甘蔗是我国主要的糖料作物，目前甘蔗生产机械化程度和普及率不高，生产机械化水平低成为制约和阻碍甘蔗生产进一步发展的主要因素。排杂装置无法在杂乱的甘蔗堆里把已剥离的蔗叶分离清理出来，是造成甘蔗收获后含杂率高的主要原因之一。蔗叶分离排杂机理与剥后蔗叶的物理力学特性、排杂元件的作用机理等密切相关，是甘蔗排杂技术研究中需要重点解决的关键技术。本书采用基础力学试验、虚拟样机试验、物理样机试验和理论建模分析等方法深入研究剥后蔗叶的力学性能与运动形式、排杂元件的作用机理和蔗叶分离关键技术，研制出性能更优良的整秆式甘蔗排杂装置，为高粗茎秆类作物排杂技术研究提供一种理论方法。
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第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外对甘蔗收获机物流过程中关键技术的研究进展 2
1.2.1 扶起机构的研究 2
1.2.2 切割装置的研究 3
1.2.3 输送装置的研究 4
1.2.4 剥叶装置的研究 4
1.2.5 虚拟样机技术研究 5
1.3 物流排杂装置的研究进展 6
1.3.1 物流研究进展 6
1.3.2 排杂研究进展 7
1.3.3 其他农作物排杂清选研究现状 7
1.3.4 农作物物料运动研究现状 8
1.4 研究目的、主要内容与研究方法 9
1.4.1 研究目的 9
1.4.2 研究内容 9
1.4.3 技术路线 10
1.4.4 重点解决的问题 11
1.4.5 创新点 11
1.5 本章小结 12
第2章 甘蔗收获机整机物流虚拟试验研究 13
2.1 引言 13
2.2 扶起式收获机物流虚拟试验 13
2.2.1 扶起式收获机整机设计 13
2.2.2 虚拟样机建模 13
2.2.3 扶起式收获机物流虚拟试验 14
2.2.4 田间试验 19
2.3 推倒式甘蔗收获机物流虚拟试验 21
2.3.1 推倒式收获整机设计 21
2.3.2 虚拟样机建模 22
2.3.3 推倒式收获机物流虚拟试验 22
2.3.4 田间试验 25
2.4 本章小结 27
第3章 甘蔗收获机物流排杂运动理论分析 28
3.1 引言 28
3.2 物流排杂装置结构与工作原理 28
3.2.1 物流排杂装置结构 28
3.2.2 物流排杂装置工作原理 29
3.3 高速摄影试验 30
3.3.1 试验设备 30
3.3.2 试验材料 31
3.3.3 试验方法 31
3.3.4 试验结果与分析 31
3.4 排杂风机内流场分析 36
3.4.1 径向进风方式风机内流场分析 36
3.4.2 轴向进风方式风机内流场分析 37
3.5 物流排杂过程动力学分析 39
3.5.1 喂入滚筒动力学分析 39
3.5.2 输送滚筒动力学分析 41
3.5.3 剥叶滚筒动力学分析 45
3.5.4 排杂输送滚筒动力学分析 47
3.5.5 杂质分离滚筒动力学分析 49
3.6 本章小结 51
第4章 物流排杂装置的结构设计 53
4.1 引言 53
4.2 主要工作部件的设计 53
4.2.1 喂入装置 54
4.2.2 输送装置 55
4.2.3 剥叶装置 55
4.2.4 风机排杂装置 56
4.2.5 机架 62
4.2.6 液压系统 62
4.3 本章小结 63
第5章 排杂风机气流场特性分析 65
5.1 引言 65
5.2 FLUENT软件简介 65
5.3 排杂风机气流场特性分析 66
5.3.1 建模条件 66
5.3.2 计算模型的选取 66
5.3.3 排杂风机网格划分 67
5.3.4 排杂风机二维气流场分析 67
5.3.5 排杂风机三维气流场分析 70
5.4 本章小结 71
第6章 排杂风机性能试验 72
6.1 引言 72
6.2 试验设备与试验指标 72
6.3 试验设计 73
6.4 单因素试验结果与分析 73
6.4.1 轴向进风口面积单因素试验 73
6.4.2 径向进风口面积单因素试验 76
6.4.3 轴向与径向同时进风单因素试验 80
6.5 本章小结 83
第7章 物流排杂装置的虚拟样机技术研究 84
7.1 引言 84
7.2 物流排杂装置预试验 84
7.2.1 试验安排 84
7.2.2 剥叶滚筒转速单因素预试验 84
7.2.3 出风口角度单因素试验 85
7.2.4 滚筒间距单因素试验 86
7.2.5 喂入输送滚筒转速单因素试验 87
7.3 物流排杂装置各部件刚性体虚拟试验 88
7.3.1 虚拟样机建模 88
7.3.2 试验材料、设备和方法 89
7.3.3 虚拟试验设计 91
7.3.4 各部件刚性体虚拟试验结果与分析 91
7.4 物流排杂装置各部件柔性体虚拟试验 112
7.4.1 各部件柔性体建模 112
7.4.2 试验设计 113
7.4.3 各部件柔性体虚拟试验结果与分析 113
7.5 整个物流过程虚拟试验 120
7.5.1 试验设计 120
7.5.2 试验结果与分析 120
7.6 本章小结 123
第8章 物流排杂装置台架试验 125
8.1 引言 125
8.2 物流排杂装置试验的设备、材料和方法 125
8.2.1 试验设备与材料 125
8.2.2 试验方法 126
8.2.3 物流排杂装置试验指标与数据处理方法 126
8.3 物流排杂装置排杂效果台架试验 128
8.3.1 正交试验 128
8.3.2 影响物流排杂效果的单因素试验 134
8.3.3 有交互作用的双因素试验 144
8.3.4 速比试验 145
8.3.5 风机对比试验 146
8.4 本章小结 147
第9章 功耗测定试验 149
9.1 引言 149
9.2 扭矩传感器标定 149
9.3 试验设备、材料和方法 150
9.4 试验设计 151
9.5 试验结果与分析 151
9.5.1 喂入滚筒 151
9.5.2 上输送滚筒 153
9.5.3 下前输送滚筒 154
9.5.4 剥叶滚筒 155
9.5.5 下后输送滚筒 156
9.5.6 风机滚筒 157
9.6 本章小结 158
第10章 对排杂过程试验结果的分析讨论 160
10.1 引言 160
10.2 杂质的悬浮速度 160
10.3 风机排杂装置理论分析 162
10.3.1 排杂运动学分析 162
10.3.2 排杂动力学分析 163
10.3.3 排杂甩出高速摄影分析 165
10.4 本章小结 166
第11章 结论与讨论 168
11.1 结论 168
11.2 讨论 171
参考文献 172
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