自扰动内充种式大豆精量排种器的设计与试验

为提高大豆种子在排种器的活跃度和充种性能,改善大豆播种过程中机械式排种器的工作性能,设计一种自扰动内充种式大豆精量排种器。阐述排种器的结构和工作原理,依据大豆种子的外形特征及主要物理参数,对单粒种子在型孔内的3种主要不同姿态进行分析,确定了排种盘直径为140 mm、宽度为23 mm,型孔长度为7~11 mm、宽度和深度均为8 mm;根据工作原理与结构,分析排种器在充种、清种过程中种子受到扰种片的主要作用以及对排种性能的影响,并与传统结构形式的排种盘进行对比分析。为确定排种器的最佳结构参数与转速,运用EDEM仿真软件,以排种器转速、型孔长度和扰种片长度为研究对象、以排种合格率为试验指标进行正交试验。试验结果表明,影响排种质量的因素大小依次为排种器转速、型孔长度、扰种片长度;排种器最佳结构与工作参数为转速33.8 r/min,型孔长度7.3 mm,扰种片长度7.7 mm,排种合格率为95.3%。台架试验结果表明,最优参数组合下排种合格率为94.8%,与预测值基本一致,相对误差较小仅为0.5百分点,能够满足大豆单粒播种农艺需求。

内充种式大豆排种器仿真和试验研究

为了实现大豆单粒精密排种,从而节约种子用量,使用EDEM软件设计内充种式大豆排种器,针对5个黄淮海地区普遍种植的大豆品种,对内充种式大豆排种器的性能进行仿真试验,分析排种器工作转速对排种器的单粒率的影响,并进行台架试验验证。结果显示:仿真试验中排种器工作转速在30 r·min^(-1)时单粒率为90.81%~95.42%。台架验证试验中排种器工作转速对单粒率有明显影响,排种器转速在30 r·min^(-1)时,5个品种大豆种子的单粒率为89.88%~94.13%,重播率为4.75%~9.61%,漏播率为0.12%~2.04%,试验值均符合排种器的工作性能行业标准。仿真结果与台架试验结果最大误差仅为4.39%,该仿真设计可以为排种器关键零部件的优化提供理论依据。

内充种组合型孔式播量可调棉花精量排种器设计与试验

为改善内充种式排种器用于棉花排种时易出现剪切伤种、内窝孔口堵塞以及播量无法调节的问题,该文设计了一种组合式阶梯状充填孔的播量可调式棉花精量排种器。以含水率为11.01%(湿基)的"鄂抗棉-10"棉种为试验对象,采用三元二次回归正交旋转组合设计试验,分析了内窝孔深度、入种口高度与排种盘转速对排种性能的影响规律,并获得了上述3因素的最佳工作参数组合。试验结果表明:排种器工作时种子破损率较低,凹型充填孔更适宜于棉花直播作业,影响排种器排种合格率的主次因素依次为排种盘转速≥内窝孔深度≥入种口高度,在内窝孔深度7.7 mm、入种口高度62.9mm、排种盘转速23.52 r/min时,排种合格率((2±1)粒/穴)为96.23%,漏播率(0粒/穴)为1.85%,重播率(大于3粒/穴)为1.92%,破损率为0.17%,满足棉花精量直播农艺要求。试验结果表明,阶梯状充填孔有延长清种时间与约束充种形态的作用,可减少排种器种子破损率3.73%,提高精量排种质量,可为内充种式排种器结构设计与优化提供参考。

内充式排种器工作过程和性能的离散元法仿真分析

为建立一种排种器设计的新方法,以内充式排种器和小麦种子为研究对象,由排种器的CAD(computer aided design,计算机辅助设计)模型建立了该排种器的二维离散元法分析模型,采用圆弧组合的方法建立了小麦种子的二维颗粒模型,采用自主研制的二维离散元法软件,分析了该排种器的工作过程及性能。同时将排种器台架试验结果与离散元法分析结果进行了比较,两者基本一致,初步证明采用离散元法分析内充式排种器工作过程和性能的可行性,为内充式排种器的研究和优化设计建立了一种新方法。

基于EDEM的内充式花生排种器排种过程的离散元仿真研究

[目的]寻找排种器的最佳排种转速。[方法]建立内充式花生排种器的离散元仿真模型，采用离散元的基本原理，运用EDEM软件对内充式花生排种器排种性能进行仿真研究，测定3种不同品种的花生种子在不同转速时排种器的排种量、清种起始角及清种终止角的变化趋势。[结果]实际转速为15.7-45.5 r/min时排种量随着转速的增大而增加，但与花生的品种无关；清种起始角和终止角也均随转速的增大而增大，但起始角的增大幅度大于终止角，导致清种区域随转速的增大而减小，实际转速为38.0 r/min时双粒率达到最高值、排种均匀性最好，仿真结果与试验结果变化趋势一致。[结论]基于EDEM的离散元仿真方法分析内充式花生排种器是可行的。

内充式排种器主要设计参数的确定

本文通过对内充式排种器系统的分析和总结,提出了其主要设计参数的确定方法,为排种器的设计提供了理论依据。

组合孔内充式油莎豆排种器设计与试验

针对油莎豆种子表面凹凸不平、形状不规则导致的流动性差,种群压实导致充种性能不佳和每穴3粒种子投种时轴向分散等问题,设计了一种组合孔内充式油莎豆排种器。对复式型孔的外孔和内孔长度进行了设计,提高了充填性能;基于最速降线原理设计了回流板曲面,理论分析了回流板上端倾角范围、安装位置及种子在回流板上运动情况;分析了种子与强制排种装置碰撞过程,设计优化了强制排种装置。利用EDEM仿真分析了种群回流运动过程和强制排种过程,探明了回流板种群运动过程,得出在倾斜角为32°的回流板安放位置回流效果较好,表明回流板可以增强种群流动性,避免种群堆积;分析证明了强制排种装置可提高排种器的集穴效果,实现3粒投种一致性。最后进行了投种一致性高速摄影试验、排种轮单排孔排种试验、双因素试验和集穴试验,通过高速摄影分析了油莎豆种子位移及速度变化规律,其结果与数值模拟基本一致,从排种轮单排孔排种试验得出3排型孔排种合格率差异不显著,双因素试验得出在复式型孔内孔长度为8 mm、转速为20 r/min条件下,排种器合格指数、漏播指数、重播指数可达96.4%、1.5%和2.1%。在较优内窝孔长度和回流板条件下进行集穴试验,试验结果表明在转速为10、20 r/min时集穴效果最佳。

内充式三七精密排种器的设计

【目的】设计一种内充式三七精密排种器,为实现三七播种机械化提供支持。【方法】利用冲突解决原理对排种器关键部件进行设计,通过对排种器运动过程分析、理论计算和数值模拟,确定主要结构参数;利用EDEM离散元仿真软件,对排种器转速、导种槽倾角、凸包分布和种层高度进行单因素仿真试验,进一步确定各因素取值范围;以排种盘转速、导种槽倾角和种层高度为因素,以单粒率、漏充率和重充率为指标,进行二次回归正交旋转组合仿真试验,对排种器工作性能进行优化,并通过台架试验进行验证。【结果】影响单粒率的主次顺序为排种盘转速、种层高度和导种槽倾角;当排种盘转速为31.1~37.8 r/min,种层高度为46.6~58.2 mm,导种槽倾角为43.0°时,单粒率大于96.00%,漏充率小于2.50%;3组9次台架验证试验表明,排种器的充种单粒率平均值分别为96.67%,96.67%和96.33%,漏充率平均值分别为2.00%,2.33%和2.33%,重充率平均值分别为1.33%,1.00%和1.33%,台架验证试验结果与仿真试验结果一致。【结论】设计了内充式三七精密排种器,该排种器能满足三七播种的农艺要求。

基于EDEM的内充式花生排种器排种性能仿真研究

以内充式花生排种器为研究对象,研究花生种子尺寸及排种轮转速对内充式花生排种器性能的影响。介绍了排种器的工作过程,建立了花生种子和排种器的仿真模型。选取3种不同尺寸的花生种子(鲁花11号、小白沙、四粒红)、7个转速(15、20、25、30、35、40、45 r/min)为因素,以单粒率、双粒率和多粒率为指标,应用EDEM软件对排种器的排种性能进行虚拟仿真试验,分析了排种过程中造成不同尺寸种子产生单粒率、多粒率的主要原因。仿真结果表明:排种轮转速和种子尺寸对排种器的排种性能有较大的影响;在转速为15~45r/min时,鲁花11号的排种性能最好,小白沙的排种性能次之,四粒红的排种性能较差。台架试验数据表明:仿真结果与实际情况相差很小,可为后续优化排种器的关键结构提供理论参考。

内侧充种圆盘排种器防伤种装置的设计

内侧充种圆盘排种器在花生播种等方面有着广泛的应用,但中高速度下播种效果不理想,原因是充种区种子易卡滞,护种板入口处未清净种子分离不清易发生磕种。为此,在原有排种器的基础上,添加了辅助充种装置,在清种区与护种板入口处衔接位置设计出一种全新的防伤种隔种板,并就隔种板橡胶的特性、排种盘转速这两个影响新设计性能的因素进行了理论分析。基于JPS-12型排种器试验台,对改进后的排种器进行了排种性能试验,测得重播率、漏播率、破碎率等主要性能指标。试验表明,改进后的内充种式圆盘排种器在15cm和20 cm两理论粒距水平下均达到优等品标准。

组合内窝孔玉米精密排种器型孔的研究

提出并研制了一种具有阶梯形内窝定量孔的玉米精密排种器———组合内窝孔玉米精密排种器。通过试验研究可知 ,只要适当地选择充填孔和阶梯形内窝定量孔的形状和尺寸 ,该排种器可对不同品种的玉米种子在不分级的情况下达到精播要求。