新疆果园绿肥混合播种机排种器仿真试验研究

现阶段,我国新疆主干型果园进行行间绿肥播种时机械设备与作业环境适配性差,导致播种效果欠佳。为此,对播种部件进行针对性设计,运用EDEM软件对燕麦种子运动状态进行仿真分析模拟,对结果使用Origin软件中LogisticCum模型进行排种轴转速和排种轴工作长度与排种量之间的非线性拟合,确定函数关系,拟合结果R^(2)值为0.99535,具有统计学意义。运用Fluent软件对气吸式排种器进行模拟分析,确定圆盘厚度为2mm、转速为2r/min、型孔数量为20、气吸室负压为2kPa、型孔直径为1.5mm时各部位气流参数。模拟结果满足苜蓿种子播种条件且与理论计算结果相符。通过田间试验验证,结果符合绿肥混合播种要求,验证了仿真软件对排种部件进行模拟设计的可行性。

基于Fluent的组合气吸式排种器关键部件仿真研究

以棉花小区播种机排种器为研究对象,采用模拟仿真试验技术研究组合气吸式排种器排种过程,在排种器的吸气口截面设置不同的边界条件(包括压强和气流速度),在开放条件下分析导向槽盘上导向槽的速度场和压力场。结果表明,距导向槽盘中心越远的位置,其气流速度和压强越小。设置排种器吸气口界面的边界条件相同,针对气吸盘和导向槽盘组合后形成的气吸孔开展气流场仿真分析。入口处气流压强300 Pa、速度21.97 m/s,此时气吸孔气流场压强2 481.8 Pa、气流速度61.67 m/s,该仿真结果与试验所测得的结果基本一致。试验验证并确定排种器几何参数、动力参数对气流场的变化和影响规律,可为设计试制播种机提供参考。

气吸式小白菜播种机开沟器设计与试验

目前,我国小白菜多采用人工撒播的播种方式,不仅机械化水平低,而且劳动力成本高。针对这一问题,设计一款气吸式小白菜播种机,并对开沟器进行研究。通过计算,确定开沟器的关键参数,入土角为123°、滑刀刃口角为35°、滑刀的刀刃曲线函数y=0.002 x 2+0.7 x。为提升开沟器的开沟性能,设计Ⅰ型和Ⅱ型两款开沟器,采用EDEM软件模拟两款开沟器在土槽中的开沟状况,对比后最终确定Ⅰ型开沟器的开沟性能较优。通过ANSYS有限元分析软件对Ⅰ型开沟器进行静力学分析,验证开沟器的设计符合材料的强度要求。最后,对整机进行田间试验测试,测出整机播种量为4.08 kg/hm^(2);各行播量一致性的标准差为0.12 g,变异系数为3.1%;总播量稳定性的标准差为0.97 g,变异系数为2.8%。试验结果表明该播种机播种均匀性良好,能为小白菜等播种机械的设计提供理论参考以及提高青菜种植业的生产效率。

气吸式精量播种机的适用性分析与技术推广思路

近年来,随着精确农业理念在我国农业生产中逐渐实施,农业生产经营理念逐渐转变,对于更先进、更节能环保、更高效的农机产品需求量明显增加。为更好实施农业播种工作,推广与普及气吸式精量播种机具有积极意义。基于此,说明了播种机技术的应用及研究情况,介绍了气吸式精量播种机特征,分析了气吸式精量播种机在我国农业生产中应用的适用性,并对该技术的技术推广方式及思路进行说明。

2BYM-3型花叶类工业大麻精密播种机研制

根据花叶类工业大麻农艺要求和种子特点,研制了2BYM-3型花叶类工业大麻精密播种机。其结构包括新型小粒种子气吸式排种器、电动负压风机、播种单体采用独立平行四杆仿形机构与扁担轮仿形机构相结合的播种单体、种肥同步定量施肥机构、不锈钢肥箱及电子监测系统,可一次完成侧深施肥、精密播种、覆土镇压等复式作业环节。

气吸滚筒式烟草育苗播种机设计

根据烟草漂浮育苗盘播种农艺要求,设计了一种气吸滚筒式烟草育苗播种机,阐述了该机的结构和工作原理。分析包衣种子的结构特征和工作过程,对吸种、携种过程进行受力分析。首先对气吸滚筒式烟草育苗播种器的滚筒进行尺寸设计,然后介绍了播种机换气装置、中心轴、种箱、输送装置的设计;讨论风机和电机的选型;最后对关键零部件进行强度校核,达到设计目标要求,为播种机的后续研究提供思路。

气吸式大豆-玉米带状间作播种机的设计与试验

【目的】针对大豆-玉米带状间作种植模式下播种机具少、播种单粒性差、株距不均匀、作业效率和智能化水平偏低等问题,设计研制了大豆-玉米带状间作免耕精量播种机。【方法】该播种机采用分调分控系统设计,其中,玉米、大豆播种单体由独立地轮分别驱动,实现间作模式下玉米、大豆不同株距、播深、镇压力度等的可调可控;采用电驱式排肥系统,由不同电机分别驱动玉米大豆排肥轴转动,实现间作模式下玉米、大豆不同施肥类型和施肥量的需求;为满足小株距密植条件下的播种要求,采用气吸式排种器。【结果】台架试验结果表明,排种器对玉米和大豆的最佳工作速度和工作压力范围均为3~6 km/h和7~8 kPa,此时,玉米合格率为94.6%~96.33%,重播率为0.97%~1.83%,漏播率为1.83%~4.43%;大豆合格率为96.43%~97.47%,重播率为1.27%~1.67%,漏播率为0.87%~2.3%;田间试验结果表明,当播种机工作速度为3~6 km/h时,玉米、大豆出苗后的株距合格率分别为82.89%~85.55%、81.3%~83.8%,保苗率分别为89.59%~93.54%、84.17%~88.73%。【结论】播种机各项性能指标均符合相关标准和实际生产要求。

气吸式排种器吸孔气流场的有限元分析

运用ANSYS有限元分析软件对影响气吸式排种器吸种效果的吸孔气流场进行了仿真和试验研究。仿真分析了吸孔形状、孔径及吸种导程对吸种效果的影响,并在排种器试验台上对仿真结果进行了验证。结果表明:吸孔直径越大,吸种效果越好;锥形孔的吸种效果优于直孔和沉孔;吸孔导程对吸种效果影响不大,只起到了调整和稳定气流的作用。

基于EDEM的振动种盘中水稻种群运动规律研究

基于离散元法的基本方法,采用Hertz-Mindlin接触模型,运用EDEM软件对气吸式精密播种机振动种盘中水稻种群运动进行模拟仿真。分析了不同频率、振幅、种层厚度对种群空间分布密度的影响。对仿真区域垂直于种盘方向进行均匀分层,得到不同时间种群在每一层的分布情况。仿真结果表明:种盘振动频率11～12 Hz、振幅12～13 mm、初始种层数3～5时,种群在振动种盘中的空间离散程度较为理想。在播种机试验台上进行试验验证,选取种盘振动频率、振幅、初始种层数、吸种距离为试验因素进行正交试验,得出振动频率为11 Hz、振幅为12 mm、初始种层数约为4、吸种距离为30 mm时吸种效果理想。

气吸式双层滚筒水稻播种器设计与试验研究

分析了影响气吸式滚筒水稻播种器吸播种性能的因素 ,研制了气吸式双层滚筒水稻播种器。试验表明 ,气吸式双层结构播种器能有效地解决吸孔被堵塞的问题 ,为提高气吸式水稻播种器的吸播种性能提供了有益的参考。满足播种性能要求的滚筒最佳参数为 :内层吸孔孔径为 4.0 mm ,外层孔径为 1.2 m m,壁厚为 0 .0 2 m

超级稻育秧精密播种器内部流场的数值模拟

为分析超级稻育秧精密播种器吸种性能的影响因素,及精密播种部件内部气室流场的变化规律,利用FLUENT对气吸式滚筒内部气室三维流场进行了研究。模拟计算采用三维、可压、黏性、湍流模型和SIMPLE数值计算方法,通过计算发现,在气吸式滚筒有涡流产生;进入吸孔的气流,以一定的倾斜度与吸孔内壁产生碰撞;随着气体逐渐远离滚筒内壁,气体的碰撞和分离沿滚筒轴截面产生多个旋涡。研究结果表明:采用内部流场数值模拟可获得试验中难以得到的吸孔和气吸式滚筒内部流动规律,不同直径的吸孔对气流有着明显的影响,直径为1.5 mm吸孔的速度流线分布最好、吸种性能最佳。

气吸振动式排种器吸种性能数值模拟与试验

建立了气吸振动式排种器吸种过程三维力学模型,基于Reynolds时均化的连续方程、Navier-Stokes方程和标准的k-ε湍流模型构成封闭方程组,并考虑真实气体的粘性和压缩性,运用CFD软件Fluent计算了籽粒在吸种口附近的受力,建立了力矩阵。采用二元线性插值法,通过计算吸孔的垂直吸种距离、径向吸种距离和有效吸种空间体积分析了排种器的吸种性能,绘制了籽粒吸种运动轨迹。分析了压差、吸孔直径对排种器吸种能力的影响。结果表明:增大吸孔直径和增加压差可以提高吸种性能,锥孔的吸种能力优于直孔和沉孔。以油菜籽粒为对象,通过性能试验得出了排种器的最佳工作参数。

气流输送播种机压电式流量传感器设计与试验

为实现气流输送播种机播种质量的快速准确检测,设计了一种基于压电陶瓷的弧形阵列式播种流量传感器。在分析气流分配器出种口种子运动特性的基础上,对感知单元布局及传感器整体结构进行了优化设计;通过不同条件下种子碰撞试验,确定了感知单元的材料和结构尺寸;设计了信号调理电路与脉冲计数电路,实现了种子在线计量,并通过CAN通信实时发送。利用气流输送播种试验台架,分析了气流压力及排种量对传感器检测精度的影响,在正常工作气压范围内,检测误差与气流压力近似满足线性关系,进一步提出了传感器检测的校准模型,并进行了台架试验验证。结果表明:在推荐工作参数条件下,即气压为166 Pa、排种量低于170粒/s时,校准后传感器的检测误差在5%以内,且传感器对堵塞故障报警准确率达100%。该传感器能够有效地监测气流输送播种机的排种性能,有助于提高播种作业质量。

气吸式花生精密播种机的研究

为了实现垄作花生的精密播种,设计了气吸式精密排种器,其主要由本体、种杯、排种圆盘、搅种盘和尾风管组成[21],通过排种圆盘上拨片的推动作用、搅种盘上搅种钮的搅动作用及尾风管的吹送作用,能够明显提高花生播种的双粒率,降低碎种率和漏播率,提高播种精度。同时,改进了播种机的行走装置,能够有效降低滑移率,保证播种机直线前进的稳定性。所设计的花生播种机主要由机架、悬挂装置、起垄装置、驱动装置、播种装置、施肥装置、喷药装置及覆膜装置等部分组成,集起垄、施肥、播种、喷药、滴灌带铺设、展膜、压膜、覆膜及膜上覆土等多道工序于一体,提高了花生的播种效率[4]。

气吸式排种装置试验台的设计与研究

为了研究地面激振对气吸式播种机排种性能的影响,设计一台能够模拟地表对播种机的振动试验台,并进行了试验。利用加速度传感器、电荷放大器和磁带机对机器的纵向振动信号进行采集,再将采集的振动信号回放,利用数据分析仪进行分析,得出结论为：播种机振动是一个周期函数,可以用正弦信号模拟;播种机振动的特征频率范围为0~68Hz,振动的最大加速度为25 m/s2,振动最大位移为2.11mm,激振台的激振力为500N。

设施育苗精准播种机的设计与试验

穴盘育苗播种机是设施农业生产中的主要技术装备,利用其可以达到机械化精准播种的要求,其播种的质量直接影响着育苗的质量。根据育苗生产的要求,应用气吸振动技术,设计了一种针式精量播种机,介绍了其结构特点以及工作原理,设计并确定了主要工作部件结构参数、气路以及控制系统。通过试验对影响播种的基本参数进行了研究,分析得出了最优生产条件。试验表明,该播种机单粒率可达到94.25%,而空穴率及重播率分别为1.85%和3.91%,能够较好地满足生产实际需要。

气吸式胡萝卜起垄播种一体机研制

该研究结合山东等地的胡萝卜垄作种植模式,研制了一种集起垄、开沟、精量播种、覆土、镇压等功能于一体的气力式胡萝卜精量播种机,实现胡萝卜垄上窄行精量播种作业。该机采用负压吸种、正压吹杂完成单粒精量播种,主要由气吸式精量排种器、起垄整形装置、开沟分种装置、覆土器、机架及传动系统组成。根据吸种及投种过程的种子受力及运动分析,得到排种器气室真空度临界值,明确了投种位置及株距均匀性的主要影响因素。设计了双圈型孔排种盘,排种盘内外圈型孔所在圆周半径分别为87.5和95.0 mm,每圈型孔数量为30个。依据清种要求及作业空间,设计锯齿刮板式及偏心式刮种器,实现型孔两侧刮种;根据种植农艺要求,确定FL-2.5型风机,实现不同播种风量要求;采用3个双翼铧式犁起垄,并通过整形装置对垄形进行修整,一次完成2个梯形垄;遵循单体双窄行、浅开沟及少覆土要求,确定了开沟分种结构及覆土板参数。依据投种过程分析,采用低位投种方式,最低限度布置排种器,开沟分种装置总体高度在100 mm左右。以排种盘型孔直径、排种盘转速和气室负压为试验因素,以粒距合格率、漏播率和重播率为试验评价指标,进行三因素五水平的二次回归正交旋转组合试验,获得排种器最佳参数组合为型孔直径1.6 mm,排种盘转速18 r/min,气室负压4.4 kPa。田间试验结果表明,该机播种粒距合格率大于94%、漏播率小于5%、重播率小于4%,满足相关国家标准及胡萝卜种植农艺要求,可为胡萝卜精量播种机具的设计提供参考。

圆管孔眼式小麦气吸排种器的设计

精密播种是现代农业增产的一个重要环节。由于小麦种子具有体积小、质量轻的特点,给其精密播种带来了困难。为了较好地实现小麦的精密播种,在分析了国内外现有精密播种技术的基础上,设计了一种新型圆管孔眼式小麦气吸排种器。该装置通过排种管周向均匀阵列的孔眼吸种,将种子连续均匀地排出,并通过控制排种管转速和空气流量来调节播种量。正交试验结果表明:排种管直径为76mm、吸种孔直径为1.6mm、吸种孔个数为67时,圆管孔眼式排种器排种效果最佳。该排种器有较高的播种精度和对不同类型种子良好的适应性,但存在吸种孔易堵塞、不易清理及长时间工作漏播率明显增加等问题。

气动播种机工作状态显示方式的研究——基于人机工程学

设计了气动播种机工作状态参数的两种显示方式,即图形图标和柱状图标显示方式,通过实验来比较两种显示方式的识别效果。结果表明,图形图标和柱状图标的平均识别时间分别为2.10和2.26s。在7个工作参数中,播种深度、风扇转速、车速和种子量这4个参数的图形图标显示比柱状图标显示的平均识别时间短,平均差值是0.36s;而播种率、畅通性和犁刀压力的柱状图标显示比图形图标显示的识别时间短,平均差值是0.10 s。两种显示方式在3个阶段的识别过程中平均识别时间和识别错误量都逐步下降,柱状图标识别时间比图形图标识别时间下降得快,且柱状图标识别错误量的下降比图形图标识别错误量的下降更明显。

气吸式水稻播种机泥浆铺土装置的设计研究

研究了采用泥浆铺土方法实现秧盘连续铺浆的机理 ,设计了泥浆铺土装置。试验结果表明 ,采用泥浆铺土方法 ,能简化播种工序 ,改善作业环境 ,提高根系土坨硬度 。