批次式种子清选机橡胶球清筛装置激振力模拟分析

李永磊，徐泽昕，万里鹏程，赵 虎，陈海军，宋建农

批次式种子清选机橡胶球清筛装置激振力模拟分析

李永磊1，徐泽昕1，万里鹏程1，赵 虎1，陈海军2,3，宋建农1

（1. 中国农业大学工学院，北京 100083；2. 农业农村部规划设计研究院，北京 100125；3. 农业农村部农产品产后处理重点实验室，北京 100125）

橡胶球清筛装置清筛性能对批次式种子清选机作业效率与质量具有重要影响，橡胶球对筛面的激振力是决定清筛性能的关键因素。针对橡胶球随机弹性碰撞清筛过程理论解析困难、橡胶球激振力难以精准获取等问题，该研究介绍了橡胶球清筛装置结构与工作原理，分析了橡胶球弹跳产生条件与激振力作用机制；采用Hertz-Mindlin接触模型建立了筛分装置EDEM-MBD耦合仿真模型，并搭建了橡胶球激振力测定装置，单个橡胶球平均激振力、最大激振力模拟值与实测值相对误差分别小于5%、10%，形成了橡胶球激振力模拟方法；采用四因素三水平Box-Behnken试验模拟了不同工况下清筛装置激振力，建立了平均激振力、最大激振力与振幅、振动频率、筛面倾角、球格球数等参数的数学关系；以筛面卡种数量为指标开展了玉米种子清选清筛性能试验，获得了不同振动频率下筛面卡种数量与清筛装置激振力的对应关系。试验结果表明：振动频率为7.2 Hz时筛面无卡种，清筛装置平均激振力8.87 N、最大激振力18.78 N；批次式玉米种子清选作业各工况清筛装置激振力应满足条件：平均激振力≥9 N、最大激振力≥19 N。研究结果可为橡胶球清筛装置清筛机理研究及其结构参数优化提供研究方法与设计参考。……