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基于黄牛舌尖丝状乳突结构的仿生脱粒齿形设计与试验

付君; 张屹晨; 陈志; 任露泉; 程超 吉林大学生物与农业工程学院; 长春130022; 中国农业机械化科学研究院; 北京100083; 吉林大学工程仿生教育部重点实验室; 长春130022
小麦   机械脱粒   黄牛舌尖   丝状乳突   仿生齿形  

摘要:为解决小麦机械脱粒过程中脱净率低的问题,以牛舌舌尖表面丝状乳突结构为仿生原型,开展了小麦仿生脱粒齿形设计与试验。对牛舌舌尖表面进行形貌特征观测,发现舌尖表面丝状乳突分布密度大,结构特征明显,丝状乳突的轮廓呈圆锥状,下粗上细,整体相对粗壮,尖部呈半球形,与牛舌表面呈35°~40°夹角,向口腔方向倾斜。构建“乳突-物料”接触工作界面,包括完全分离、初始接触、乳突插入物料及完全接触4个过程。基于丝状乳突结构特征参数,构建仿生齿形模型,进行单仿生齿形脱粒仿真试验,得到单仿生齿形脱粒最优参数组合:放大比例为2.5、行进速度为15mm/s、倾角为38°、接触位置为齿形全高度的0.2倍处、材料为Q345碳钢。设计了仿生脱粒齿形试验部件及台架,进行仿生脱粒齿形正交试验,并对脱粒过程进行摄像分析。结果表明,仿生脱粒齿形试验部件的脱粒性能良好,脱净率介于97.5%~99.5%之间;最优结构参数组合为:放大比例2.565、倾角39.8°、脱粒间隙9.11mm。

简介:《农业机械学报》(CN:11-1964/S)是一本有较高学术价值的大型月刊,自创刊以来,选题新奇而不失报道广度,服务大众而不失理论高度。颇受业界和广大读者的关注和好评。

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