【摘 要】
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我国蔬菜种植面积和产量居全球首位,但是蔬菜综合机械化水平仅为20%左右,且各生产环节发展不均衡。由于蔬菜种子小而轻且易受损伤,播种难度较大,截止目前蔬菜种植环节机械化水平不到10%,蔬菜精量播种技术落后、装备匮乏严重限制了我国蔬菜产业的发展。由于温室大棚在应对气候、地理环境等方面存在优势,种植区域不断扩展。但目前温室大棚使用的小型蔬菜播种机存在机型单一、播种效率低、作业模式适应性差的问题,鉴于上述
【基金项目】
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2018山东省农机装备研发创新计划项目“温室大棚蔬菜精密播种技术与装备研发”(编号:2018YF005-04);
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我国蔬菜种植面积和产量居全球首位,但是蔬菜综合机械化水平仅为20%左右,且各生产环节发展不均衡。由于蔬菜种子小而轻且易受损伤,播种难度较大,截止目前蔬菜种植环节机械化水平不到10%,蔬菜精量播种技术落后、装备匮乏严重限制了我国蔬菜产业的发展。由于温室大棚在应对气候、地理环境等方面存在优势,种植区域不断扩展。但目前温室大棚使用的小型蔬菜播种机存在机型单一、播种效率低、作业模式适应性差的问题,鉴于上述原因,本文设计了一种小型正负压双作用蔬菜精量播种机,并对其关键部件进行了试验研究,旨在研制出生产高效高质量、作业模式适应性强的小型蔬菜精量播种装备,从而提高我国温室大棚蔬菜的播种机械化水平。具体研究内容如下:(1)针对现有气力式多行排种器气室通用、风压损失大的问题,设计了一种基于气道盘结构的单盘多行独立气道式正负压精量排种器,依靠负压吸种、正压辅助落种和除杂,解决蔬菜种子粘盘问题。创新设计的气道盘结构,其正面开有三条负压气道,背面开有正压气道,一方面减少了风压损失,另一方面保证正、负压气道的相互独立封闭性。对气道盘、排种盘、动力盘等关键部件进行了结构设计,对排种器吸种、主动落种和强制落种工作过程进行了动力学分析,得出影响排种器性能的主要因素为:负压值、排种盘转速和正压值。(2)运用软件对排种器正负压流场进行了仿真分析,仿真结果验证气道盘结构设计合理,可以为排种器工作过程提供稳定的正负压,并且降低了工作所需风压的大小。为了验证搅种装置设计的合理性,通过软件对种子自由下落到种箱的堆积状态及种群受到高速搅种装置作用时的运动规律进行了离散元仿真分析,并进行搅种转速单因素试验,选择了合适的搅种转速。(3)对研制的单盘多行独立气道式正负压排种器进行了排种性能台架试验。通过单因素试验发现在负压值1~2k Pa、排种盘转速15~25r/min、正压值150~250Pa的范围内排种器性能较好,同时得出各影响因素对排种器性能的影响规律,并且发现排种盘外圈性能略低于内圈;为了探究各影响因素交互作用对排种性能的影响,进行了二次旋转正交组合试验,获得排种器性能最佳时的参数组合,对漏播指数、重播指数和合格指数影响的主次顺序为负压值、排种盘转速、正压值;选取不同孔径排种盘,对所设计的排种器进行了品种适应性试验,三圈吸种孔的漏播指数均小于3%,重播指数均小于3%,合格指数均大于95%,表明排种器具有良好的品种适应性。(4)对开沟分种装置、镇压及播深调节机构等其它关键部件进行设计及合理布局,完成样机制作并进行田间试验,主要考察了实际作业过程中播种株距、播种深度和播种行距等指标。通过对田间试验结果进行分析,所设计的小型气力式蔬菜精量播种机各项指标优于国家标准,能够满足蔬菜播种作业要求,种植模式适应强。
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