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我国是世界上最大的蔬菜生产国、消费国和出口国,中国蔬菜面积和产量均居世界第一。目前国内蔬菜生产方式以农户个体经营为主,劳动效率低,产品利润低下。加入WTO后,蔬菜产业受到价格冲击和进口国绿色壁垒的影响,为了要提高国内蔬菜产业的竞争力,实现专业化、商品化秧苗生产体系,必须发展工厂化育苗技术。精密播种是工厂化育苗的一个重要环节,其播种质量的优劣直接影响着蔬菜的出苗、保苗和增产。目前国内所使用的精密播种机大多是国外引进的产品,其价格较为昂贵,难以被我国农户所接受。因此研发出一种新型、低成本的气力滚筒式蔬菜播种机,具有广阔的市场前景,有助于实现农村蔬菜工厂化育苗生产。 本文通过对华南农业大学工程学院研究的气力滚筒式蔬菜播种机构进行研究,提出产品化设计方案,设计出“分段串联式”滚筒排种器。并通过fluent软件对排种器进行仿真分析,研究滚筒体结构中气流场的特征,为排种器产品结构设计提供理论依据,吸种孔外流场的仿真结果表明吸种孔直径越大,外流场压力和流速作用范围越大;而吸种孔导程长度对吸种孔外流场分布不产生影响,考虑其加工工艺后确定尺寸为1mm;通气槽气压均匀性的仿真结果表明通气槽直径越大、吸种孔直径越小,通气槽内的压力分布越均匀。当两者比例大于4时,通气槽轴向两端压力及流速分布接近相等,因此选定通气槽直径为8mm,吸种孔直径小于2mm满足要求,小于1mm时为最佳取值。正负压转换的仿真结果表明正负压气流的转变几乎在一瞬间完成,该侧面换气装置的设计是合理可靠的。 根据产品化要求设计播种机的主要零部件。排种器滚筒体的设计采用在滚筒上钻通气槽、钻吸种孔的方式取代贴薄膜的方式,能防止贴膜后产生接缝的产生,提高了排种器滚筒的可靠性;通过增加侧面换气机构固定盘的轴向滑移、增加随行侧挡板机构、在供种箱中增加浮动式阶梯供种板和恒量供种漏斗等方面进行设计,解决了换气过程中气流密封性,提高穴盘传送精度,保证了种箱供种恒定且具有卸种功能。 对研制出的播种机样机进行正交试验,试验得出以下规律:增大吸种孔径或真空度会导致多粒率增加,空穴率减少,单粒率先增后减。增大清种压力会导致多粒率减少,但空穴率增加,单粒率先增后减。该试验同时得出了各尺寸种子的最佳播种效果,结果表明当播种滚筒吸种孔直径为0.5~0.6mm,吸种真空度为-6~-8kPa,清种气压为400~600Pa,适合直径为0.9~1.7mm的种子播种。播种单粒率均高达90%,多粒率少于10%,空穴率少于5%。对于直径小于0.9mm的种子可以通过包衣处理达到直径0.9~1.7mm,再进行播种生产。该研究结果为《2BS-6气力滚筒式蔬菜穴盘播种机的企业标准》的制定和产品化生产提供了依据。