甘蔗是我国主要的糖料作物，在农业经济中占有重要的地位。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，而甘蔗收获机械化技术是制约甘蔗生产全程机械化的“瓶颈”。由于甘蔗喂入量不均匀，甘蔗形成交叉或重叠状态进入后工序，清选机构无法在杂乱的甘蔗堆里把已剥离的甘蔗叶子分离清理出来。因此，研究甘蔗收获机物流排杂运动机理对于甘蔗联合收获机的研制具有重要的理论意义与实用价值。　　国内外对甘蔗收获机物流过程中关键技术的研究主要包括扶起机构、切割装置、输送装置、剥叶装置等，通过文献分析，有关甘蔗收获机排杂装置的研究未见报道，并且也未见将排杂装置加入到整机物流分析中的研究出现。因此，针对甘蔗收获机收获的甘蔗夹杂物多、洁净度差等问题设计了一种甘蔗收获机排杂风机，并在研究排杂风机基础上，将排杂装置加入整机物流中，设计了一种甘蔗收获机物流排杂装置。本文研究的甘蔗收获机物流主要分为甘蔗流与杂质流(甘蔗叶、泥土等)两个方面，物流运动是指甘蔗与杂质在扶起机构、推倒装置、切割装置、喂入装置、输送装置、剥叶装置、排杂装置以及集堆装置中的运动情况，即甘蔗联合收获机收获工作时的整个过程。本文主要在利用ADAMS软件进行虚拟样机试验、对物流排杂过程进行高速摄影分析、对物流排杂过程进行理论分析、运用ANSYS软件对排杂风机进行了排杂气流场特性分析、对排杂风机和物流排杂装置进行了试验分析和对物流排杂装置进行功耗试验分析等方面进行了研究。　　(1)首次对扶起式和推倒式两种收获方式进行了整机物流过程的虚拟试验研究，两种方式能够顺利实现扶蔗和分蔗、切割、输送、剥叶和集堆等工序，并通过田间试验进行了验证，为物流排杂装置理论研究提供依据。　　(2)利用高速摄影对物流排杂过程进行了观察，在物流通道内，甘蔗根部向上翘起，随着前部输送滚筒的转动甘蔗穿入上下剥叶橡胶块之间，剥叶橡胶块开始撕扯、梳刷甘蔗叶；同时依靠输送滚筒和剥叶滚筒的旋转，甘蔗叶被上部剥叶橡胶块撕扯掉，并且沿着剥叶滚筒的轴向偏移旋转；前面剥掉的甘蔗叶与甘蔗茎秆一起向后输送，到达上下杂质分离滚筒的分离刷，分离刷将甘蔗叶与甘蔗杂质分离，风机将甘蔗叶吹落在物流通道的下方，最后输送到集堆装置。甘蔗在运动过程中自身发生扭转和弯曲变形。　　(3)通过高速摄影观察，对物流排杂过程进行了理论研究，建立了物流排杂装置的物流运动模型，对物流排杂装置的运动参数和几何参数进行了理论分析，阐明了物流排杂装置各部件的动力学模型，并得出甘蔗在物流排杂装置中所受作用力的基本方程和甘蔗运动速度；杂质的悬浮速度与杂质的密度和体积有关；甘蔗叶的物流速度与风机风速、杂质分离滚筒转速有关。对物流排杂试验得出甘蔗甩出现象进行了动力学分析，提出了甘蔗在物流排杂装置中的物流速度计算公式。　　(4)在本文试验条件下，利用ANSYS软件对排杂风机进行了气流场特性分析和性能试验研究，在风机转速为1800r/min、进风口方式为轴向进风、面积分别为16475mm2、19119mm2，风机出风口距离为50mm时，物流排杂装置排杂效果最佳。　　(5)对物流排杂装置各部件进行了刚性体、柔性体和整机物流的虚拟样机研究，根据预试验和相关文献，设置虚拟试验的模型参数和试验条件。通过刚性体和柔性体分析，得出甘蔗运动速度和物流排杂装置各部件对甘蔗的作用力，并得出甘蔗在物流排杂中的运动规律。物流排杂装置整机虚拟试验结果与功耗测定试验结果一致。　　(6)进行了物流排杂装置台架试验，正交试验与单因素试验优化的参数组合为：出风口角度为105°、排杂装置转速为100r/min、剥叶滚筒转速为1300r/min、剥叶滚筒间距为280mm、杂质分离滚筒间距为270mm、风机滚筒间距为300mm、喂入输送滚筒间距为340mm与310mm时，排杂效果达到最佳值，排杂率为98.27％以上、含杂率为1.6％以下、整秆率为86.67％以上、甩出率为0、断尾率为86.67％以上。　　未切稍与切稍喂入的单根和多根对比试验表明，切稍后喂入的甘蔗排杂率比未切稍喂入后的高，含杂率比未切稍喂入后的低，切稍后的甘蔗排杂效果比未切稍的甘蔗排杂效果好。交互作用试验和速比试验表明，交互作用不显著。喂入输送滚筒转速与剥叶滚筒转速100r/min与1300r/min时，排杂效果达到最佳值。与轴流式风机排杂装置对比试验得出，本文排杂风机排杂效果比轴流风机排杂效果好。　　(7)进行了功耗试验，根据物流排杂装置虚拟试验究和台架试验得出的最佳参数，在喂入滚筒、输送滚筒、风机外圈输送滚筒、分离滚筒的转速为100r/min，剥叶滚筒的转速为1300r/min、风机滚筒的转速为1800r/min时，空载消耗的总功率为4.13kW、负载1根消耗的总功率为4.66kW、负载3根消耗的总功率为5.14kW。功耗测定试验结果与虚拟试验结果趋势一致，验证了虚拟试验结果，为整机设计提供依据。