滚筒板齿式三七种苗分离装置结构设计与试验

为实现三七种苗自动移栽前有效分离,设计了一种滚筒板齿式三七种苗分离装置,对关键结构参数进行了理论计算和分析,选取螺旋线数量、转子板齿长度、滚筒板齿长度和导向槽数量作为仿真试验因素,选取种苗分离变异系数和分离率为试验指标,利用EDEM离散元仿真软件分别进行单因素及正交仿真试验,确定最优结构参数组合为:螺旋线数量为4、转子板齿长度为70 mm、滚筒板齿长度为65 mm、导向槽数量为3,此时分离结构分苗性能最好,分离变异系数为17.37%,分离率为84.69%,破损率为7.5%;实际试验结果与仿真结果一致,符合三七种苗移栽农艺要求;该装置实现了三七种苗的有序、离散分离。

三七种苗物料特性研究及离散元法参数标定

对三七种苗平均质量、密度、休止角、剪切模量、弹性模量、泊松比、静摩擦系数、动摩擦系数等物理特性进行测量,通过理论计算确定其移栽机各关键部件结构参数并通过CAE技术进行优化。结果表明:种苗与种苗之间静摩擦系数及滚动摩擦系数为关键参数;通过离散元软件EDEM进行休止角虚拟正交试验对关键参数的标定,确定当种苗与种苗间静摩擦系数为0.70、滚动摩擦系数为0.15时,仿真结果与实际试验结果偏差最小。

三七种子的大小对窝眼轮排种器充种性能的影响

[目的]探究窝眼轮排种器型孔尺寸与分级后三七Panax notoginseng种子的适配性对充种性能的影响规律,确定各级三七种子与适配型孔尺寸之间的关系。[方法]将三七种子分为4级,设计了4种不同型孔尺寸的窝眼轮排种器,利用离散元软件EDEM模拟各级种子在不同型孔尺寸排种器中的充种过程,分析各级种子在不同型孔尺寸排种器中的充种性能,得到各级种子适配排种器型孔尺寸,并进行了试验验证。[结果]各级三七种子均有适配型孔排种器,5.0~5.5和6.5~7.0mm分级段的种子适配排种器型孔尺寸为7.5和8.5mm;5.5~6.0和6.0~6.5mm分级段的种子适配排种器型孔尺寸为8.0mm。各分级段的种子在其适配排种器中充种时,合格指数均大于95.83%,漏播指数均低于2.00%,重播指数均低于2.17%。确定了种子长轴(l)与孔径(L)之间以及高轴(h)与孔深(H)之间的线性关系方程分别为L=0.58l+4.28和H=0.75h+3.96。[结论]排种器充种性能满足了三七播种的农艺要求,为窝眼轮排种器型孔尺寸的设计提供了理论依据。

导苗管式三七种苗栽植机构参数优化试验

为实现三七种苗的定向移栽,设计了一种导苗管式三七种苗栽植机构,对导苗管式三七种苗栽植机构作业时的定向过程、导苗过程机理进行了分析,确定了影响种苗栽植的主要因素;采用EDEM软件进行了定向过程的单因素仿真试验,根据仿真试验结果搭建了定向台架,进行了定向机构定向性能的正交试验,确定了定向机构优化后的工作参数组合。选取机组前进速度、定向盘转速和导苗管倾斜角度为试验因素,进行三因素五水平正交旋转中心组合试验,建立了株距合格率和重栽率的数学模型,分析了各试验因素及其交互作用对株距合格率和重栽率的影响规律,优化了参数组合,结果表明:当导苗管倾斜角度的水平固定为74.32°,机组前进速度为0.95~1.11 km·h^(-1),定向盘转速为24.32~27.57 r·min^(-1),此时栽植机构的株距合格率大于90%,重栽率小于5%。为验证优化结果的可靠性,进行了栽植机构台架性能的验证性试验,设置机组前进速度1 km·h^(-1),定向盘转速25 r·min^(-1),导苗管倾斜角度为75°,此时株距合格率为90.6%,重栽率为4.2%,试验结果符合国家作业标准,满足三七种苗移栽的农艺要求。