花生气吸滚筒式穴播器分种盘设计与试验

针对花生气吸滚筒式穴播器因一次投种性能不稳定造成单粒率低的问题,通过在气吸滚筒式穴播器的取种盘和二次投种机构之间增设分种盘,将种子限定在一个较小的齿形空间内,并拨动种子沿着预定轨道运动,提高了气吸滚筒式穴播器投种的准确性和精度。设计并分析了分种盘的分种齿齿形和分种盘与取种盘的位置关系,确定了分种盘结构和位置参数。借助DEM-CFD耦合方法研究了气吸滚筒式穴播器的工作过程,分析了携种区种子的运动轨迹,阐明了漏播和重播产生机理。以单粒率、漏播率和重播率为评价指标进行三因素二次旋转正交组合试验,分析了齿形方向角、安装角、作业速度对投种性能的影响,结果表明:当齿形方向角为-4.55°、安装角为14.99°和作业速度为4.01 km/h时,气吸滚筒式穴播器的排种性能最优,此时单粒率为94.99%,漏播率为2.49%,重播率为2.52%。以最优组合为基础进行田间试验,当作业速度为3.51~4.51 km/h时,试验结果满足花生单粒精量播种机械技术要求,且安装分种盘比未安装分种盘的单粒率提升超过1.46个百分点,排种优势明显。

基于Arduino的穴播器排种监测系统研究

针对穴播器作业中其排种过程难以监测的问题,基于Arduino单片机设计了一种穴播器排种监测系统。以气吸滚筒式花生穴播器为研究对象,根据种子运动轨迹以及穴播器工作特性,确定传感器安装位置;选择红外对射传感器、线性霍尔传感器为信号采集元件,通过蓝牙模块实现人机交互。试验验证,系统在穴播器前进速度为3~5 km/h时,排种监测系统具有良好的准确性和稳定性,为提高农机装备智能化水平提供参考。

玉米起垄施肥覆膜及膜际播种联合作业机的设计与试验

【目的】针对旱作玉米膜上打孔种植出苗期间膜孔覆土板结及膜孔错位造成的缺苗问题,结合玉米垄面覆膜、膜际浅沟种植新技术,设计了玉米起垄施肥覆膜及膜际播种联合作业机。【方法】通过对样机关键部件的设计与分析,确定了双圆盘起垄装置、轮辐式碎土整形装置、窝眼轮式穴播装置的结构及工作参数,解析了核心部件的作业机理。【结果】设计的玉米播种机可以实现开沟起垄、垄底施肥、垄面镇压、垄上铺膜及膜侧浅沟穴播一体化作业,穴距合格率为89.5%、播深合格率为76.3%、穴粒数合格率为95.4%、膜边覆土宽度合格率为91.5%、膜边覆土厚度合格率为92.4%、种子破损率为0.6%、排肥量一致性变异系数为8.9%、总排肥量稳定性变异系数为5.6%,垄高、垄宽及坚实度不合格率分别为6%、9%及19%。【结论】该机具作业性能良好,各项性能指标均优于相关农艺要求和技术标准。

棉种参数特性测定研究

种子是播种机械的主要作用对象,在设计穴播器各部分的结构之前对其进行参数测定是必不可少的工作。为了获取棉花精密穴播器的设计依据,本文选取“新陆早42号”和“新陆早61号”两个品种棉种作为测量对象,通过各种仪器设备对其千粒重和密度、粒型、几何尺寸等物理特性以及自然休止角、滑动摩擦角、滚动摩擦角等力学参数进行了测定。研究结果为穴播器设计提供参考。

改进型夹持式棉花穴播轮排种过程高速摄像分析

采用高速摄像技术对改进型夹持式棉花穴播轮的工作过程进行了分析。分析得知,充种区的种子作大、小2个环流运动,可实现两次冲刷充种,种子相对种子室的运动较改进前有所增大,从而增大了充种机率;取种器漏充的主要原因是2粒种子横向并排摆放在夹种口中引起的;清种方式有3种:即种子在重力作用下落下、夹种口变小种子被挤出夹种口和种子的平衡位置被破坏落下;种子进入夹种口的平均速度随穴播轮转速的增大而逐渐减小。

夹持式棉花精密穴播轮改进设计与试验

针对夹持式棉花精密穴播轮作业引起的振动脱种问题,改进了取种器的结构,增设了护种装置。应用二次回归通用旋转组合试验方法,建立了穴播轮排种性能指标与取种器夹种口主要尺寸间的回归方程。分析了试验因素对穴播轮排种性能指标的影响规律,对于新陆早-26号棉种在单粒率最大、重播率和空穴率在一定范围内的条件下,优化得出夹种板长度为4.50 mm、夹种口宽度为5.70 mm、夹种口开度为7.50 mm。试验表明,改进后的穴播轮减小了振动对精密取种的影响。

夹持自锁式棉花精量穴播轮的研究

针对夹持自锁式棉花精量穴播轮在使用中存在的问题及其产生的原因,设计了挡种圈和投种器,改进了取种机构。介绍了其工作原理,计算得出其结构尺寸,并从理论上分析了充种、清种和落种过程,建立了充种、清种、落种模型。田间试验表明,改进后穴播轮的充种可靠性能明显增强,有效地解决了由于振动脱落种子和落种卡滞而造成的空穴问题。

气吸滚筒式棉花精量穴播器排种性能试验

针对气吸滚筒式精量穴播器作业过程中能耗大、排种性能不稳定等问题,以主要影响因素:取种盘吸孔线速度和充种负压为研究对象进行正交试验、回归分析,确定各因素对排种性能的影响规律及较优工作参数组合。结果表明:充种相对压力-4.5kPa、取种盘吸孔线速度0.38m/s时为较优作业参数组合,此条件下穴播器的单粒指数为98.67%、综合评价指数为99.00%、重播指数为0.67%、漏播指数为0.67%,满足精量穴播要求。

覆膜穴播施肥联合作业机械的研制

设计了一种适合膜上播种的双环带分种分肥穴播器,并采用该播种器研制了覆膜穴播施肥联合作业机械;同时发明了切膜机构、整平机构和覆土机构。通过大量的实验表明,覆膜穴播施肥联合作业机组工作稳定可靠,性能优良,是一款与新农艺相适应的机械化联合作业的机型。

机械式棉花精量穴播器的设计与试验

针对机械式棉花精量穴播器工作过程中的起拱问题,基于现有的型孔式穴播器,设计了一种新型取种器。该取种器利用排队充种思想,由左右两个平行腔体组成,工作过程包括充种、刮种和侧充。台架试验表明：对于新型取种器,当穴播器的线速度在3.5~4.0 km/h时排种质量良好,穴播器各项性能指标均达到了新疆地区棉花膜上精量穴播的技术要求。

机械式穴播器装配线在制品优化研究

针对机械式穴播器装配线上在制品(Work In Process,WIP)主要依靠管理人员经验进行定性控制的问题,采用多点控制的方法对装配线上在制品进行定量优化。首先运用约束理论(Theory Of Constraint,TOC)结合推、拉两种生产方式对装配线进行分段研究,在分段节点设立瓶颈缓冲区、并联缓冲区和风险缓冲区;然后根据工位故障持续时间与物料消耗速度计算出缓冲区最优容量,得出机械式穴播器装配线在制品多点控制优化方案。通过对某企业机械式穴播器装配系统进行Flex Sim仿真,验证了方案的可行性。

气吸式花生膜上精量穴播轮田间作业性能测试

【目的】选用自行设计开发的穴播轮进行花生田间成穴、播种性能试验,研究气吸式花生膜上精量穴播轮的作业性能,分析其影响因素及影响效果。【方法】采用单因素分析法,对不同作业速度(0.32,0.76和1.02m/s)下的膜孔尺寸、孔穴错位率、膜下播种深度合格率、穴距合格率进行测试与分析;采用多因素正交试验的方法,在不同吸种孔线速度(0.11,0.24,0.33m/s)、不同吸种负压(3.66,3.98,4.65kPa)条件下对花生种子播种质量进行测试与比较。【结果】作业速度对穴播轮成穴及播种性能影响较为显著,低速作业时成穴性能较好,膜孔尺寸、孔穴错位、膜下播种深度、穴距均较好;高速作业时孔穴错位率较大,且穴距变异较大,漏播率增大。吸种孔线速度及吸种负压对播种质量影响显著,随吸种孔线速度的增加,漏播指数增加,重播指数减小;随吸种负压的增加,穴粒数的合格率增加,重播指数相应提高。【结论】在满足成穴质量要求的基础上,当作业速度为0.76m/s(吸种孔线速度为0.24m/s)、吸种负压为4.65kPa时,穴播轮作业质量最优,此时合格指数为95.0%,空穴指数为1.0%,重播指数为4.0%,孔穴错位率为4.0%,膜下播种深度合格率为95.0%,穴距合格率为95.0%,成穴质量、播种质量均能较好地满足花生精量穴播的要求。

基于ADAMS的玉米精密穴播器的设计与仿真研究

针对目前玉米穴播器存在空穴率较高,穴粒数均匀度差等问题,设计了玉米精密穴播器,确定了穴播器主要技术参数,采用精密排种器和鸭嘴强制开启机构,确保播种质量.在ADAMS/View环境下用相对轨迹曲线生成实体的方法,进行了鸭嘴强制开启机构的凸轮设计,进行了仿真研究,测试了鸭嘴的摆角、角速度、角加速度.结果表明:鸭嘴开始播种时快速开启,保持到出土后再逐渐关闭,满足穴播器设计要求.

棉花精量穴播器晃动频幅与充种性能的关系

低空穴率、低双粒率、低种子损伤等是棉花精量播种中的关键指标,而棉种的起拱、相互占位则是造成空穴、双粒以及种子损伤的主要原因之一。为探讨棉花精量排种器的设计、优化的理论依据和方法,本文以一种型孔式棉花精量穴播器为研究对象,基于虚拟样机技术对棉种在该穴播器沿进给方向上的不同晃动频率和幅度下的运动过程进行了仿真分析,得出了棉花精量穴播器晃动频幅对充种性能的影响趋势,结果表明高频小幅晃动可以提高穴播器充种性能。

内置式双位投种穴播器

设计了一种内置式双位投种穴播器,在牵引工作状态下自动滚动、实现入土成穴器入土。采用内置式双位投种方式,且上位一次变量排种器布置在轮盘的定盘中心,以减小向入土成穴器的输种距离和省略传动装置。入土成穴器采用定、动两瓣结构,非开启状态为常闭,动瓣在达到最大入土深度后按杠杆原理打开,完成下位二次投种、出土后关闭。样机试验证明,穴播器各项性能符合设计和农艺要求。

精量穴播轮膜上成穴性能的虚拟仿真分析

【目的】探讨穴播轮成穴部件的运动轨迹,为穴播轮成穴机理研究及穴播轮成穴性能测试提供参考。【方法】利用虚拟样机技术,在UG软件中建立穴播轮运动分析主模型,通过UG用户界面模块、求解器模块和后处理模块,对穴播轮成穴过程,包括成穴过程中成穴部件的开启及运动轨迹、成穴形状等进行仿真分析,利用仿真试验测试不同前进速度、滑移率、入土深度条件下穴孔的大小及不同条件下的成穴效果,并采用正交试验方法分析各因素对穴孔大小的影响。【结果】前进速度对穴播轮成穴性能的影响与成穴部件出土角和入土角有关,且随滑移率的增加而加大,随入土深度的增大而减小;滑移率对穴播轮成穴性能有显著影响,在入土深度一定的情况下,穴孔的大小随滑移率的增加先逐渐减小后又逐渐增大,且活动鸭嘴对穴孔的影响增大,撕膜、挑膜现象加剧;入土深度对穴播轮成穴性能影响显著,随入土深度的增加穴孔增大,但成穴部件入土和出土作业对穴孔、膜孔的影响降低。【结论】所设计的穴播轮在结构及参数上均能较好地满足设计要求,在规定的作业条件下成穴效果满足技术要求。在作业中应尽量减小穴播轮的滑移率,并同时保证入土深度的一致性。

气吸式打瓜精量穴播器的设计与试验

针对打瓜铺膜播种机机械式半精量穴播器的排种精度低、播种稳定性差的问题,基于现有的气吸式棉花精量穴播器,设计适合打瓜播种的气吸式精量穴播器。阐述其结构特点和工作原理,设计确定主要作业部件结构参数。试验表明:在作业速度4.5km·h-1,真空室压力4.0kPa时排种效果最好,单粒合格率93.7%,重播率3.4%,漏播率2.9%,满足打瓜精量播种要求。

改进型夹持式穴播轮工作过程的分析

为了揭示改进型夹持式穴播轮的工作机理,并为穴播轮的优化设计提供依据,对穴播轮的工作过程进行了分析。穴播轮充种时,结拱的种子可在充种装置的作用下以填补空间的方式进入夹种口;清种时,夹种口变小,夹种口中不稳定的种子被挤出夹种口;种子从夹种口落下的方式有两种,一种是滑落,另一种是滚落;投种时,夹种口张开,夹种口中的种子在重力作用下落入接种杯,落种速度随穴播轮转速的增大而逐渐减小,当穴播轮角速度大于11rad/s时种子进入夹种口的速度为零,此时种子在重力作用下不能下落。

穴播器装配线平衡与优化研究

装配线是一种高效的生产组织形式,其产能与平衡率以及作业方法等密切相关。以R公司穴播器装配线为例,运用鱼骨图找出其总装生产率较低的主要原因。采用基础工业工程中的动素分析、人机作业分析等工作研究方法,结合FIE动作分析与价值研究软件改善装配作业流程并制定标准工时。基于0-1规划数学模型,分别采用第I类和第II类装配线平衡方法并结合LINGO软件求解最优作业元素分配方案,提高了装配线平衡率。对装配线进行了合理的布局规划,解决了R公司穴播器装配效率低下的问题,研究可为相关企业类似装配线的优化与改善提供参考。

夹持式棉花精密穴播轮作业振动对取种的影响

为了提高夹持式棉花精密穴播轮对作业地表的适应性,通过分析穴播轮作业时的主要振动形式及其振动加速度值得出穴播轮作业时存在失重和超重现象。穴播轮的作业振动对种子的可靠夹持影响较大,分析得出在超重状态下种子可以被可靠夹持,在失重状态下重块会产生反向转动,夹种口张开,种子不受夹持力,处于不稳定状态,依据研究结果改进了穴播轮的取种机构,经试验改进后的穴播轮在振动条件下作业时空穴率由9.3%降低到2.6%,穴播轮对地面的适应能力有明显提高。