型孔轮式排种器工作过程与性能仿真

由型孔轮式大豆排种器的三维CAD模型建立了其三维离散元法分析模型,采用球颗粒建立了大豆种子的分析模型,采用离散元法和自主研发的三维CAE软件对排种器的工作过程及性能进行了仿真分析,并与台架试验进行比较。结果表明,排种性能、投种角、种子运动轨迹与台架试验结果基本一致,证明了采用离散元法分析型孔轮式大豆排种器工作过程及其性能的可行性。

机械式多功能精密排种器的设计

针对窝眼轮式排种机构 ,因种子受挤压堵塞窝孔 ,易造成缺苗断垄的问题 ,采用下种时在排种孔底部给以机械推力 ,克服窝孔堵塞的问题。研究推导出能平稳啮合于排种孔中的推种齿曲面方程。将精密排种与外槽轮常规排种组合在一个排种盒中 ,一机多用。能精密播种大、中、小粒种子和常量播种大、中粒种子。台架测定排量稳定性变异系数及种子破损率符合标准要求。田间试验 ,对油菜播量控制达 1.5 kg/ hm2 ,出苗均匀整齐。

振动供种型孔轮式非圆种子精密排种器设计与试验

为满足非圆种子低播量精密播种的种植要求,基于型孔轮式排种器提出了一种振动定向供种机构,分析了种子振动定向排序的机理,建立了种子在定向供种机构上的运动模型和充填型孔过程的动力学模型,完成了关键结构的参数设计。以V型槽安装倾角、振动方向角、振动频率、电压值(振幅)及排种轮转速为试验因素进行了二次回归旋转正交组合试验,并应用Design-Expert 8.0.6软件对试验数据进行多元回归分析和响应曲面分析,得到了因素与合格率间回归模型和因素对指标影响关系,确定了影响合格率的因素重要性次序为振动频率、振幅、振动方向角、安装倾角和排种轮转速。基于回归模型进行了参数优化并进行了试验验证,结果表明:当安装倾角4.02°、振动方向角31.29°、振动频率35.9 Hz、振幅4.03 V、转速5.55 r/min时,合格率为97.64%,漏充率为2.36%,试验中未出现多于3粒/穴的情况。采用二次回归旋转正交组合设计建立回归模型,试验结果与理论分析结论一致,满足了低播量精密播种的农艺要求,表明了振动供种组合型孔轮式排种器实现非圆种子精密排种的可行性。

内窝孔式棉花精量穴播轮的试验

目前,新疆棉花种植广泛采用半精量穴播轮,其原理是勺式取种,存在下种量大、重播率高、下种不均匀、后续工作量大等缺陷,已不适应当前棉花产业发展要求。气吸式精量穴播轮可实现一穴一粒,准确率高,但气吸式棉花穴播机结构复杂、造价高,对机具维护、使用者技能以及整地有较高要求。另外,作业时拖拉机须保持高速运转,能源消耗大,因而限制了气吸式精量穴播轮的普及和推广。为此,将内窝孔取种原理应用于棉花精量取种,介绍了内窝孔式穴播轮的结构和工作过程,并进行了排种试验和分析。由试验得知,内窝孔式取种原理可用于新疆棉花的精量取种。

型孔轮式排种器弹性随动护种带装置设计

传统的型孔轮式谷物排种器都采用固定式护种板,由于种子与护种板之间的相对运动和摩擦,不可避免地会对种子造成损伤,同时会对护种板内表面和排种轮外表面造成磨损。设计了一种可拆式弹性随动护种装置,弹性护种带与排种轮一起转动,由于种子与护种带之间没有相对运动,大大降低了对种子的损伤和排种轮外表面的磨损。对弹性随动护种带装置的结构和护种带的材料、形状、强度和长度进行了优化设计。安装了弹性随动护种带的水稻精量穴直播机台架试验、样机试验和性能检测结果表明,稻种的破损率可降至0.3%。

基于响应曲面法的窝眼轮式三七精密排种器性能试验

【目的】优化三七窝眼轮式排种器的结构参数,提高排种器的排种性能。【方法】以三七种子为研究对象,选取排种器的型孔数量、型孔直径、型孔深度和窝眼轮转速4个因素进行2次正交旋转组合试验;利用自制土槽试验台测试试验组排种合格指数、重播指数和漏播指数;通过响应曲面法对试验结果进行分析;建立各因素和试验指标的二次回归模型;分析各因素、各因素交互项和二次项对合格指数的影响规律;优化试验因素,并进行试验验证。【结果】影响排种器合格指数的因素主次顺序为型孔直径、型孔深度、型孔数量和窝眼轮转速。当型孔深度为5.4mm,窝眼轮转速为35 r·min-1,型孔数量为12～14,型孔直径为7.7～8.2 mm时,排种合格指数大于90,重播指数和漏播指数均小于5。优化参数后的验证结果与优化结果基本一致。【结论】可通过响应曲面法优化排种器性能。该研究可为三七播种机设计提供理论依据,为三七机械化种植奠定基础。

不同品种大豆种子充填特性的EDEM仿真分析

为了研究不同品种大豆种子在排种器中的充填特性,以东农52、黑河44和青仁黑豆为研究对象,测量种子的长、宽、厚,并计算其均径、球度、变异系数等参数,分析了不同种子之间参数的差异以及种子长、宽、厚的比例分布。以窝眼轮式排种器为试验模型,运用EDEM对不同品种大豆种子的充填特性进行模拟试验,并对试验数据进行分析。结果表明,种子品种间的差异对单粒率、多粒率影响显著,对空粒率影响不显著;随着球度的减小及变异系数的增加,单粒率平均值从96.33%减小到82%,多粒率平均值从2%上升到16.33%。

型孔齿盘式排种器工作性能的试验研究

对自行设计的型孔齿盘式排种器的排种时间、种子粒径和种子箱内充种高度等主要参数对排种器工作性能的影响进行了试验研究。试验结果表明,种子粒径和充种高度是主要的影响因素,必须针对型孔大小选择合适粒径的种子,并保持种子箱内有一定的充种高度,才能使空穴率和重播率都保持在较优水平。在满足生产率要求的前提下,排种轮转速应尽可能选低一些。研究结果可作为进一步改进设计以及实际使用的依据。

大豆小区播种机清种装置的设计与试验

目前我国小区播种机还有很多问题待解决,如大豆育种使用窝眼轮式排种器的小区播种机播种时存在着混种、换种过程复杂等问题,为了解决这些问题,设计了一种适用于窝眼轮式排种器的清种装置。文中设计的清种装置清种彻底、作业过程高效,能有效解决使用窝眼轮式排种器的小区播种机换种过程中清种不便的问题。通过对大豆种子的运动过程受力分析,当清种口的压力大于38.92 Pa时,可将大豆种子从排种器种腔内压入清种管中。以齐黄34品种为试验材料进行了清种时长和清种性能的测定。试验结果表明,清种装置在9 s内可清除排种器种腔内残留的种子,清种彻底且快速,达到了清种的需求。

油莎豆窝眼排种轮低位集穴排种器设计与试验

结合油莎豆物料特性和黄淮海区域油莎豆种植农艺要求,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、充种性能不佳和每穴3粒种子投种时轴向分散等问题,设计了一种油莎豆V形凹槽窝眼排种轮低位集穴排种器。通过对窝眼排种轮直径、型孔以及其表面增设的V形凹槽进行设计,提高了精量分离充种性能;在窝眼排种轮下方加设低位投种集穴装置,既可降低投种高度,又可将分散下落的种子向中间聚集,提高了成穴效果。利用EDEM软件对排种器进行了运动特性仿真,分析了不同结构参数对充种效果的影响,确定了窝眼排种轮的结构参数;以窝眼排种轮转速、种层高度和型孔宽度为试验因素,以合格指数、漏播指数和重播指数为试验指标,进行了二次回归正交旋转组合仿真试验。仿真试验结果表明:影响合格指数的主次顺序为窝眼排种轮转速、型孔宽度、种层高度;当窝眼排种轮转速为22.10 r/min、型孔宽度为14.23 mm、种层高度为52.59 mm时,合格指数为92.11%、漏播指数为2.24%、重播指数为5.65%。最后进行了台架试验,对仿真结果进行了验证,得出油莎豆低位集穴排种器的充种和集穴性能较好,满足油莎豆精密播种要求。