【摘 要】
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针对机械式排种器高速作业条件下出现排种精度下降、株距均匀性差等问题,本文提出利用导流板与排种盘锥面改变内层种群相对静止状态,提升外层待充种群的运动速度与充填力的技术思路,设计了一种锥面导流式大豆高速精量排种器。通过排种器工作过程的理论分析及结构设计、参数仿真试验、台架试验、振动工况试验、田间试验,完成了排种器结构优化,并探明了振动工况对排种器作业性能的影响,为机械式高速精量排种器的设计与性能提升提
【基金项目】
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陕西省重点产业链项目《粮食精准播种技术与智能装备研发》(编号:2019ZDLNY02-03);
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针对机械式排种器高速作业条件下出现排种精度下降、株距均匀性差等问题,本文提出利用导流板与排种盘锥面改变内层种群相对静止状态,提升外层待充种群的运动速度与充填力的技术思路,设计了一种锥面导流式大豆高速精量排种器。通过排种器工作过程的理论分析及结构设计、参数仿真试验、台架试验、振动工况试验、田间试验,完成了排种器结构优化,并探明了振动工况对排种器作业性能的影响,为机械式高速精量排种器的设计与性能提升提供了技术参考。主要研究内容及结论如下:(1)锥面导流式排种器结构设计及理论分析。为提升机械式排种器的高速作业质量,本文设计一种带有导流板、锥形盘和复式型孔的排种器结构。该排种器通过导流板和排种盘锥面带动种群运动,实现“动态充种”,并结合复式型孔结构引导待充种子完成充种,有效提升了待充种群种子的运动速度与充填力。对排种器的结构、工作原理与影响排种性能的主要结构参数进行了系统地分析,确定了导流板型式、锥盘倾角γ、以及复式型孔等关键结构参数的合理取值范围。(2)锥面导流式排种器工作过程仿真与试验研究。通过EDEM仿真分析,确定了叶片间隔角度90°的弧形导流板为最优型式,锥盘倾角γ取60°,复式型孔开口左端边缘向内倾斜。并采用二次正交组合试验的方法获得复式型孔结构参数的最优组合:型孔右端面开口倾角α为59.9°,型孔右端面高度L1为5.6mm,型孔底部长度L2为17.2mm。台架试验结果表明:当播种机在作业速度为6~12km/h时,排种合格率均达到98%以上,破损率均低于0.4%,较仿真试验结果误差均低于2%,验证了结构设计的合理性与仿真优化结果的可靠性。(3)锥面导流式排种器振动工况下性能研究。利用EDEM仿真软件模拟排种器在振动工况下的作用过程,试验结果表明:当工作转速、振动加速度和振动频率增大后,均会对排种器不同工作过程均具有显著性影响。正交振动试验结果表明:试验因素对排种性能影响的主次顺序为振动加速度、工作转速、振动频率;当振动加速度小于0.63g,振动频率大于4.28Hz时,排种合格率可达到95%以上,粒距均匀性变异系数可达到20%以下。田间试验结果表明:播种机作业速度在6~12km/h时,排种合格率可达到82%以上,漏播率低于15%,重播率低于9%,满足精密播种的技术要求。
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