油菜联合收获机籽粒破碎离散元仿真与切碎抛送装置优化

摘要

针对自主研发的油菜联合收获机切碎抛送过程中油菜籽粒易破碎导致作业损失增大的问题，开展籽粒破碎离散元仿真与切碎抛送装置的优化。基于离散元法构建油菜籽粒粘结模型并开展单轴压缩试验，通过最陡爬坡试验和Box-Behnken试验标定油菜籽粒粘结模型的最优参数组合，其法向刚度系数、切向刚度系数、临界法向应力、临界切向应力分别为7.0×109 N/m、6.82×109 N/m、6.61×1010 Pa、8.18×1010 Pa时，油菜籽粒破碎载荷仿真值为12.67 N，与物理值的相对误差为3.59%。结合油菜籽粒粘结模型，建立油菜联合收获机切碎抛送装置的仿真模型，以滚筒转速、切碎间隙、切刀数量为试验因素进行Box-Behnken试验，确定切碎抛送装置的最优参数组合，结果显示：切碎抛送装置的最优参数组合为滚筒转速450 r/min、切碎间隙30 mm、切刀数量10把。切碎抛送装置台架试验结果表明，随着切碎滚筒的转速增加，切碎抛送装置油菜籽粒破碎率呈增长趋势。田间试验结果表明，油菜联合收获机切碎抛送装置油菜籽粒平均破碎率为0.82%，切碎抛送装置作业顺畅。

关键词

油菜 / 联合收获机 / 切碎抛送装置 / 籽粒破碎 / 离散元仿真