玉米是我国三大粮食作物之一,种植面积广泛,实现玉米机械化收获具有现实意义。玉米籽粒收获机可通过联合作业直接获得玉米籽粒,相比传统的摘穗收获模式具有节省工序、缩短收获期、减小劳动强度等优点,近年来在我国逐渐得到重视。在玉米籽粒收获机械中,风筛式清选装置具有清选损失小、适应性强等优点使其得到了广泛的应用。振动筛是风筛式清选装置的主要工作部件,其筛体结构对清选装置的清选性能具有重要影响。为提高玉米清选装置的性能,课题组通过田间试验对比贝壳筛和编织筛的筛分性能。本文选取筛分效果相对较好的贝壳筛作为研究的主要对象,采用试验与仿真相结合的方法对贝壳筛筛体结构进行优化研究。研究的主要内容如下:(1)通过样机田间试验对比玉米籽粒收获机中广泛采用的贝壳筛和编织筛的筛分性能,结果表明在玉米籽粒收获作业中选择贝壳筛作为清选装置上筛更好。并通过调整机器上风机的转速考察清选装置内风速对清选效果的影响。(2)在贯流式风筛清选装置室内试验台架上进行筛下籽粒分布试验,获得筛下籽粒长度及密度的纵向分布规律。结果表明,在筛下纵向区域内籽粒平均长度呈逐渐增大的趋势,籽粒平均密度呈先增大后逐渐减小的趋势。(3)采用CFD-DEM耦合方法进行仿真试验,并将仿真结果与田间试验结果进行对比,结果表明二者基本相符。通过仿真试验对玉米脱出物在贝壳筛上的筛分过程进行分析,获得玉米脱出物的筛分规律,并进行高速摄像验证试验。(4)通过单因素仿真试验确定贝壳筛筛体结构参数对筛分效率和籽粒清洁率的影响规律。结果表明,振动筛筛分效率随筛孔长度的增大而降低,随筛孔高度的增大而升高,随筛孔纵向间距的增大而降低;籽粒清洁率随筛孔长度的增大而升高,随筛孔高度的增大而降低,随筛孔纵向间距的增大而升高。(5)选取振动筛筛分效率和籽粒清洁率为试验指标,筛孔长度、筛孔高度和筛孔纵向间距为试验因素,设计二次正交旋转组合仿真试验。通过响应曲面方法对试验结果进行分析,并确定各因素对试验指标的影响由强到弱顺序为:筛孔高度,筛孔纵向间距,筛孔长度。采用Design-Expert软件对回归数学模型进行参数优化,优化结果为:筛孔长度21.68mm,筛孔高度10.86mm,筛孔纵向间距55.04mm。通过试验验证此因素条件下振动筛筛分效率提高了8.12%,籽粒清洁率增加到97.28%,清选装置的性能获得提高。