内充气力式棉花高速精量排种器设计与试验

针对现有气力式棉花排种器高速作业下充种性能不佳、排种精度低的问题,结合内充种式排种器结构特点,设计了一种内充气力式棉花高速精量排种器,该排种器利用内充与气流吸附方式进行双重充种,经清种装置作用后,采用二次投种方式完成排种过程。构建了种子充填与吸附力学模型,确定了关键部件主要结构参数,并对影响排种器工作性能的主要因素进行了试验研究。以清种距离为影响因子进行了单因素试验,基于最优清种效果,采用三因素三水平Box-Behnken中心组合设计试验分析吸孔直径、前进速度与负压对排种性能的影响规律,获得了最佳工作参数组合,并进行了高速条件下排种性能对比试验。结果表明:清种距离为2.0 mm时,排种器清种效果最优;影响排种合格指数与漏播指数的主次因素分别为负压、前进速度、吸孔直径;最佳参数组合为吸孔直径2.9 mm、前进速度8.4 km/h、负压1150 Pa。经台架试验验证,其性能指标为合格指数均值96.48%、重播指数均值2.41%、漏播指数均值1.11%;在作业速度8~12 km/h范围内,内充气力式排种器排种合格指数均大于91%、漏播指数小于7%,且排种效果优于垂直圆盘气吸式排种器,满足棉花精量直播农艺要求。

基于ADAMS的型孔式棉花精量排种器排种性能影响因素分析

结构参数、工作参数对排种器的排种性能好坏影响很大,为了解不同参数与排种器排种性能间的关系,对型孔式棉花精密排种器的排种过程进行虚拟研究,仿真在不同孔型以及不同行程速比情况下的排种过程。结果表明:排种器的排种性能与型孔形状、尺寸有很大关系,孔口成喇叭状的型孔易于充种,型孔内圆形较方形易于种子顺利囊人。排种器的排种性能与排种轮转速ω有关,仿真获得较好排种性能时的临界角速度ω_(max)约为975°/s。零速投种和排种轮线速度以及播种机进给速度都有关系,但若取适当的行程速比系数,则基本可实现零速投种,仿真获得该系数为42。

电磁振动棉花精密播种装置的试验分析

针对光籽棉种难以进行精播的问题,设计了一种电磁振动式精密播种装置。在电磁振动作用下,棉种在排种盘上排列成队,按顺序依次进入分流通道,实现棉种的分流回收。通过对该装置进行排种试验,得出了影响排种速度的因素,确定了提高播种质量的实验方案。实验结果表明,该播种装置满足农艺要求。

用多学科集成的设计理念优化棉花精量排种器

采用多学科集成的设计理念,将三维建模、人机交互以及虚拟样机技术等引入棉花精量排种器的设计研发中。通过建立一种机械式棉花精量排种器的参数化模型,运用离散元法仿真种子流在不同结构参数和其它设计参数情况下的运动特性,分析设计参数变化对样机性能的影响,获得各参数主次顺序的最佳组合,找出优化设计的方向。这种新的设计理念具有节约开发成本、缩短开发周期、简化开发过程、操作简单、应用灵活、用户交流界面友好等特点,为棉花精量排种器的设计研究提供了新的思路。

双U型棉花精量播种机设计与试验

针对机采棉种植农艺要求,设计一种一次性可完成开沟、施肥、喷药、铺设滴灌带、仿形、铺膜、播种、镇压等作业的双U型棉花精量播种机。该机采用勺轮鸭嘴式精量排种器和提土覆土装置实现节水精量全膜播种;利用ANSYS软件对双U型棉花精量播种机的成穴机构进行静力学分析,对提土覆土装置的传动轴进行模态分析。田间试验表明:种子的空穴率为1.6%,种子机械破损率为0.1%,穴粒数合格率为96.2%,种子覆土厚度深度合格率为97.5%,采光面机械破损程度为16.8 mm/m2,采光面宽度合格率为93.6%,试验指标均达到设计的相关要求和农业的相关标准。

双仓转盘式棉花竖直圆盘穴播排种器设计与试验

针对棉花竖直圆盘穴播排种器充种性能差、破损率高等问题,结合棉花穴播农艺,设计了一种双仓转盘式棉花竖直圆盘穴播排种器。介绍了穴播排种器结构组成及工作原理,设计计算了取种盘结构参数,对充种区和转运区临界状态棉种进行受力分析,建立力学模型,分析说明了窝孔安置角和取种盘转速对充种性能的影响,得出棉种临界破损状态时,取种盘和种子间隔圈的最小配合间隙为1.47mm。以取种盘转速、窝孔安置角、排种间隙为试验因素,单粒率、破损率为响应指标,利用穴播器试验台开展响应面试验,并利用Design-Expert8.0进行多目标寻优。结果表明,3个因素对单粒率的影响大小顺序依次为窝孔安置角,排种间隙,取种盘转速。对破损率影响的大小顺序依次为取种盘转速,排种间隙,窝孔安置角。最优排种组合为取种盘转速23.9r/min,窝孔安置角31.7°,排种间隙2.08 mm。对最优排种组合进行田间验证试验,分别将取种盘转速、窝孔安置角、排种间隙修定为24 r/min、32°、2.0 mm,得到单粒率为94.3%,破损率0.09%,试验指标满足国家标准,该研究可为棉花双仓转盘式竖直圆盘穴播排种器的结构设计、优化提供参考。

棉花可调式精量排种器性能试验设计

在对现有半精量排种器进行深入研究的基础上,对原有的排种器进行了改进设计。通过台架试验的方法分析并测试各项指标结果表明,该排种器能够满足棉花膜上精量播种的农艺要求。