯(lián)合收獲機的最佳作業(yè)參數(shù)組合。已有研究多集中于小麥、玉米和水稻等作物，且研究的清選篩結構內(nèi)容也較片面，主要是單一清選篩和清選篩部分結構的優(yōu)化工作，對清選篩的上篩、下篩與尾篩組合優(yōu)化研究較少，導致現(xiàn)階段大豆機收清選損失率和含雜率均較高。本文從提高聯(lián)合收獲機清選篩對大豆的清選適用性出發(fā)，以久保田聯(lián)合收獲機機具為研究對象，以大豆機收的清選損失率和含雜率為評價指標，進行大豆機收清選篩田間性能試驗。采用模糊綜合評價法分析評價試驗數(shù)據(jù)，以期得出大豆機收清選作業(yè)水平最佳的魚鱗篩篩片開度，以及最佳的上篩、下篩和尾篩組合，為研制適用于大豆機收的清選篩提供實際參考。

1 清選篩結構與風篩式清選系統(tǒng)工作原理

試驗選用久保田聯(lián)合收獲機PRO688D原裝清選篩，其結構為常見的雙層平行式結構，由上層篩、下層篩和篩框組成。上層篩包括抖動板、導流條、指桿篩、上篩和尾篩；下層篩為下篩；篩框連接并固定雙層篩，上篩面與篩框上沿平行，結構如圖1所示。

1.抖動板 2.導流條 3.指桿篩 4.上篩 5.尾篩 6.篩框 7.下篩

風篩式清選系統(tǒng)作業(yè)時，清選篩整體在曲柄連桿機構的帶動下進行往復運動，先由抖動板1承接脫粒裝置脫粒后形成的大豆脫?；旌衔铮ㄟ^抖動板1和導流條2對脫?；旌衔镞M行均勻分攤，經(jīng)指桿篩3輸送到上篩4，在風機形成的氣流場和上篩4往復運動的共同作用下，大豆籽粒透過上篩4經(jīng)過下篩7落入集糧攪龍進行籽粒輸送，細秸草和碎穎殼等輕雜質(zhì)則被風吹到機器外面，完成大豆脫粒混合物在上篩4和下篩7處的分離清選工作，而接近大豆籽粒物料特性的雜質(zhì)在風機形成的氣流場和清選篩往復運動的雙重作用下通過尾篩5完成篩分，長碎秸稈被排出清選室外，未脫凈豆莢則透過尾篩5落入復脫攪龍，由復脫攪龍輸送到脫粒裝置，與新的大豆脫粒混合物一同進行脫粒清選作業(yè)[8-9]。

2 試驗參數(shù)與方法

2.1 大豆特性參數(shù)

參照GB/T5262-2008《農(nóng)業(yè)機械試驗條件測定方法的一般規(guī)定》[22]，試驗基地大豆品種為濉科20，其特性參數(shù)如表1所示。

表1 濉科20大豆特性參數(shù)

2.2 試驗機具主要作業(yè)參數(shù)

根據(jù)前期研究文獻[21]和文獻[23]確定久保田PRO688D聯(lián)合收獲機主要作業(yè)參數(shù)如表2所示。

表2 PRO688D機具主要作業(yè)參數(shù)

2.3 清選篩種類與參數(shù)

本次試驗選用常見的上篩、下篩和尾篩，魚鱗篩篩片開度均可調(diào)節(jié)，且上篩、下篩與尾篩均可更換，滿足大豆機收清選篩田間性能試驗中清選篩作業(yè)參數(shù)與部件可調(diào)可更換的功能要求。因國內(nèi)大豆機收清選篩研究內(nèi)容較少，可參考資料也較少，因此以前期大豆機收田間試驗和田間實際收獲經(jīng)驗為主要依據(jù)，結合已有研究[21-31]，確定試驗用清選篩種類與參數(shù)，如表3所示。

2.4 清選損失率與含雜率計算

參照行業(yè)標準JB/T11912—2014《大豆聯(lián)合收割機》[32]，清選損失率與含雜率分別按式（1）、（2）計算。對每組試驗清選損失樣本清除雜質(zhì)后稱量籽粒質(zhì)量，用每組試驗大豆清選損失量除以收獲面積，求出每組試驗的單位面積大豆清選損失量ss。從每組試驗含雜樣本中隨機取出部分樣本，將樣本中雜質(zhì)清除后稱量得到雜質(zhì)清除后樣本質(zhì)量zq。

式中1為清選損失率，%；ss為單位面積大豆清選損失量，g/m2；sh為單位面積大豆收獲量，g/m2；2為含雜率，%；zz為樣本質(zhì)量，g；zq為雜質(zhì)清除后樣本質(zhì)量，g。

表3 清選篩種類與參數(shù)

3 大豆機收清選篩田間性能試驗與分析

3.1 田間試驗

本次試驗地點是安徽省淮北市濉溪縣大豆試驗基地，試驗時間是2018年10月6日—13日，試驗現(xiàn)場如圖 2。先完成魚鱗篩不同篩片開度清選作業(yè)水平評價后，再進行尾篩、上篩、下篩和清選篩組合的清選作業(yè)水平評價。本次試驗目的是研究谷物聯(lián)合收獲機清選篩對大豆作物的清選適用性，因此脫粒裝置、割臺、輸送器、作業(yè)速度和清選裝置其余部件等作業(yè)參數(shù)需維持不變。試驗進行時，天氣狀況良好，已盡量排除其他因素的干擾，在大豆適收期內(nèi)完成大豆機收清選篩田間性能試驗，最大程度降低試驗誤差。

圖2 試驗現(xiàn)場

3.2 魚鱗篩不同篩片開度的清選作業(yè)水平評價

3.2.1 篩片開度組合設計

為突出田間性能試驗的代表性和實用性，選擇市面上常見的常規(guī)魚鱗篩為大豆機收魚鱗篩篩片開度優(yōu)化試驗的上篩，搭配魚鱗尾篩，由于魚鱗篩篩片均互相平行，相鄰兩個平行篩片的垂直間距即為篩片開度（圖3），參考相關文獻資料和實際田間機收經(jīng)驗[29-31]，將篩片開度的3個水平定為26、28和30 mm。用3個篩片開度下的魚鱗篩上篩分別與網(wǎng)篩、圓孔篩和六棱孔篩的下篩組合，搭配魚鱗尾篩，設計魚鱗篩篩片開度與下篩的9種組合（表4）。

圖3 篩片開度示意圖

3.2.2 試驗數(shù)據(jù)分析與清選作業(yè)水平評價

采用模糊綜合評價法對試驗數(shù)據(jù)進行分析與評價[33-35]，將模糊綜合評價值作為魚鱗篩篩片開度田間試驗的清選作業(yè)水平。設定清選損失率1和含雜率2為評價指標集，以3種下篩在不同篩片開度的9組試驗數(shù)據(jù)（表4）為評價對象集。因為大豆機收作業(yè)要求清選損失率1和含雜率2越小越好[1-4]，因此評價指標1和2均為偏小型指標，隸屬函數(shù)矩陣為

式中1為隸屬函數(shù)矩陣；1i為清選損失率隸屬度；2i為含雜率隸屬度；1i為清選損失率；1max為9組試驗清選損失率的最大值；1imin為9組試驗清選損失率的最小值；2i為含雜率；2imax為9組試驗含雜率的最大值；2imin為9組試驗含雜率的最小值。

由文獻[1]和[33]可知，含雜率為整機三大收獲性能指標之一，而清選損失率僅為整機損失率4個分量指標之一，因此在分析試驗數(shù)據(jù)選定清選損失率與含雜率的比重時，設定清選損失率比重約為含雜率的0.5倍。設定評價指標1與2的權重分配集矩陣為，大豆機收魚鱗篩篩片開度優(yōu)化試驗數(shù)據(jù)的模糊綜合評價值為

式中為評價指標1與2的權重分配集矩陣；1為模糊綜合評價值；1為清選損失率比例；2為含雜率比例；1i為清選損失率隸屬度；2i為含雜率隸屬度。

大豆機收魚鱗篩篩片開度優(yōu)化試驗的清選損失率1、含雜率2、評價指標隸屬度與模糊綜合評價值如表4所示。評價指標1和2均為偏小型指標，因此模糊綜合評價值越大，得出清選作業(yè)水平更高，表示大豆機收清選適用性越好，以此作為清選作業(yè)水平的評價方法[33-35]。

表4 3種下篩在不同篩片開度的模糊綜合評價分析

根據(jù)表4，篩片開度26、28、30 mm分別對應的3種下篩模糊綜合評價值的平均值分別為0.533、0.578和0.407。按清選作業(yè)水平評價方法，篩片開度28 mm對應模糊綜合評價值平均值最大，因此大豆機收清選作業(yè)水平最佳的魚鱗篩篩片開度為28 mm。

3.3 不同尾篩、上篩、下篩和清選篩組合的清選作業(yè)水平評價

3.3.1 清選篩組合設計

選取表4中最佳魚鱗篩篩片開度為28 mm時，常規(guī)魚鱗篩搭配柵格尾篩，在3種不同下篩條件下的3種清選篩組合。用加長魚鱗篩和常規(guī)魚鱗篩分別搭配柵格尾篩，用線性魚眼篩、錯位魚眼篩和貝殼篩分別搭配魚鱗尾篩，在3種不同下篩條件下，設計12種清選篩組合。匯總18種清選篩組合及試驗數(shù)據(jù)，如表5所示。

3.3.2 試驗數(shù)據(jù)分析

用模糊綜合評價法處理試驗數(shù)據(jù)，設定清選損失率1和含雜率2作為評價指標集，表5中18組試驗數(shù)據(jù)為評價對象集，評價指標1和2均為偏小型指標。

表5 清選篩組合數(shù)據(jù)模糊綜合評價分析

式中2為隸屬函數(shù)矩陣；1j為清選損失率隸屬度；2j為含雜率隸屬度。

設定清選損失率比例約為含雜率的0.5倍，確定評價指標1與2的權重分配集矩陣同式（6），計算模糊綜合評價值為

式中2為模糊綜合評價值；1j為清選損失率隸屬度；2j為含雜率隸屬度。

不同尾篩、上篩、下篩和清選篩組合的清選損失率1、含雜率2、評價指標隸屬度與模糊綜合評價值如表5所示。

3.3.3 尾篩、上篩、下篩和清選篩組合的分析評價

根據(jù)表5評價數(shù)據(jù)，對不同尾篩、上篩、下篩和清選篩組合的大豆機收清選篩田間性能試驗的清選作業(yè)水平進行分析評價。相同上篩和下篩時，分析不同尾篩的大豆機收清選作業(yè)水平；相同下篩與尾篩時，分析不同上篩的大豆機收清選作業(yè)水平；相同上篩與尾篩時，分析不同下篩的大豆機收清選作業(yè)水平；最后，對18種清選篩組合的大豆機收清選作業(yè)水平進行綜合分析與評價。

1）魚鱗尾篩與柵格尾篩分析評價

根據(jù)表5中序號1～3、7～9的評價數(shù)據(jù)可知，此6組試驗上篩均為常規(guī)魚鱗篩且篩片開度均為28 mm，1～3組為魚鱗尾篩，7～9組為柵格尾篩，魚鱗尾篩和柵格尾篩分別對應3種不同下篩的模糊綜合評價值平均值分別為0.483和0.758，柵格尾篩對應模糊綜合評價值平均值大于魚鱗尾篩。按清選作業(yè)水平評價方法，得到大豆機收清選作業(yè)水平較高的尾篩是柵格尾篩，即柵格尾篩對大豆的清選適用性優(yōu)于魚鱗尾篩。

2）上篩優(yōu)化分析與評價

① 魚鱗篩分析評價

根據(jù)表5中序號4～9的評價數(shù)據(jù)可知，此6組試驗尾篩均為柵格尾篩，4～6組上篩為加長魚鱗篩，7～9組上篩為常規(guī)魚鱗篩，篩片開度均為28 mm，計算加長魚鱗篩和常規(guī)魚鱗篩分別對應3種不同下篩的模糊綜合評價值平均值為0.617和0.758，常規(guī)魚鱗篩對應模糊綜合評價值平均值大于加長魚鱗篩。按清選作業(yè)水平評價方法，得到大豆機收清選作業(yè)水平較高的魚鱗篩是常規(guī)魚鱗篩，即常規(guī)魚鱗篩對大豆的清選適用性優(yōu)于加長魚鱗篩。

② 線性魚眼篩與錯位魚眼篩分析評價

根據(jù)表5序號10～15的評價數(shù)據(jù)可知，此6組試驗尾篩均為魚鱗尾篩，10～12組上篩為線性魚眼篩，13～15組上篩為錯位魚眼篩，線性魚眼篩和錯位魚眼篩分別對應3種不同下篩的模糊綜合評價值平均值分別為0.662和0.727，錯位魚眼篩對應模糊綜合評價值平均值大于線性魚眼篩。按清選作業(yè)水平評價方法，得到大豆機收清選作業(yè)水平較高的魚眼篩是錯位魚眼篩，即錯位魚眼篩對大豆的清選適用性優(yōu)于線性魚眼篩。

③ 3種上篩分析評價

根據(jù)表5中序號1～3、13～18的評價數(shù)據(jù)可知，此6組試驗尾篩均為魚鱗尾篩，1～3組上篩為常規(guī)魚鱗篩，13～15組上篩為錯位魚眼篩，16～18組上篩為貝殼篩，常規(guī)魚鱗篩、錯位魚眼篩和貝殼篩分別對應3種不同下篩的模糊綜合評價值平均值分別為0.483、0.727和0.843，貝殼篩對應的模糊綜合評價值平均值最大。按清選作業(yè)水平評價方法，得到大豆機收清選作業(yè)水平最高的上篩是貝殼篩，即貝殼篩對大豆的清選適用性優(yōu)于常規(guī)魚鱗篩和錯位魚眼篩。

3）下篩優(yōu)化分析與評價

根據(jù)表5中篩型組合可知，3種不同的下篩為網(wǎng)篩、圓孔篩與六棱孔篩，分別對應相同的6組上篩與尾篩組合，分別是常規(guī)魚鱗篩與魚鱗尾篩組合、加長魚鱗篩與柵格尾篩組合、常規(guī)魚鱗篩與柵格尾篩組合、線性魚眼篩與魚鱗尾篩組合、錯位魚眼篩與魚鱗尾篩組合以及貝殼篩與魚鱗尾篩組合。網(wǎng)篩、圓孔篩與六棱孔篩分別對應6組上篩與尾篩組合的模糊綜合評價值平均值分別為0.610、0.702和0.734，六棱孔篩對應模糊綜合評價值平均值最大。按清選作業(yè)水平評價方法，得到大豆機收清選作業(yè)水平最高的下篩是六棱孔篩，即六棱孔篩對大豆的清選適用性優(yōu)于網(wǎng)篩和圓孔篩。

綜合1）、2）和3）中的分析與評價情況，得出不同清選篩對大豆清選適用性最佳的尾篩、上篩和下篩分別為柵格尾篩、貝殼篩和六棱孔篩。

4）清選篩組合優(yōu)化數(shù)據(jù)的對比分析

通過對比表5中的18組試驗數(shù)據(jù)的模糊綜合評價值的大小，可知序號為18的清選篩組合的模糊綜合評價值最大，按清選作業(yè)水平評價方法，該清選篩組合的大豆清選作業(yè)水平最高，即序號為18的清選篩組合對大豆的清選適用性優(yōu)于其余組合。根據(jù)表5中序號為18的篩型組合，得出大豆機收清選適用性最佳的清選篩組合為上篩是貝殼篩，下篩是六棱孔篩，尾篩是魚鱗尾篩，此時的大豆機收清選損失率為2.04%，含雜率為0.53%。

4 結 論

本文采用模糊綜合評價法對大豆機收清選篩田間性能試驗的清選損失率和含雜率進行了分析與評價，最后得出試驗結論。

1）魚鱗篩不同篩片開度的清選作業(yè)水平評價表明，魚鱗篩篩片開度為28 mm時，魚鱗篩對大豆的清選作業(yè)水平最高，即篩片開度為28 mm時魚鱗篩對大豆的清選適用性最好。

2）通過評價不同尾篩、上篩、下篩和清選篩組合的清選作業(yè)水平，得出不同清選篩對大豆的清選適用性情況為：柵格尾篩優(yōu)于魚鱗尾篩；常規(guī)魚鱗篩優(yōu)于加長魚鱗篩；錯位魚眼篩優(yōu)于線性魚眼篩；貝殼篩和六棱孔篩是大豆機收清選適用性最好的上篩和下篩；大豆機收清選適用性最佳的清選篩組合為上篩是貝殼篩，下篩是六棱孔篩，尾篩是魚鱗尾篩，此時大豆機收田間性能試驗的清選損失率為2.04%，含雜率為0.53%，提高了谷物聯(lián)合收獲機清選篩對大豆的清選適用性。試驗結果可為研發(fā)適用于大豆機收的聯(lián)合收獲機清選篩提供實際經(jīng)驗。

[1] 劉基，金誠謙，梁蘇寧，等. 大豆機械收獲損失的研究現(xiàn)狀[J]. 農(nóng)機化研究，2017，39(7)：1-9,15. Liu Ji, Jin Chengqian, Liang Suning, et al. Research status of soybean mechanical harvest loss[J]. Journal of Agricultural Mechanization Research, 2017, 39(7): 1-9,15. (in Chinese with English abstract)

[2] 宮云濤. 大豆收獲機發(fā)展研究[J]. 農(nóng)業(yè)科技與裝備，2013(2)：61-62. Gong Yuntao. Research on soybean harvester development[J]. Agricultural Science & Technology and Equipment, 2013(2): 61-62. (in Chinese with English abstract)

[3] 陳偉，張美藝，韓嫣，等. 大豆機械收獲環(huán)節(jié)損失調(diào)查：以黑龍江、內(nèi)蒙古為例[J]. 中國農(nóng)業(yè)文摘-農(nóng)業(yè)工程，2017，29(3)：16-20. Chen Wei, Zhang Meiyi, Han Yan, et al. Investigation on loss of soybean machinery harvesting links - Taking Heilongjiang and Inner Mongolia as examples[J]. Agricultural Science and Engineering in China, 2017, 29(3): 16-20. (in Chinese with English abstract)

[4] 劉英，李銘. 大豆機械化收獲技術要點[J]. 山東農(nóng)機化，2019(4)：35.

[5] 梁蘇寧，沐森林，金誠謙，等. 黃淮海地區(qū)大豆生產(chǎn)機械化現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 農(nóng)機化研究，2015，37(1)：261-264，268. Liang Suning, Mu Senlin, Jin Chengqian, et al. Current situation and development trend of soybean production mechanization in Huang Huai Hai area[J]. Journal of Agricultural Mechanization Research, 2015, 37(1): 261-264,268. (in Chinese with English abstract)

[6] 劉立晶，尹素珍. 黃淮海地區(qū)夏大豆生產(chǎn)機械化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究，2016(1)：16-19. Liu Lijing, Yin Suzhen. Current situation and development trend of mechanization of summer soybean production in Huang Huai Hai area[J]. Modern Agriculture Research, 2016(1): 16-19. (in Chinese with English abstract)

[7] 陳海霞. 大豆聯(lián)合收獲機械的研究[J]. 農(nóng)村牧區(qū)機械化，2009(2)：4-5.

[8] 劉鵬，金誠謙，印祥，等. 大豆聯(lián)合收獲機清選裝置與關鍵技術研究進展[J]. 浙江農(nóng)業(yè)學報，2019，31(10)：1758- 1766. Liu Peng, Jin Chengqian, Yin Xiang, et al. Research progress on cleaning device and key technology of soybean combine harvester[J]. Acta Agriculturae Zhejiangensis, 2019, 31(10): 1758-1766. (in Chinese with English abstract)

[9] 徐立章，李洋，李耀明，等. 谷物聯(lián)合收獲機清選技術與裝置研究進展[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報，2019，50(10)：1-16. Xu Lizhang, Li Yang, Li Yaoming, et al. Research progress on cleaning technology and equipment of grain combine harvester[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2019, 50(10): 1-16. (in Chinese with English abstract)

[10] 喬金友，張曉丹，王奕嬌，等. 規(guī)?；蠖巩a(chǎn)區(qū)大豆聯(lián)合收獲機綜合評價與優(yōu)選[J]. 東北農(nóng)業(yè)大學學報，2014，45(8)：124-128. Qiao Jinyou, Zhang Xiaodan, Wang Yijiao, et al. Comprehensive evaluation and optimization of soybean combine harvester in large-scale soybean production area[J]. Journal of Northeast Agricultural University, 2014, 45(8): 124-128. (in Chinese with English abstract)

[11] 王立軍，馮鑫，鄭招輝，等. 玉米清選組合孔篩體設計與試驗[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報，2019，50(5)：104-113. Wang Lijun, Feng Xin, Zheng Zhaohui, et al. Design and test of corn cleaning combined sieve[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2019, 50(5): 104-113. (in Chinese with English abstract)

[12] 王立軍，李瑞，于泳濤，等. 玉米籽粒收獲機雙層不平行振動篩設計與試驗[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報，2019，50(7)：130-139. Wang Lijun, Li Rui, Yu Yongtao, et al. Design and test of double layer non parallel vibrating screen for corn harvester[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2019, 50(7): 130-139. (in Chinese with English abstract)

[13] 王立軍，武振超，馮鑫，等. 玉米收獲機清選曲面篩設計與試驗[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報，2019，50(2)：90-101. Wang Lijun, Wu Zhenchao, Feng Xin, et al. Design and test of cleaning curved screen of corn harvester[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2019, 50(2): 90-101. (in Chinese with English abstract)

[14] 王立軍，馮鑫，武振超，等. 玉米聯(lián)合收獲機貫流風階梯式振動篩設計與試驗[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報，2018，49(10)：115-123. Wang Lijun, Feng Xin, Wu Zhenchao, et al. Design and test of cross flow stepped vibrating screen for corn combine harvester[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2018, 49(10): 115-123. (in Chinese with English abstract)

[15] 王立軍，彭博，宋慧強. 玉米收獲機聚氨酯橡膠篩篩分性能仿真與試驗[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報，2018，49(7)：90-96. Wang Lijun, Peng Bo, Song Huiqiang. Simulation and test of screening performance of polyurethane rubber screen for corn harvester[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2018, 49(7): 90-96. (in Chinese with English abstract)

[16] 王立軍，張傳根，丁振軍. 玉米收獲機清選篩體結構優(yōu)化[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報，2016，47(9)：108-114. Wang Lijun, Zhang Chuangen, Ding Zhenjun. Structure optimization of corn harvester cleaning screen[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2016, 47(9): 108-114. (in Chinese with English abstract)

[17] 程超，付君，陳志，等. 玉米籽粒收獲機清選裝置參數(shù)優(yōu)化試驗[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報，2019，50(7)：151-158. Cheng Chao, Fu Jun, Chen Zhi, et al. Parameter optimization test of cleaning device of corn grain harvester[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2019, 50(7): 151-158. (in Chinese with English abstract)

[18] 程超，付君，陳志，等. 收獲機振動篩振動參數(shù)影響不同濕度脫出物粘附特性[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2019，35(8)：29-36. Cheng Chao, Fu Jun, Chen Zhi, et al. Effect of vibration parameters of vibrating screen of harvester on adhesion characteristics of different humidity effluents[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(8): 29-36. (in Chinese with English abstract)

[19] 李耀明，劉曉飛，馬征，等. 不同支鏈初始相位的三維并聯(lián)篩分性能研究[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報，2017，48(9)：88-95. Li Yaoming, Liu Xiaofei, Ma Zheng, et al. Three dimensional parallel screening performance of different initial phases of branch chains[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2017, 48(9): 88-95. (in Chinese with English abstract)

[20] 李耀明，龐靖，徐立章，等. 基于振動激勵溯源的谷物聯(lián)合收獲機清選篩制造缺陷定位[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2019，35(5)：10-17. Li Yaoming, Pang Jing, Xu Lizhang, et al. Defect location of cleaning screen manufacturing of grain combine harvester based on vibration excitation traceability[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(5): 10-17. (in Chinese with English abstract)

[21] 金誠謙，郭飛揚，徐金山，等. 大豆聯(lián)合收獲機作業(yè)參數(shù)優(yōu)化[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2019，35(13)：10-22. Jin Chengqian, Guo Feiyang, Xu Jinshan, et al. Operational parameters optimization of soybean combine harvester[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(13): 10-22. (in Chinese with English abstract)

[22] 郝文錄，劉恒新，朱良，等. GB/T 5262-2008，農(nóng)業(yè)機械試驗條件測定方法的一般規(guī)定[S]. 北京：中國標準出版社.

[23] 金誠謙. 大豆收獲機脫粒分離裝置參數(shù)優(yōu)化與試驗[C]. 第十屆全國大豆學術討論會論文摘要集. 中國作物學會大豆專業(yè)委員會：中國作物學會，2017

[24] 樊晨龍，崔濤，張東興，等. 縱軸流聯(lián)合收獲機雙層異向清選裝置設計與試驗[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報，2018，49(S 1)：239-248. Fan Chenlong, Cui Tao, Zhang Dongxing, et al. Design and test of double-deck heterotropic cleaning device for longitudinal-axial flow combine harvester[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2018, 49(Suppl.1): 239-248. (in Chinese with English abstract)

[25] 劉曉飛，李耀明，馬征，等. 三自由度風篩清選試驗研究[J]. 農(nóng)機化研究，2018，40(6)：139-144. Liu Xiaofei, Li Yaoming, Ma Zheng, et al. Three-degree-of-freedom air screening cleaning test[J]. Journal of Agricultural Mechanization Research, 2018, 40(6): 139-144. (in Chinese with English abstract)

[26] 李菊. 用于谷物清選的三維并聯(lián)振動篩的研究[D]. 鎮(zhèn)江：江蘇大學，2013. Li Ju. Research on Three-dimensional Parallel Vibrating Screen For Grain Cleaning[D]. Zhenjiang: Jiangsu University, 2013. (in Chinese with English abstract)

[27] 司增永，李耀明，唐忠，等. 橫置多滾筒聯(lián)合收獲機清選裝置參數(shù)優(yōu)化與試驗[J]. 農(nóng)機化研究，2018，40(7)：185-189，205. Si Zengyong, Li Yaoming, Tang Zhong, et al. Parameter optimization and test of cleaning device of transverse multi-drum combine harvester[J]. Journal of Agricultural Mechanization Research, 2018, 40(7): 185-189, 205. (in Chinese with English abstract)

[28] 陳霓，劉正懷，夏勁松，等. 基于Petri網(wǎng)模型的收獲機軸流式脫分選裝置參數(shù)化設計[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報，2017，48(11)：123-129. Chen Ni, Liu Zhenghuai, Xia Jinsong, et al. Parametric design of axial flow separator for harvester based on Petri net model[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2017, 48(11): 123-129. (in Chinese with English abstract)

[29] 梁振偉，李耀明，馬培培，等. 縱軸流聯(lián)合收獲機清選裝置結構優(yōu)化與試驗[J]. 農(nóng)機化研究，2018，40(5)：170-174. Liang Zhenwei, Li Yaoming, Ma Peipei, et al. Structural optimization and test of cleaning device of longitudinal-axial flow combine harvester[J]. Journal of Agricultural Mechanization Research, 2018, 40(5): 170-174. (in Chinese with English abstract)

[30] 余波. 基于EDEM的小區(qū)收割機振動篩篩分性能研究與優(yōu)化[D]. 成都：西華大學，2016. Yu Bo. Research and optimization of Vibration Screening Performance of District Harvester Based on EDEM[D]. Chengdu: Xihua University, 2016. (in Chinese with English abstract)

[31] 鐘龍旺. 怎樣用小麥聯(lián)合收割機收獲大豆[J]. 北京農(nóng)業(yè)，2012(22)：39-40. Zhong Longwang. How to harvest soybeans with wheat combine[J]. Beijing Agriculture, 2012(22): 39-40. (in Chinese with English abstract)

[32] 栗慧卿，王永建，柏玉霞，等. JB/T 11912-2014，大豆聯(lián)合收割機[S]. 北京：中國標準出版社.

[33] 鐘挺，胡志超，顧峰瑋，等. 4LZ-1. 0Q型稻麥聯(lián)合收獲機脫粒清選部件試驗與優(yōu)化[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報，2012，43(10)：76-81. Zhong Ting, Hu Zhichao, Gu Fengwei, et al. Experiment and optimization of threshing and cleaning components of 4LZ-1. 0Q rice-wheat combine harvester[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2012, 43(10): 76-81. (in Chinese with English abstract)

[34] 吳崇友，丁為民，張敏，等. 油菜分段收獲脫粒清選試驗[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報，2010，41(8)：72-76. Wu Chongyou, Ding Weimin, Zhang Min, et al. Rapeseed threshing test by stages harvesting[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2010, 41(8): 72-76. (in Chinese with English abstract)

[35] 杜金萍. 模糊正交法在GCr15鋼切削用量優(yōu)化中的應用[J]. 軸承，2007(3)：26-28. Du Jinping. Application of fuzzy orthogonal method in optimizing cutting parameters of GCr15 steel[J]. Bearing, 2007(3): 26-28. (in Chinese with English abstract)

Field performance test and analysis of the cleaning sieve of soybean harvesters

Liu Peng1, Jin Chengqian1,2※, Ning Xinjie1, Ni Youliang2, Wang Ting’en1, Yin Xiang1

(1.,,255000,; 2.,,210000,)

In view of the current situation that the cleaning sieve of the grain combine harvester is less applicable to soybean cleaning and the field performance test of soybean mechanical harvest is less, field performance tests of cleaning sieve of soybean harvest were conducted. We selected PRO688D as the field performance test machine and suike 20 as the soybean test variety. According to the preliminary experiments, researches of soybean combine harvester, the types and parameters of cleaning sieve which included upper, lower and tail sieve were determined. Selected conventional fish scale sieve, lengthened fish scale sieve, misplaced fish eye sieve, linear fish eye sieve and shell sieve as upper sieve, mesh sieve, round hole sieve and hexagonal hole sieve as lower sieve, and fish scale tail sieve and grid tail sieve as tail sieve. The vertical distance between two adjacent parallel sieves in the fish scale sieve is taken as the sieve plate opening of the fish scale sieve, and they were set as 26 mm, 28 mm and 30 mm. The cleaning loss rate and impurity rate during the field operation of the soybean combine harvester were used as the evaluation indexes of the soybean cleaning operation. Then, the field performance tests of cleaning soybean were carried out, and the data of the field performance test were analyzed and evaluated with the fuzzy comprehensive evaluation method. The optimization of the combination of sieve plate opening of fish scale sieves, upper sieves, lower sieves, tail sieves and cleaning sieves in the applicability of soybean harvesting was completed. The evaluation of cleaning operation level of different sieve plate opening of fish scale sieve showed that the cleaning operation level of fish scale sieve to soybean was the highest when sieve plate opening was 28mm. That is to say, when sieve plate opening was 28mm, the cleaning applicability of fish scale sieve to soybean was the best. The evaluations of the cleaning operation level of different tail sieve, upper sieve, lower sieve and combinations of cleaning sieve were conducted, the results of the cleaning applicability of different cleaning sieve to soybean were as follows: grid tail sieve was better than fish scale tail sieve; shell sieve and hexagonal hole sieve were the upper sieve and lower sieve with the best applicability for soybean machine cleaning. The highest level of cleaning sieves combination was that upper, lower and tail sieve were shell sieve, hexagonal hole sieve and fish scale tail sieve respectively. Cleaning sieve combination has the best cleaning applicability to soybean under the combination of shell sieve, hexagonal hole sieve and fish scale tail sieve. At this time, the cleaning loss rate of field performance test was 2.04%, and the impact rate was 0.53%. The results showed that the application of fuzzy comprehensive evaluation method to comprehensive evaluation of cleaning loss rate and impurity rate of different cleaning sieves and optimization of cleaning operation level could effectively improve the cleaning applicability of grain combine harvester to soybean. This study can provide the practical basis for solving the problem of low applicability of cleaning sieve to soybean, promote the field test and research on reducing cleaning loss rate and impurity rate of soybean combine harvester, and supply references for the research and development of cleaning device for soybean combine harvester.

agricultural machinery; test; harvesters; cleaning screen; cleaning applicability; fuzzy comprehensive evaluation method

劉鵬，金誠謙，寧新杰，等. 大豆機收清選篩田間性能試驗與分析[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2020，36(9)：36-43.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.09.004 http://www.tcsae.org

Liu Peng, Jin Chengqian, Ning Xinjie, et al. Field performance test and analysis of the cleaning sieve of soybean harvesters[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(9): 36-43. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.09.004 http://www.tcsae.org

2019-11-25

2020-05-05

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系建設專項資金項目（CARS-04-PS26）；山東省農(nóng)機裝備研發(fā)創(chuàng)新計劃項目（2018YF006）；山東省高等學校優(yōu)勢學科人才團隊培育計劃項目（2016—2020）；中央引導地方科技發(fā)展專項基金項目；山東省科技創(chuàng)新基地專項（SDKL2019014）

劉鵬，博士生，主要從事機械化旱作農(nóng)業(yè)技術體系及裝備研究。Email：820016001@qq.com

金誠謙，教授，研究員，主要從事大田作物收獲機械化與智能化技術研究。Email：412114402@qq.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2020.09.004

S225.6

A

1002-6819(2020)-09-0036-08