小型平面振动筛分装置的设计与参数优化-应用力学学报.PDF

第 31 卷 第2 期 应 用 力 学 学 报 Vol.31 No.2 2014 年 4 月 CHINESE JOURNAL OF APPLIED MECHANICS Apr. 2014 文章编号：1000- 4939(2014) 02-0294-05 小型平面振动筛分装置的设计与参数优化 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 李骅 钱燕 尹文庆 刘乐 熊敏 (1 南京农业大学工学院 210031 南京；2 江苏省高等学校智能化农业装备重点实验室 210031 南京) 摘要：为适应丘陵小田块农作物收获作业时清选分离的需要，设计了一款小型单风机单筛体、结 构紧凑的平面振动清选装置。运用机械系统动力学分析软件(ADAMS) ，分析了筛体主要部件参数 变化对其运动的影响规律；运用该软件的数值分析功能，对所设计筛分装置的结构参数进行了优 化。结果表明：曲柄转速与曲柄长度是影响筛面加速度的两个最敏感因素；此款小型筛分装置的 曲柄长度为25mm 、转速为 360r/min 时，筛面加速度增加 22 % 。 关键词：平面振动筛；设计；优化；结构参数；ADAMS 中图分类号：S225.4 文献标识码：A DOI ：10.11776/cjam.31.02.C039 1 引 言 我国多丘陵地形，且农业上主要采用以家庭为单 位的耕作模式，因而小型农业装备具有广泛的应用前 景。收获是农作物耕作的重要环节，现代联合收割机 工作时，谷物经过脱粒系统脱粒后，再进入清选系统 进行清选。清选效率和清洁率是衡量其作业效果的主 要指标，而现代联合收割机主要采用平面振动筛分装 置进行清选，因此设计一款结构紧凑、清选效率高的 筛分装置是联合收割机设计的重要环节。 国内外不少学者运用现代设计理论与方法对 1-风机(fan) ；2-鱼鳞筛(fish scale sieve) ；3- 曲柄(crank)；4-机架(chassis)； 5-带轮(belt wheel)；6-皮带(belt) ；7-链轮(sprocket wheel) ；8-连杆(link)； [1-6] 清选装置进行了设计与分析 ，并在试验台上进行 9-摇杆(rocker) ；10-张紧轮(tensioner)；11-带-链轮(belt-sprocket wheel) ； 了多因素的试验，对设计进行了优化与改进[7-9] 。为 12-链条(chain) 图 1 风机-平面振动清选装置简图 此，本文在对国内小型全喂入联合收割机清选装置 Fig.1 Diagram of air and screen cleaning mechanism 构型进行分析的基础上，设计了一款小型平面振动 筛分装置；运用 ADAMS 分析了清选装置主要参数 2 总体设计 对其运动的影响；并在此基础上，对主要参数进行 目前联合收割机广泛采用风筛式清选机构，风 了优化。 基金项目：国家自然科学基金 ；江苏省农机启动基金(GXZ05017) 收稿日期：2013-08-07 修回日期：2014-01-09 第一作者简介：李骅，男，1972 年生，博士，南京农业大学，副教授；研究方向——农业装备现代设计理论与方法。 通讯作者：尹文庆， E-mail ：Yinwq@ 第 2 期 李骅，等：小型平面振动筛分装置的设计与参数优化 295 机一般采用