科创中国
玉米籽粒收获机风筛清装置工作机理及优化设计
成果类型：: 实用新型专利
发布时间: 2023-06-12 14:02:46
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 陈梦竹 | 2023-06-12 14:02:46
我国是世界第二大玉米生产国和主要消费国，2019年，全国玉米播种面积为41284千公顷，玉米产量为26077万吨。玉米作为粮食、饲料来源，需求量巨大。尤其是随着放开玉米进口的呼声提高，我国玉米产业正面临着严重冲击。在玉米生产中，同玉米精播和施肥等相比，玉米收获阶段的机械化水平还很低，远远落后于同为旱田作物的小麦，玉米机械化收获还存在较大的提升空间。由于玉米收获时籽粒含水率差别很大，因此国内外机械化收获有2种不同方法：一种是用谷物联合收割机配带玉米割台来直接收获籽粒；另一种是采用专用玉米收获机收获玉米果穗。玉米籽粒联合收获机，因其一次作业即可完成摘穗、脱粒和清选，发达国家更倾向应用此种方式。
本项目以玉米籽粒收获机风筛清选装置工作机理和优化设计为研究内容：通过理论分析建立清选装置内气固两相运动模型，在此基础上完善风筛清选筛孔处颗粒透筛理论；构建不规则形状颗粒——玉米脱出物碰撞系数和摩擦因数测试平台，形成不规则形状散粒体物理力学特性参数测定的系统有效的研究方法；创新筛体及驱动机构，建立筛体运动模型；运用有限元与离散元（CFD-DEM）耦合研究具有新型筛体的清选装置内气固两相流同时存在时气体的流动特征及玉米脱出物的运动规律，明确清选装置的清选机理；确定风筛清选装置的参数和玉米脱出物的特性对清选装置性能指标的影响规律，为提高清选装置性能提供关键技术；将关键技术集成后应用于原型样机并进行田间测试，修正技术。
玉米作为我国三大粮食作物之一，种植面积约占我国粮食种植总面积35%。其作为经济作物的综合价值不断提高。我国玉米品种繁多且种植面积广泛，导致玉米收获季节性强且作业强度大。玉米籽粒联合收获机具有收获效率高，经济效益好和机械化程度高等优点被广泛应用于玉米收获中。本成果涉及的清选装置以及驱动机构批量化生产，具有良好的产业化前景，可以提高玉米全程机械化收获效率，减少粮食损失，以期满足不断提高的玉米产量对玉米收获机清选装置的要求，满足玉米收获机械发展的大势所趋。
入选“中西部基础能力建设工程”高校、国家“特色重点学科项目”建设高校、教育部“卓越工程师教育培养计划高校”、教育部“国家大学生创新性实验计划”实施高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、国家级新工科研究与实践项目、黑龙江省国内“双一流”建设高校、黑龙江省首批高等学校课程思政建设示范高校，为CDIO工程教育联盟成员。
玉米收获作业中，对玉米籽粒收获机具有较大的市场需求，随着玉米单产逐年增加，为抢农时玉米籽粒收获机高速作业，由于现有国产玉米收获机在大喂入量条件下清选性能差，导致国外机具形成垄断局面。本成果涉及的清选装置与驱动机构，能够实现对大喂入量玉米脱出物高质高效清选，预期可广泛应用于玉米主产区玉米高速收获作业中。 本成果涉及的玉米籽粒收获机清选装置可有效提升现有玉米籽粒收获机作业质量，通过产业化可有效发挥新型农机装备制造业作为“十大重点产业”的带头作用，促进经济发展与产业升级，保障粮食安全，其具有的经济效益、社会效益巨大。
本项目可以采用技术转让、技术合作等多种形式进行对接，欢迎有需求的企业单位联系洽谈。
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