本发明涉及风机技术领域，尤其涉及一种联合收获机清选风机设计方法。
背景技术：
谷物联合收获机清选风机的主要目的是清选从脱粒装置脱出的籽粒杂余混合物，将杂余吹出机外，干净的籽粒落入输粮搅龙送至粮箱。
清选风机是影响联合收获机清选性能的主要因素，传统的清选风机设计主要方法是查阅风机手册，根据需要清选的对象选定多个可用的风机型号；将选定的多个风机进行大量的台架试验和田间试验，基于清选风机实际作业过程中清选性能存在的问题进一步改进风机结构，使其满足联合收获机清选要求，该种方法需要加工不同类型的风机样机，进行大量的试验确定风机结构，设计周期长，成本高。
技术实现要素：
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种联合收获机清选风机设计方法，使得清选风机的设计成本低、设计周期短。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种联合收获机清选风机设计方法，包括：
针对特定谷物，根据联合收获机清选室内脱出混合物的喂入量成分特性确定所述清选风机的叶轮直径和宽度；
根据联合收获机清选室的尺寸确定所述清选风机的个数与空间布置；
对所述清选风机中未确定的结构尺寸参数，以提高清选性能为目的设计试验方案进行优化。
优选地，所述针对特定谷物，根据联合收获机清选室内脱出混合物的喂入量成分特性确定所述清选风机的叶轮直径和宽度，包括：
根据单位时间喂入清选室脱出混合物的杂余比例确定所述清选风机的气流流量，根据所述气流流量设计所述清选风机的叶轮宽度；
根据单位时间喂入清选室脱出混合物的籽粒比例计算所述清选风机的压力，根据所述气流流量和所述压力确定所述清选风机的叶轮直径和叶轮宽度。
优选地，所述联合收获机清选室的尺寸为具体型号的联合收获机清选室的长度、宽度和高度。
优选地，所述清选性能的评价参数包括清选损失率和粮箱内籽粒含杂率、破碎率。
优选地，所述对所述清选风机中未确定的结构尺寸参数，以提高清选性能为目的设计试验方案进行优化，包括：
将所述清选风机中未确定的结构尺寸参数划分为不同水平，根据不同水平的风机结构尺寸参数设计试验方案；
测量不同水平的风机结构尺寸参数在清选作业过程中清选性能参数；
对所述清选性能参数值进行优化分析，得到最优的清选风机结构尺寸参数组合。
优选地，采用响应面试验分析方法对所述清选性能参数值进行优化分析。
本发明的有益效果：
本发明针对特定的谷物，根据联合收获机清选室内脱出混合物的喂入量成分特性，确定清选风机的叶轮直径和宽度，并根据联合收获机清选室的尺寸确定所述清选风机的个数与空间布置，对于未确定的参数通过设计试验方案进行优化获取，与现有技术相比，本发明具有针对性，避免在风机手册中选择多个风机型号，降低加工不同样机的成本，同时，由于本发明根据计算确定了风机的部分尺寸，再对未确定的尺寸进行优化，而无需现有技术中大量的台架试验和田间试验，从而减少了设计周期，具有重要的工程使用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
根据本发明实施例的一种联合收获机清选风机设计方法，以降低清选风机的设计成本，减少设计周期，具体实施过程为：
步骤一：根据单位时间联合收获机清选室脱出混合物的喂入量成分特性确定所述清选风机的叶轮直径和宽度，具体过程为：
首先，测量亩产大于750kg水稻在单位时间喂入清选室的脱出混合物中籽粒和杂余的重量，当割台单位时间喂入9kg/s的水稻时，清选室中杂余在脱出混合物中占的比例即杂余比例为11％左右，基于农业机械设计手册中清选室内气流流量计算公式，计算出清选室需要的气流流量为3.23m3/s，即11637m3/h，根据风机手册风机设计公式，确定该气流流量对应的清选风机的叶轮宽度为0.17m。
再次，测量清选室中水稻脱出混合物中籽粒比例为89％，根据空气透过籽粒层产生的静压损失量确定清选静压为1237.81pa，空载时出风口风速v＝25m/s时满足9kg/s左右水稻喂入量的清选，根据风机手册动压计算公式计算清选风机动压为382.81pa，考虑清选风机自身静压以及漏风系数，整个清选风机全压为3600pa。
最后，基于风机全压和清选室气流流量，根据风机设计手册中比转速计算公式计算风机比转速为43.96，在风机设计手册中选择比转速附近效率高的风机型号为l9-2*27。根据流量系数0.18，全压系数1.98，进行改型设计，得到叶轮宽度为0.185m，确定叶轮直径为0.4m。
步骤二：根据联合收获机清选室的尺寸确定所述清选风机的个数与空间布置；具体为：结合清选室1m的宽度，将3个风机并排布置，增大气流流量提高清选效率，并避免出风口距离过近造成的出风口气流不均匀，在叶轮宽度和直径尺寸确定的基础上，蜗壳的内壁型线采近似于阿基米德螺旋线，用不等边基方法设计。
步骤三：对所述清选风机中未确定的结构尺寸参数，以提高清选性能为目的设计试验方案进行优化。具体过程为：首先，将根据风机设计手册设计的风机的叶片弧度，叶片个数，进口安装角，出口安装角，蜗壳处涡舌位置等5个清选风机设计时未确定的结构尺寸，每个结构参数选取三个水平，根据响应面试验设计方法设计试验方案，设计出16种不同风机结构参数在不同水平的风机结构；其次，测试16种不同风机结构的清选性能，包括清选损失，粮箱内籽粒含杂率，破碎率；最后，根据响应面试验分析方法分析16种风机结构对应的性能参数，选择最小二乘法进行优化，得到清选性能最佳的风机参数组合。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。