江 濤 李海同 關(guān)卓懷 沐森林 吳崇友 張 敏

(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所， 南京 210014)

0 引言

聯(lián)合收獲機(jī)清選系統(tǒng)作業(yè)性能對(duì)油菜收獲質(zhì)量具有至關(guān)重要的作用[1-4]，國(guó)內(nèi)外油菜聯(lián)合收獲機(jī)普遍采用風(fēng)篩式清選系統(tǒng)[5-9]。油菜植株經(jīng)脫粒滾筒作用后，脫出物料落至清選篩面，受到氣流與振動(dòng)篩的共同作用，脫出物在篩面的分布及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)清選損失和作業(yè)效率具有顯著影響。

隨著油菜育種和栽培技術(shù)的發(fā)展，為了追求更高產(chǎn)量，我國(guó)長(zhǎng)江流域冬油菜種植密度持續(xù)增大[10]，由以前的30萬(wàn)株/hm2左右提高到目前的45～52.5萬(wàn)株/hm2，收獲期油菜生物量顯著提高，喂入量以及脫粒滾筒脫出物量增加明顯，現(xiàn)階段所普遍使用的履帶式油菜聯(lián)合收獲主力機(jī)型清選處理能力不足，導(dǎo)致清選損失率大幅增高，無(wú)法滿足高密高產(chǎn)油菜的收獲需求，已成為亟待解決的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵問(wèn)題。

歐美等油菜主產(chǎn)國(guó)普遍使用大型輪式聯(lián)合收獲機(jī)進(jìn)行作業(yè)，機(jī)具成熟，作業(yè)性能高，且由于清選室空間大，可配置多層抖動(dòng)板以及多層振動(dòng)篩，能夠有效提升清選篩分面積，可對(duì)物料進(jìn)行多層次的精細(xì)篩分[11-12]。但是我國(guó)長(zhǎng)江流域常用的履帶式聯(lián)合收獲機(jī)因?yàn)闄C(jī)體空間小，結(jié)構(gòu)緊湊，通過(guò)增加振動(dòng)篩層數(shù)達(dá)到減損的方法并不適用。

國(guó)內(nèi)學(xué)者針對(duì)聯(lián)合收獲機(jī)清選系統(tǒng)的減損研究主要集中于作業(yè)參數(shù)優(yōu)化，張敏等[13]進(jìn)行了Plackett-Burman試驗(yàn)和響應(yīng)面回歸試驗(yàn)，分析了影響風(fēng)篩選式聯(lián)合收獲機(jī)清選損失率和籽粒含雜率的主要因素為振動(dòng)篩振幅和曲柄轉(zhuǎn)速。WANG等[14]為了降低收獲清選損失，通過(guò)仿真模擬分析了不同篩孔形式對(duì)籽粒透篩概率的影響規(guī)律。劉鵬等[15-16]、仇解[17]通過(guò)設(shè)計(jì)聯(lián)合收獲機(jī)清選系統(tǒng)作業(yè)參數(shù)自適應(yīng)調(diào)控系統(tǒng)并進(jìn)行了清選參數(shù)優(yōu)化田間試驗(yàn)，在一定程度上降低了清選損失率與含雜率。耿端陽(yáng)等[18]為解決清選損失率和含雜率“雙高”問(wèn)題，探究了清選裝置作業(yè)參數(shù)對(duì)清選損失率和籽粒含雜率的影響規(guī)律，確定了清選作業(yè)參數(shù)的最優(yōu)組合。針對(duì)高密高產(chǎn)油菜聯(lián)合收獲清選系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。

通過(guò)本研究團(tuán)隊(duì)前期田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，收獲高密高產(chǎn)油菜時(shí)，由于割臺(tái)喂入生物量增加，清選篩面處理能力不足，滾筒脫出物會(huì)在篩面產(chǎn)生層疊和堆積，上層物料因無(wú)法及時(shí)透篩而被直接排出機(jī)外，造成清選損失率大幅度上升。通過(guò)調(diào)節(jié)清選作業(yè)參數(shù)仍然無(wú)法有效解決篩面物料堆積導(dǎo)致的籽粒難以透篩的問(wèn)題，僅依靠氣流與振動(dòng)篩對(duì)物料的作用難以提高油菜籽粒與其他雜物的分離作用，無(wú)法有效降低清選損失率。

振動(dòng)篩是風(fēng)篩式清選系統(tǒng)的關(guān)鍵核心部件[19]，振動(dòng)篩面物料群體運(yùn)動(dòng)可以視為局部無(wú)序而整體有序、局部不穩(wěn)定而整體穩(wěn)定的流動(dòng)狀態(tài)[20]，脫出物料與振動(dòng)篩面碰撞后被拋起，上升過(guò)程中物料群體在自身重力作用下松散、分層和下落，與篩面接觸后完成與篩孔的尺寸比較和透篩。當(dāng)脫出物量增加后，物料在短暫拋起過(guò)程中的分層作用減弱，上層物料積壓阻礙了物料的分層與松散，進(jìn)而影響籽粒透篩。因此當(dāng)脫出物量增加后，為了提高籽粒的透篩幾率，需要提高物料群體的分層速度，使其快速達(dá)到松散狀態(tài)，關(guān)鍵在于加強(qiáng)物料群體在局部區(qū)域的無(wú)序運(yùn)動(dòng)，增加物料群體間的無(wú)規(guī)則碰撞次數(shù)，提高物料的離散程度。

基于上述問(wèn)題和解決思路，本文通過(guò)設(shè)計(jì)清選篩面物料勻散導(dǎo)流裝置，對(duì)篩面物料流的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行及時(shí)干預(yù)，防止物料堆積，提升籽粒與其他雜質(zhì)的離散程度，提高籽粒透篩概率，從而提升清選系統(tǒng)的處理能力，提高作業(yè)性能，以期為解決履帶式油菜聯(lián)合收獲機(jī)適應(yīng)高密高產(chǎn)油菜收獲難題，獲得低損高效作業(yè)效果提供技術(shù)參考。

1 清選系統(tǒng)勻散導(dǎo)流裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 清選系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)及作業(yè)原理

通用型履帶式油菜收獲機(jī)清選系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，清選氣流由六葉片離心風(fēng)機(jī)提供，振動(dòng)篩前端為波紋式抖動(dòng)板，振動(dòng)篩為雙層式結(jié)構(gòu)，上篩采用魚(yú)鱗篩，下篩采用編織篩，抖動(dòng)板和上下篩通過(guò)篩架尾部的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。物料經(jīng)過(guò)脫粒滾筒后散落在抖動(dòng)板和魚(yú)鱗篩面，脫出物中的油菜籽粒通過(guò)篩面落入輸糧螺旋輸送器并被輸送至糧箱中，小部分物料落入篩尾下方的二次清選螺旋輸送器并被輸送回脫粒、清選系統(tǒng)進(jìn)行二次作業(yè)。如前文所述，為了提高籽粒透篩幾率，需要通過(guò)外部作用來(lái)增加物料的松散度，以星光至勝100型油菜聯(lián)合收獲機(jī)清選系統(tǒng)為參考，在抖動(dòng)板后部、振動(dòng)篩上方增設(shè)兩組勻散導(dǎo)流裝置，如圖1所示。

圖1 帶有勻散導(dǎo)流裝置的清選系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Schematic of structure of cleaning system with uniform dispersion diversion device1.風(fēng)機(jī) 2.導(dǎo)風(fēng)板 3.勻散導(dǎo)流裝置 4.輸糧螺旋輸送器 5.編織篩 6.魚(yú)鱗篩 7.二次清選螺旋輸送器 8.振動(dòng)篩驅(qū)動(dòng)臂

物料在經(jīng)過(guò)滾筒脫粒分離后進(jìn)入清選系統(tǒng)，脫出物在振動(dòng)篩的作用下產(chǎn)生向上的拋擲運(yùn)動(dòng)。勻散導(dǎo)流裝置的導(dǎo)流桿作空間復(fù)合運(yùn)動(dòng)，對(duì)物料運(yùn)動(dòng)進(jìn)行干預(yù)和引導(dǎo)，增加物料間的碰撞，提高物料松散度和均勻性，減小篩分壓力，提高籽粒透篩幾率，作業(yè)過(guò)程示意如圖2所示。

圖2 清選系統(tǒng)作業(yè)過(guò)程示意圖Fig.2 Schematic of process of cleaning system

1.2 勻散導(dǎo)流裝置運(yùn)動(dòng)分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.2.1運(yùn)動(dòng)分析

勻散導(dǎo)流裝置主要由導(dǎo)流桿、驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)、主軸、主軸驅(qū)動(dòng)輪、滾筒以及滾筒驅(qū)動(dòng)輪組成，結(jié)構(gòu)如圖3所示。導(dǎo)流桿在空間中的運(yùn)動(dòng)為繞Y軸往復(fù)擺動(dòng)和繞X軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，同步實(shí)現(xiàn)對(duì)脫出物料群體的勻散、導(dǎo)流和推送：在篩面橫向方向上繞Y軸往復(fù)擺動(dòng)形成對(duì)脫出物料群體運(yùn)動(dòng)的勻散導(dǎo)流，繞X軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)形成對(duì)篩面物料群體的縱向推送。

如圖3所示，主軸驅(qū)動(dòng)輪以恒定角速度在YOZ平面內(nèi)繞X軸旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)以相同的角速度勻速旋轉(zhuǎn)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)上的滑槽與滾子接觸作用，導(dǎo)流桿僅在XOZ平面內(nèi)做往復(fù)擺動(dòng)而并不會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，滾筒獨(dú)立于主軸繞X軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，筒壁與導(dǎo)流桿接觸作用，帶動(dòng)導(dǎo)流桿以相同的角速度繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖3 勻散導(dǎo)流裝置結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)示意圖Fig.3 Schematics of device structure and movement1.滾筒驅(qū)動(dòng)輪 2.導(dǎo)流桿 3.驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié) 4.旋轉(zhuǎn)主軸 5.主軸驅(qū)動(dòng)輪 6.滾筒 7.保持架 8.滾子

當(dāng)主軸驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)過(guò)一定角度后，根據(jù)幾何關(guān)系有

(1)

式中ω——主軸驅(qū)動(dòng)輪角速度，rad/s

α——驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)滑槽傾角，(°)

LOA——主軸驅(qū)動(dòng)輪外圓到點(diǎn)O距離，mm

LOB——導(dǎo)流桿頂端到點(diǎn)O距離(導(dǎo)流桿回轉(zhuǎn)半徑)，mm

β——導(dǎo)流桿擺動(dòng)角，(°)

O——零向量

t——主軸驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間，s

i、j、k——X、Y、Z軸方向上的單位向量

根據(jù)擺環(huán)運(yùn)動(dòng)特性，始終有向量LOB垂直于向量LOA，則

LOBLOA=0

(2)

聯(lián)立式(1)和式(2)可得

tanβ=tanαcos(ωt)

(3)

導(dǎo)流桿頂端在X軸向的移動(dòng)距離為

x=LOBsinβ

(4)

式中x——導(dǎo)流桿頂端在X軸向移動(dòng)距離，mm

將式(3)代入式(4)可得

(5)

則導(dǎo)流桿頂端在X軸方向的速度和加速度分別為

(6)

(7)

式中vx——導(dǎo)流桿頂端在X軸向移動(dòng)速度，mm/s

ax——導(dǎo)流桿頂端在X軸向加速度，mm/s2

此外，導(dǎo)流桿在滾筒帶動(dòng)下在YOZ平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)，則

(8)

式中z——導(dǎo)流桿頂端在Z軸向移動(dòng)距離，mm

y——導(dǎo)流桿頂端在Y軸向移動(dòng)距離，mm

ω2——滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，rad/s

則導(dǎo)流桿頂端在YOZ平面內(nèi)的速度和加速度分別為

(9)

(10)

式中vz——導(dǎo)流桿頂端在Z軸向移動(dòng)速度，mm/s

vy——導(dǎo)流桿頂端在Y軸向移動(dòng)速度，mm/s

az——導(dǎo)流桿頂端在Z軸向向心加速度，mm/s2

ay——導(dǎo)流桿頂端在Y軸向向心加速度，mm/s2

由上述分析可以看出，導(dǎo)流桿的往復(fù)擺動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)主要受導(dǎo)流桿回轉(zhuǎn)半徑LOB、驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)滑槽傾角α、主動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)輪角速度ω以及滾筒角速度ω2的影響。為方便表述和后續(xù)仿真設(shè)置，轉(zhuǎn)換主動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)輪角速度ω為導(dǎo)流桿頂端擺動(dòng)頻率

(11)

式中f——導(dǎo)流桿頂端往復(fù)擺動(dòng)頻率，Hz

轉(zhuǎn)換滾筒角速度ω2為導(dǎo)流桿轉(zhuǎn)速

(12)

式中n2——導(dǎo)流桿轉(zhuǎn)速，r/min

1.2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為保證導(dǎo)流桿擺動(dòng)極限位置在篩面內(nèi)，驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)中心點(diǎn)O到篩面?zhèn)冗吘嚯x為

D≥LOBsinα

(13)

式中D——驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)中心到篩面?zhèn)冗吘嚯x，mm

為保證相鄰導(dǎo)流桿在X軸方向不會(huì)相互干涉，中心距為

L≥2LOBsinα

(14)

式中L——相鄰驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)中心距，mm

設(shè)振動(dòng)篩面寬度為b，則篩面寬度方向上可配置的導(dǎo)流裝置個(gè)數(shù)滿足

2D+(q-1)L≤b

(15)

(16)

式中q——振動(dòng)篩面寬度方向?qū)Я鳁U個(gè)數(shù)

通過(guò)測(cè)量參考機(jī)型清選室尺寸，確定脫粒滾筒最低點(diǎn)到上篩面的距離為260 mm，綜合考慮振動(dòng)篩振幅以及物料群體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中離開(kāi)篩面的高度，設(shè)計(jì)導(dǎo)流桿轉(zhuǎn)動(dòng)中心到端部距離LOB=100 mm?？紤]傳動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性以及振動(dòng)，并參考聯(lián)合收獲機(jī)割刀擺環(huán)機(jī)構(gòu)傾角最佳范圍[21]，設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)滑槽傾角不超過(guò)30°。根據(jù)篩面寬度760 mm，設(shè)計(jì)篩面寬度方向?qū)Я鳁U個(gè)數(shù)為7個(gè)。

油菜脫出物在離開(kāi)抖動(dòng)板后在水平方向上移動(dòng)距離為90～110 mm[22]，因此為了不影響物料在離開(kāi)抖動(dòng)板后的運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)第1組導(dǎo)流桿轉(zhuǎn)動(dòng)中心到抖動(dòng)板端部的距離為160 mm，由于篩分物料量沿著篩面長(zhǎng)度方向遞減，此外若第2組導(dǎo)流桿過(guò)于靠近篩尾，會(huì)降低作用效果，因此設(shè)計(jì)兩組導(dǎo)流桿中心距離為400 mm，具體尺寸如圖4所示。

圖4 裝置位置示意圖Fig.4 Schematic of device position

2 仿真模型與參數(shù)設(shè)置

2.1 清選系統(tǒng)及勻散導(dǎo)流裝置模型

根據(jù)前文設(shè)計(jì)在SolidWorks軟件中建立清選系統(tǒng)以及勻散導(dǎo)流裝置三維模型，其中魚(yú)鱗篩開(kāi)度為40°，編織篩孔尺寸為10 mm×10 mm，篩面傾角為3°，篩面長(zhǎng)度為850 mm。在運(yùn)用離散元方法探究谷物振動(dòng)篩分的仿真研究中，常采用減小篩面寬度的方法來(lái)降低計(jì)算量[7,23-24]。本文研究目的為探究勻散導(dǎo)流裝置對(duì)篩面物料的疏松和分層作用對(duì)清選性能的影響，由于振動(dòng)篩作業(yè)時(shí)沒(méi)有橫向位移，且其結(jié)構(gòu)在寬度方向上對(duì)稱，篩面寬度對(duì)篩上物料的運(yùn)動(dòng)規(guī)律幾乎沒(méi)有影響，因此綜合考慮，將篩面寬度設(shè)為200 mm。在ANSYS Workbench軟件的Meshing模塊中采用四面體非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格法對(duì)三維模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分[25-26]，設(shè)置網(wǎng)格最小單元尺寸為2 mm，對(duì)魚(yú)鱗篩面進(jìn)行網(wǎng)格加密，共生成28 241 332個(gè)網(wǎng)格，平均質(zhì)量0.84，網(wǎng)格結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 清選系統(tǒng)網(wǎng)格模型Fig.5 Grid model of cleaning system

2.2 顆粒離散元模型

油菜收獲滾筒脫出物主要可分為3類：油菜籽粒、角果殼和莖稈，如圖6所示。根據(jù)實(shí)際外形尺寸建立離散元模型。油菜籽粒平均直徑為2 mm，千粒質(zhì)量4.2 g；莖稈平均長(zhǎng)度50 mm，直徑6 mm；角果殼平均長(zhǎng)度45 mm，近似寬度與厚度為3 mm。

各材料力學(xué)特性參數(shù)及相互間接觸作用系數(shù)如表1、2所示[27-28]。

表1 物料力學(xué)特性參數(shù)Tab.1 Mechanical properties of materials

表2 各材料間接觸系數(shù)Tab.2 Contact coefficient between materials

2.3 仿真參數(shù)設(shè)置

EDEM軟件中的基礎(chǔ)接觸模型采用 Hertz-Mindlin 無(wú)滑動(dòng)模型，為了避免寬度縮減造成振動(dòng)篩兩側(cè)壁面對(duì)物料運(yùn)動(dòng)的影響，將計(jì)算區(qū)域的X軸方向設(shè)為周期邊界條件，即當(dāng)有顆粒離開(kāi)一側(cè)壁面的計(jì)算區(qū)域時(shí)，會(huì)從另一側(cè)壁面進(jìn)入計(jì)算區(qū)域。該機(jī)型正常作業(yè)時(shí)振動(dòng)篩頻率為6 Hz，振幅21 mm，振動(dòng)方向角30°。設(shè)定EDEM中時(shí)間步長(zhǎng)是Rayleigh步長(zhǎng)的25%。在Fluent中選擇標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型，求解器類型選定為壓力基非穩(wěn)態(tài)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為950 r/min，時(shí)間步長(zhǎng)為EDEM中的50倍。

根據(jù)前期田間試驗(yàn)結(jié)果，該機(jī)型以正常作業(yè)速度收獲高密高產(chǎn)油菜時(shí)，進(jìn)入割臺(tái)螺旋輸送器的油菜植株生物量約為7 kg/s，其中進(jìn)入清選系統(tǒng)的脫出物質(zhì)量約占41%，脫出物各成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為籽粒43%、角果殼22%、莖稈31%、其他雜余4%，設(shè)定EDEM中的顆粒工廠連續(xù)生成脫出物總時(shí)間為4 s。為避免表述歧義，文中的喂入量均指由脫粒滾筒進(jìn)入清選系統(tǒng)的脫出物質(zhì)量。

在EDEM中設(shè)置4個(gè)統(tǒng)計(jì)區(qū)域，如圖7所示。其中籽粒透篩統(tǒng)計(jì)區(qū)域位于編織篩下方，劃分為50×10個(gè)子區(qū)域，分別對(duì)應(yīng)于編織篩的篩孔，用于統(tǒng)計(jì)籽粒透篩數(shù)量和位置。籽粒統(tǒng)計(jì)區(qū)域1用于統(tǒng)計(jì)收集到的籽粒以及雜物質(zhì)量，籽粒統(tǒng)計(jì)區(qū)域2用于統(tǒng)計(jì)通過(guò)篩尾進(jìn)入二次脫粒清選的籽粒及雜物質(zhì)量，篩尾損失統(tǒng)計(jì)區(qū)域用于統(tǒng)計(jì)清選過(guò)程中被排出機(jī)體的籽粒個(gè)數(shù)。

圖7 各統(tǒng)計(jì)區(qū)域示意圖Fig.7 Schematic representation of each statistical area

3 仿真結(jié)果分析

3.1 原機(jī)清選仿真結(jié)果

根據(jù)前述參數(shù)設(shè)置進(jìn)行仿真，由各統(tǒng)計(jì)區(qū)域計(jì)算清選損失率為8.81%，含雜率5.17%，已超過(guò)油菜聯(lián)合收獲作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。圖8為清選過(guò)程中篩面物料運(yùn)動(dòng)情況，由于脫出物量增加，篩上物料產(chǎn)生層疊和堆積，篩孔被大量的角果殼以及短莖稈所覆蓋，處于物料中上層的籽粒透篩機(jī)率降低，易隨篩面雜物一起向后運(yùn)動(dòng)并被拋出機(jī)體外。圖8a、8b分別為篩前和篩尾處的物料堆積情況，圖8c為篩尾處去除角果殼和莖稈后單獨(dú)顯示籽粒的運(yùn)動(dòng)情況，可以看出，沿篩面縱向方向上，籽粒和雜物間均有不同程度的摻雜和裹挾，在篩尾處仍然有較多的籽粒無(wú)法透篩，造成損失。

圖8 篩面物料堆積情況示意圖Fig.8 Schematics of material accumulation on screen

根據(jù)籽粒透篩位置和數(shù)量建立分布圖，如圖9所示。可以看出，籽粒的透篩位置多分布于振動(dòng)篩前半段，尤其集中于抖動(dòng)板與振動(dòng)篩承接區(qū)域內(nèi)。原因是由于在清選開(kāi)始時(shí)刻，下落的物料并未在篩面產(chǎn)生堆積，籽粒透篩率較高，隨著物料層厚度的增加，籽粒與雜物的裹挾摻雜程度加劇，透篩率下降明顯。

圖9 籽粒透篩位置分布Fig.9 Oilseed penetration distribution

3.2 帶有勻散導(dǎo)流裝置清選仿真結(jié)果

3.2.1篩面氣流速度對(duì)比

為了明確增設(shè)勻散導(dǎo)流裝置后篩面的流場(chǎng)變化，提取原機(jī)與增設(shè)裝置后篩面區(qū)域截面氣流速度矢量圖，如圖10所示。

圖10 X軸向篩面氣流速度對(duì)比Fig.10 Comparison of screen region air velocity of X axis

從圖10可以看出，原機(jī)在魚(yú)鱗篩面上方30 mm區(qū)域內(nèi)的X軸向氣流速度為4.1～4.5 m/s，增設(shè)勻散導(dǎo)流裝置后，魚(yú)鱗篩面上方30 mm區(qū)域內(nèi)的X軸向氣流速度為4.3～4.6 m/s，且氣流方向基本保持一致，由此可以明確增設(shè)導(dǎo)流裝置后并不會(huì)對(duì)篩面區(qū)域內(nèi)的氣流速度和方向造成不利影響。

3.2.2清選結(jié)果分析

根據(jù)前文仿真參數(shù)，保持振動(dòng)篩振頻、振幅和振動(dòng)方向角不變，設(shè)定導(dǎo)流桿擺動(dòng)頻率為6 Hz、驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)滑槽傾角為15°以及導(dǎo)流桿轉(zhuǎn)速為100 r/min，在同等脫出物喂入量下進(jìn)行清選仿真對(duì)比試驗(yàn)，最終清選損失率為5.74%、含雜率3.25%，對(duì)比原機(jī)清選結(jié)果，損失率和含雜率均有所降低。

圖11虛線為導(dǎo)流桿頂端運(yùn)動(dòng)軌跡，可以看出，導(dǎo)流桿運(yùn)動(dòng)軌跡所形成的環(huán)扣能夠深入篩面上的物料群體，對(duì)其產(chǎn)生沿篩面橫向和縱向的導(dǎo)流作用。

圖11 導(dǎo)流桿運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖Fig.11 Schematic of diversion rod movement trajectory

圖12為原機(jī)清選系統(tǒng)與增設(shè)勻散導(dǎo)流裝置后清選過(guò)程中籽粒和角果殼以及莖稈之間的碰撞次數(shù)，可以看出，在增設(shè)勻散導(dǎo)流裝置后，籽粒與角果殼以及莖稈之間的碰撞次數(shù)增加明顯，根據(jù)前文所述，增加振動(dòng)篩分過(guò)程中物料間的無(wú)規(guī)則碰撞次數(shù)將有利于物料達(dá)到松散狀態(tài)，有利于提高籽粒透篩幾率。

圖12 籽粒與角果及莖稈碰撞次數(shù)對(duì)比Fig.12 Comparison of numbers of oilseed and pod and stalk collision

為提高篩面清選性能，應(yīng)當(dāng)提高篩面前端與抖動(dòng)板銜接區(qū)域的脫出物運(yùn)移速度，使該區(qū)域內(nèi)的物料快速后移和離散均布，減輕篩前壓力，提高篩面中段的篩分作用。

提取1.2～3.5 s內(nèi)篩前端區(qū)域油菜籽粒在Y軸方向上的平均速度，原機(jī)與增設(shè)勻散導(dǎo)流裝置后的籽粒運(yùn)動(dòng)速度變化對(duì)比如圖13所示。可以看出，在勻散導(dǎo)流裝置的作用下，油菜籽粒在Y軸向的平均運(yùn)移速度較原機(jī)整體提升明顯，利于其向后推送。

圖13 篩面籽粒Y軸方向平均速度對(duì)比Fig.13 Comparison of oilseed average velocity in Y direction on sieve surface

根據(jù)籽粒透篩位置和數(shù)量建立分布圖，如圖14所示。由圖14可以看出，在同樣的作業(yè)條件下，增設(shè)勻散導(dǎo)流裝置后，籽粒在篩面橫向位置上的透篩分布更加均勻且數(shù)量明顯增多，同時(shí)籽粒的透篩位置在篩面縱向方向上也有延伸，緩解了篩面前端的清選壓力。

圖14 增設(shè)勻散導(dǎo)流裝置后籽粒透篩位置分布Fig.14 Oilseed penetration distribution after installation of device

結(jié)合圖12～14可以看出，篩面勻散導(dǎo)流裝置的復(fù)合運(yùn)動(dòng)可以增加物料群體間的碰撞次數(shù)，提高籽粒和雜物的離散程度，有效解決物料堆積、分層能力減弱所造成的籽粒透篩困難問(wèn)題，提高籽粒透篩幾率和透篩分布均勻性，有效降低清選損失率。同時(shí)物料群的疏松也利于氣流作用于其內(nèi)部，提升風(fēng)選效果，降低含雜率。

3.3 勻散導(dǎo)流裝置參數(shù)單因素試驗(yàn)

根據(jù)前文分析，在收獲高密高產(chǎn)油菜時(shí)，勻散導(dǎo)流裝置有利于降低清選損失率和含雜率，提升清選作業(yè)質(zhì)量，根據(jù)式(5)和式(8)可以看出，導(dǎo)流桿擺動(dòng)頻率f、導(dǎo)流桿轉(zhuǎn)速n2以及驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)滑槽傾角α?xí)?duì)導(dǎo)流桿在X、Y、Z軸方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)造成影響，進(jìn)而影響勻散導(dǎo)流裝置對(duì)物料群體的作用。為了研究這3個(gè)因素對(duì)清選作業(yè)性能的影響規(guī)律，以清選損失率Y1和清選含雜率Y2為評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

3.3.1導(dǎo)流桿擺動(dòng)頻率對(duì)清選性能的影響

在導(dǎo)流桿轉(zhuǎn)速100 r/min、滑槽傾角15°時(shí)進(jìn)行導(dǎo)流桿擺動(dòng)頻率單因素試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)擺動(dòng)頻率低于5 Hz時(shí)，根據(jù)式(6)和式(11)計(jì)算得到的導(dǎo)流桿頂端在篩面橫向運(yùn)動(dòng)速度較低，對(duì)物料群體的運(yùn)動(dòng)影響不大，因此截選擺動(dòng)頻率從6 Hz開(kāi)始時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果，如圖15所示。由圖15可以看出，隨著擺動(dòng)頻率的增加，損失率先逐漸降低再升高，含雜率先下降后再快速增加。當(dāng)擺動(dòng)頻率升高時(shí)，導(dǎo)流桿對(duì)篩面物料的橫向作用次數(shù)增加，提高了籽粒與物料的離散程度，增加透篩率，降低了損失。但是當(dāng)擺動(dòng)頻率過(guò)高時(shí)，物料在篩面橫向方向運(yùn)動(dòng)次數(shù)過(guò)多，阻礙了物料的后移，物料堆積影響籽粒透篩，增加了損失率。擺動(dòng)頻率增加，利于篩前物料分層稀疏，提高了氣流對(duì)于物料中雜余的作用效果，降低了含雜率，但是同樣地，過(guò)高的擺動(dòng)頻率影響了物料群體后移，增加了物料的透篩次數(shù)，雜余透篩幾率增加，使含雜率有所增加。因此，選取導(dǎo)流桿擺動(dòng)頻率9～12 Hz作為多因素試驗(yàn)水平范圍。

圖15 不同導(dǎo)流桿擺動(dòng)頻率下的清選性能曲線Fig.15 Cleaning performance of different diversion rod oscillation frequencies

3.3.2導(dǎo)流桿轉(zhuǎn)速對(duì)清選性能的影響

根據(jù)前述仿真試驗(yàn)結(jié)果，原機(jī)清選篩面籽粒在篩面縱向的平均運(yùn)動(dòng)速度為0.4～0.6 m/s，為了避免導(dǎo)流桿進(jìn)入物料層后對(duì)物料的后移造成阻礙，需要確保導(dǎo)流桿端部的運(yùn)動(dòng)線速度大于0.6 m/s。導(dǎo)流桿端部點(diǎn)B線速度為

(17)

式中vB——導(dǎo)流桿端部點(diǎn)B線速度，mm/s

根據(jù)設(shè)計(jì)的導(dǎo)流桿長(zhǎng)度LOB=100 mm，由式(17)計(jì)算得到導(dǎo)流桿轉(zhuǎn)速需要大于60 r/min。

在導(dǎo)流桿擺動(dòng)頻率12 Hz、滑槽傾角15°時(shí)進(jìn)行導(dǎo)流桿轉(zhuǎn)速單因素試驗(yàn)，結(jié)果如圖16所示。由圖16可以看出，隨著轉(zhuǎn)速的增加，損失率逐漸降低后再迅速升高，含雜率隨著轉(zhuǎn)速提高先略有降低，隨后再逐漸增加。當(dāng)導(dǎo)流桿轉(zhuǎn)速增加，導(dǎo)流桿對(duì)物料群體的疏松作用有所提升，同時(shí)提高了物料群體的后移速度，緩解了篩前清選壓力，利于籽粒與雜余分離，提高籽粒透篩幾率，降低損失。但是當(dāng)轉(zhuǎn)速過(guò)大時(shí)，導(dǎo)流桿會(huì)造成物料回帶，影響物料整體后移，導(dǎo)致篩前物料有所堆積，減少了籽粒透篩幾率，增加了損失率。同時(shí)影響了氣流的分選效果，增加了含雜率。因此，選擇導(dǎo)流桿轉(zhuǎn)速80～120 r/min作為多因素試驗(yàn)水平范圍。

圖16 不同導(dǎo)流桿轉(zhuǎn)速下的清選性能曲線Fig.16 Cleaning performance of different diversion rod rotation speeds

3.3.3滑槽傾角對(duì)清選性能的影響

根據(jù)前文分析，滑槽傾角影響導(dǎo)流桿在篩面的橫向運(yùn)動(dòng)距離，在相同的擺動(dòng)頻率下，傾角增加使得導(dǎo)流桿橫向運(yùn)動(dòng)速度增加，雖然提升了對(duì)物料的碰撞強(qiáng)度，但同時(shí)也增加了物料的橫向運(yùn)動(dòng)距離，因此滑槽傾角不宜過(guò)大。此外，為了降低擺動(dòng)方向改變時(shí)導(dǎo)流桿在驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)上的受力，提高運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性，參考聯(lián)合收獲機(jī)割刀擺環(huán)機(jī)構(gòu)傾角最佳范圍，確定滑槽傾角不超過(guò)30°，在單因素試驗(yàn)中設(shè)置為 5°～25°。

在導(dǎo)流桿擺動(dòng)頻率15 Hz、轉(zhuǎn)速100 r/min時(shí)進(jìn)行導(dǎo)流桿滑槽傾角單因素試驗(yàn)，結(jié)果如圖17所示。由圖17可以看出，隨著滑槽傾角的增加，損失率先有明顯降低后再升高。含雜率先略有下降，隨后再緩慢上升。隨著滑槽傾角的增大，導(dǎo)流桿在篩面橫向方向上的作用區(qū)域增大，增加了導(dǎo)流桿對(duì)物料的作用范圍，增加了物料間的碰撞次數(shù)，利于物料分層稀疏，增加籽粒透篩率。當(dāng)滑槽傾角過(guò)大時(shí)，導(dǎo)流桿對(duì)物料群體的作用過(guò)激，反而影響了籽粒的透篩，增加了物料在篩面橫向方向的運(yùn)動(dòng)距離，影響物料向后輸送，增加了篩分損失率和含雜率。因此，選擇滑槽傾角10°～20°作為多因素試驗(yàn)水平范圍。

圖17 不同驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)滑槽傾角下的清選性能曲線Fig.17 Cleaning performance of different joint chute inclination angles

3.4 勻散導(dǎo)流裝置參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)

3.4.1試驗(yàn)方法

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果所確定的各因素水平范圍如表3所示。以損失率Y1和清選含雜率Y2作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，開(kāi)展三因素三水平二次回歸正交組合試驗(yàn)[29]。試驗(yàn)方案包括17個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，其中12個(gè)分析因子，5個(gè)零點(diǎn)估計(jì)誤差，試驗(yàn)方案和結(jié)果如表4所示，X1、X2、X3為因素編碼值。

表3 試驗(yàn)因素編碼Tab.3 Code of experimental factors

表4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及結(jié)果Tab.4 Test design and results

3.4.2試驗(yàn)結(jié)果與分析

對(duì)清選損失率Y1和清選含雜率Y2與試驗(yàn)因素X1、X2、X3間的關(guān)系進(jìn)行二次多元擬合，并對(duì)回歸模型進(jìn)行方差分析和回歸系數(shù)顯著性檢驗(yàn)，結(jié)果如表5所示。

表5 回歸方程方差分析Tab.5 Variance analysis of regression equation

(1)清選損失率回歸模型建立與顯著性分析

Y1=4.11-1.15X1-0.35X2-0.31X3+0.21X1X2-

(18)

根據(jù)圖18a可以看出，當(dāng)滑槽傾角X3處于0水平(15°)時(shí)，擺動(dòng)頻率X1增大，損失率Y1降低，導(dǎo)流桿轉(zhuǎn)速X2增大，損失率Y1降低。在X1的各個(gè)水平下，當(dāng)X2增加時(shí)，Y1呈現(xiàn)不同幅度的變化。當(dāng)X1處于低水平時(shí)，Y1隨X2的降低趨勢(shì)更為明顯。

圖18 交互作用對(duì)損失率影響的響應(yīng)面Fig.18 Response surfaces of impact of interaction on loss rate

圖18b中，當(dāng)轉(zhuǎn)速X2處于0水平(100 r/min)時(shí)，擺動(dòng)頻率X1增大，損失率Y1先降低后升高，滑槽傾角X3增大，損失率Y1降低，響應(yīng)面曲線沿X1方向的變化更快。在X1的各個(gè)水平下，當(dāng)X3增加時(shí)，Y1呈現(xiàn)不同幅度的變化。當(dāng)X1處于高水平時(shí)，Y1隨X3增大所表現(xiàn)出的降低趨勢(shì)更為明顯。同樣的，當(dāng)X3處于高水平時(shí)，X1的增大也會(huì)導(dǎo)致Y1出現(xiàn)更為明顯的變化趨勢(shì)。

圖18c中，當(dāng)擺動(dòng)頻率X1處于0水平(12 Hz)時(shí)，轉(zhuǎn)速X2增大，損失率Y1逐漸降低，滑槽傾角X3增大，損失率Y1降低，響應(yīng)面曲線沿X3方向的變化更快。當(dāng)X2處于高水平時(shí)，Y1隨X3增大所表現(xiàn)出的降低趨勢(shì)更為明顯。

分析產(chǎn)生這種交互作用的原因是隨著導(dǎo)流桿擺動(dòng)頻率、轉(zhuǎn)速以及滑槽傾角的增加，勻散導(dǎo)流裝置對(duì)物料群體的作用強(qiáng)度加大，籽粒與其他物料之間的碰觸次數(shù)增加，提高了松散度，籽粒透篩幾率增加，降低了清選損失率。各因素對(duì)清選損失率的影響有所區(qū)別，其中以導(dǎo)流桿擺動(dòng)頻率影響最大，主要原因是擺動(dòng)頻率決定了導(dǎo)流桿運(yùn)動(dòng)所形成的軌跡環(huán)扣在篩面橫向方向上的運(yùn)動(dòng)次數(shù)，隨著頻率提高，運(yùn)動(dòng)次數(shù)增加，導(dǎo)流桿對(duì)物料群體的作用次數(shù)相應(yīng)增加，增強(qiáng)了單位時(shí)間內(nèi)導(dǎo)流桿的作用強(qiáng)度，當(dāng)喂入量提高，脫出物料群體密度增大時(shí)作用效果更為明顯。

(2)清選含雜率回歸模型建立與顯著性分析

Y2=4.26+1.2X1+0.46X2+0.1X3-0.32X1X2+

(19)

根據(jù)圖19a可以看出，當(dāng)滑槽傾角X3處于0水平(15°)時(shí)，導(dǎo)流桿擺動(dòng)頻率X1增大，含雜率Y2增加，轉(zhuǎn)速X2增大，含雜率Y2增加。曲面沿X1方向變化更快。當(dāng)X1處于低水平時(shí)，Y2隨X2增大所表現(xiàn)出的增加趨勢(shì)更為明顯。同樣的，當(dāng)X2處于低水平時(shí)，Y2隨X1增大所表現(xiàn)出的增加趨勢(shì)更為明顯。導(dǎo)流桿頻率增加，增加了單位時(shí)間內(nèi)導(dǎo)流桿運(yùn)動(dòng)所形成環(huán)扣在篩面橫向運(yùn)動(dòng)次數(shù)，增加了對(duì)物料群體的作用次數(shù)，雜余透篩幾率增加。導(dǎo)流桿轉(zhuǎn)速增大，相鄰導(dǎo)流桿作用間隔減小，在高頻擺動(dòng)下會(huì)對(duì)物料運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻礙，增加了雜物的觸篩次數(shù)和透篩幾率，增加了含雜率。

圖19b中，當(dāng)轉(zhuǎn)速X2處于0水平(100 r/min)時(shí)，擺動(dòng)頻率X1增大，含雜率Y2增加，滑槽傾角X3增大，含雜率Y2逐漸增加，響應(yīng)面曲線沿X1方向的變化更快。在X3的各個(gè)水平下，當(dāng)X1增加時(shí)，Y2均快速增加。當(dāng)X1處于低水平時(shí)，Y2隨X3的增加所表現(xiàn)出的增加趨勢(shì)較為平緩，當(dāng)X1處于高水平時(shí)，Y2隨X3的增加逐漸增大。產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是當(dāng)導(dǎo)流桿擺動(dòng)頻率較高時(shí)，在同一導(dǎo)流桿轉(zhuǎn)速下，滑槽傾角增大使得導(dǎo)流桿的運(yùn)動(dòng)區(qū)域快速增大，對(duì)物料群體的作用覆蓋范圍增加，導(dǎo)致更多的雜物透篩，提高了含雜率。

圖19c中，當(dāng)擺動(dòng)頻率X1處于0水平(12 Hz)時(shí)，轉(zhuǎn)速X2增大，含雜率Y2逐漸增加。當(dāng)X2處于低水平時(shí)，滑槽傾角X3增大，含雜率Y2增加，當(dāng)X2處于高水平時(shí)，Y2均處于高值，隨X3的增加略微變化。產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是當(dāng)導(dǎo)流桿轉(zhuǎn)速較低時(shí)，滑槽傾角增加提高了導(dǎo)流桿在篩面橫向上的作用距離，提高了物料的作用范圍，增加了雜物透篩，提高了含雜率。當(dāng)導(dǎo)流桿轉(zhuǎn)速較高時(shí)，導(dǎo)流桿對(duì)物料群體作用增加，雜物透篩概率整體上有所提升，此時(shí)滑槽傾角增大在一定程度上提高了物料層的松散程度，有利于氣流作用于料層內(nèi)部，提高氣流對(duì)物料的分選效果，利于降低含雜率。

圖19 交互作用對(duì)含雜率影響的響應(yīng)面Fig.19 Response surfaces of impact of interaction on impurity rate

3.4.3參數(shù)組合優(yōu)化

為了提高勻散導(dǎo)流裝置的性能，提高大喂入量條件下的清選作業(yè)質(zhì)量，以清選損失率和含雜率最小為優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)導(dǎo)流桿擺動(dòng)頻率、導(dǎo)流桿轉(zhuǎn)速和滑槽傾角進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，結(jié)合約束條件，建立目標(biāo)及約束函數(shù)

(20)

通過(guò)Design-Expert軟件進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化求解，優(yōu)化后的最佳參數(shù)組合為：導(dǎo)流桿擺動(dòng)頻率12.5 Hz、導(dǎo)流桿轉(zhuǎn)速120 r/min、滑槽傾角20°，對(duì)應(yīng)清選損失率3.62%，含雜率4.31%。

為驗(yàn)證參數(shù)組合優(yōu)化結(jié)果的正確性，建立滑槽傾角為20°的驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)及勻散導(dǎo)流裝置模型，導(dǎo)入EDEM軟件中進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，設(shè)置導(dǎo)流桿擺動(dòng)頻率12 Hz、導(dǎo)流桿轉(zhuǎn)速120 r/min，共進(jìn)行3次試驗(yàn)取平均值，試驗(yàn)結(jié)果為清選損失率3.82%、含雜率4.18%，與優(yōu)化結(jié)果相符。

4 臺(tái)架試驗(yàn)

4.1 試驗(yàn)材料和方法

為驗(yàn)證勻散導(dǎo)流裝置仿真試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性，根據(jù)前文分析結(jié)果加工勻散導(dǎo)流裝置實(shí)物，如圖20所示，并在搭建的脫粒清選試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，如圖21所示。

圖20 勻散導(dǎo)流裝置實(shí)物圖Fig.20 Picture of uniform dispersion diversion device

圖21 臺(tái)架試驗(yàn)Fig.21 Bench test

在田間收集滾筒脫出物作為臺(tái)架試驗(yàn)材料，試驗(yàn)油菜品種為浙油51，莖稈含水率53.8%，籽粒含水率30.6%，千粒質(zhì)量4.11 g。根據(jù)仿真參數(shù)設(shè)置，每次試驗(yàn)將12 kg的脫出混合物均勻放于輸送帶上，人工鋪放物料時(shí)靠近割臺(tái)一端空余1 m，用以輸送帶加速至設(shè)定的線速度，余下4 m均勻鋪放物料，設(shè)定輸送帶線速度為1 m/s，各作業(yè)參數(shù)和仿真試驗(yàn)保持一致，臺(tái)架試驗(yàn)共重復(fù)5次。

4.2 試驗(yàn)結(jié)果

臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

表6 臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比Tab.6 Comparison of bench test results %

從表6可以看出，當(dāng)增設(shè)勻散導(dǎo)流裝置在最優(yōu)結(jié)構(gòu)和作業(yè)參數(shù)條件下，清選損失率和含雜率結(jié)果均符合油菜聯(lián)合收獲作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中損失率相較原清選系統(tǒng)降低49.8%，含雜率相較原清選系統(tǒng)降低34.7%，表明應(yīng)用所設(shè)計(jì)的篩面物料導(dǎo)流裝置可以解決因喂入量增加而導(dǎo)致的籽粒難以透篩的問(wèn)題，能夠有效提升清選系統(tǒng)作業(yè)性能，滿足履帶式聯(lián)合收獲機(jī)進(jìn)行高密高產(chǎn)油菜收獲的清選作業(yè)需求。

5 結(jié)論

(1)設(shè)計(jì)了一種適用于履帶式油菜聯(lián)合收獲機(jī)的篩面物料勻散導(dǎo)流裝置，有效提高了篩面物料分層速度、提升了籽粒與雜質(zhì)的離散程度、提高了篩分均勻性，有效解決了高密高產(chǎn)油菜收獲作業(yè)條件下篩面物料堆積問(wèn)題，提高了清選作業(yè)質(zhì)量。

(2)通過(guò)對(duì)勻散導(dǎo)流裝置作業(yè)過(guò)程的理論分析，明確了影響其作業(yè)性能的關(guān)鍵參數(shù)為導(dǎo)流桿擺動(dòng)頻率、導(dǎo)流桿轉(zhuǎn)速以及驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)滑槽傾角，并確定了各參數(shù)試驗(yàn)水平。

(3)通過(guò)離散元仿真與二次回歸正交組合試驗(yàn)相結(jié)合，以導(dǎo)流桿擺動(dòng)頻率、導(dǎo)流桿轉(zhuǎn)速、驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)滑槽傾角為試驗(yàn)因素，以清選損失率、清選含雜率為性能評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行仿真試驗(yàn)，確定了影響清選系統(tǒng)作業(yè)性能的裝置最優(yōu)作業(yè)和結(jié)構(gòu)參數(shù)組合為：導(dǎo)流桿擺動(dòng)頻率12.5 Hz、導(dǎo)流桿轉(zhuǎn)速120 r/min、滑槽傾角20°。

(4)臺(tái)架對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表明，在高密高產(chǎn)油菜喂入量條件下，增設(shè)勻散導(dǎo)流裝置后的清選損失率為3.97%，含雜率為3.71%，對(duì)比原機(jī)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)結(jié)果，損失率降低49.8%，含雜率降低34.7%，表明改進(jìn)優(yōu)化后的清選系統(tǒng)能夠滿足履帶式聯(lián)合收獲機(jī)在高密高產(chǎn)油菜收獲作業(yè)條件下的低損高效清選要求。