【摘要】：播種是農業(yè)生產過程的基本組成部分,播種質量是增加農業(yè)生產的先決條件。隨著農業(yè)生產技術的開展和播種模式的改進,近年來中國的播種技術和播種機械有了良好的發(fā)展。排種器是播種機的核心工作部件,其特性和工作性能對播種品質有著直接的影響。排種器在播種單體上的安裝位置及質量、體積受到了嚴格限制。氣力式排種器具有不傷種、通用性好,能夠滿足播種機高速作業(yè)等優(yōu)點。該文結合簡化播種單體,提高播種質量,適應大豆寬幅高速、窄行密植農藝對播種機的要求,采用滑落吸種、碰撞清種的方式設計了一種集排式大豆精量排種器。主要研究內容如下:(1)采用滑落吸種、碰撞清種的方式,設計集排式大豆精量排種器。對集排式大豆精量排種器總體結構和關鍵部件進行設計,對工作原理和排種器其他結構進行了分析介紹,并通過理論計算得到了滾筒直徑、吸孔直徑、軸向吸孔數和徑向吸孔排數等結構參數,以及密封裝置氣室安裝鉸接點的位置。(2)對集排式大豆精量排種器排種過程進行理論分析。通過對充種過程中種子未被吸附狀態(tài)和已吸附狀態(tài)進行受力分析,探究影響種子吸附的相關因素;利用點的速度合成定理,對下落種子與已吸附的種子之間的相對速度進行分析,獲得下落種子相對滾筒速度以其通過吸孔的次數變化規(guī)律。(3)運用EDEM仿真軟件對集排式大豆精量排種器種子下落碰撞過程開展仿真分析。明確了排種器內大豆種群運動規(guī)律,分析了排種器碰撞清種過程的下落種子流的軌跡、速度對已吸附種子的影響。(4)利用JPS-12型排種器性能檢測試驗臺對集排式大豆精量排種器進行了排種器單因素試驗和多因素試驗研究,利用高速影像系統(tǒng)為排種器排種過程進行動態(tài)影像分析。通過對單因素試驗,得到了導種板間隔寬、導流板夾角等結構參數,氣壓值、作業(yè)速度等工作參數對排種器排種性能的影響規(guī)律;選擇合格指數A、重播指數D、漏播指數M作為評價指標,氣壓值、作業(yè)速度作為試驗因素,進行二次旋轉正交組合試驗。參數優(yōu)化得出,當氣壓值5.2kPa、作業(yè)速度8 km/h時,合格指數A為98.4%,重播指數D為1.2%,漏播指數M為0.45%。并通過驗證試驗對優(yōu)化結果進行驗證;通過對高速影像分析,獲得排種器排種過程種子的運動規(guī)律。
【圖文】：

圖 1-1 國外機械式精量排種器Fig. 1-1 Foreign mechanical precision seed-metering device了提高播種機的作業(yè)速度，50 年代后期國外開始出現氣力式精量排種器[42]，伴隨著種器的出現，精量排種技術發(fā)展速度大大加快。氣力式排種器具有不傷種、通用性好現播種機快速作業(yè)等優(yōu)點，逐漸成為精量排種器的研究熱點。國外現有的氣力式排為氣吸式排種器，結構種類多樣，但工作原理基本相同[43]，如圖 1-2 所示。國 Monosem 公司生產的氣吸式精量排種器采用多種材料偶聯，通過增加攪拌裝置提動性，排種精度高，作業(yè)速度可達 10 km/h。德國 Amazone 公司生產的氣吸式精量采用凸臺式吸孔的排種盤，具有攪種作業(yè)同時還可以提高清種性能，為了保證排種定工作，采用齒輪形式設計排種盤外圓，同時該排種盤有多種形式，可以對多種作種，粒距合格指數高。意大利 Maschio 公司生產的氣吸式排種器結構緊湊，采用雙排種器的清種性能高。美國 Case IH 公司生產的氣吸式排種器通過增加柔性滾輪，種器的清種質量，同時降低了清種裝置對種子的破壞；同時排種器還配備攪種撥指輪種群進行擾動，提高排種器充種質量。美國 John Deere 公司研制的氣吸式排種器，型孔盤和圓孔盤兩種配套系列，型孔盤對種子適應性好，降低了所需真空度；圓孔適應性更好，但對所需真空度要求較高。美國 Precision Planter 公司研制的 vSet 精，，將排種盤吸孔設計成凸起圓孔狀，提高了種子流動性，能夠適應高速作業(yè)，配合 G

Fig. 1-1 Foreign mechanical precision seed-metering device為了提高播種機的作業(yè)速度，50 年代后期國外開始出現氣力式精量排種器[42]，伴隨著氣力式排種器的出現，精量排種技術發(fā)展速度大大加快。氣力式排種器具有不傷種、通用性好，能夠實現播種機快速作業(yè)等優(yōu)點，逐漸成為精量排種器的研究熱點。國外現有的氣力式排種器多數為氣吸式排種器，結構種類多樣，但工作原理基本相同[43]，如圖 1-2 所示。法國 Monosem 公司生產的氣吸式精量排種器采用多種材料偶聯，通過增加攪拌裝置提高種子流動性，排種精度高，作業(yè)速度可達 10 km/h。德國 Amazone 公司生產的氣吸式精量排種器，采用凸臺式吸孔的排種盤，具有攪種作業(yè)同時還可以提高清種性能，為了保證排種盤高速穩(wěn)定工作，采用齒輪形式設計排種盤外圓，同時該排種盤有多種形式，可以對多種作物進行播種，粒距合格指數高。意大利 Maschio 公司生產的氣吸式排種器結構緊湊，采用雙側清種，排種器的清種性能高。美國 Case IH 公司生產的氣吸式排種器通過增加柔性滾輪，提高了排種器的清種質量，同時降低了清種裝置對種子的破壞；同時排種器還配備攪種撥指輪，用以對種群進行擾動，提高排種器充種質量。美國 John Deere 公司研制的氣吸式排種器，分別配有型孔盤和圓孔盤兩種配套系列，型孔盤對種子適應性好，降低了所需真空度；圓孔盤對種子適應性更好，但對所需真空度要求較高。美國 Precision Planter 公司研制的 vSet 精量排種器，將排種盤吸孔設計成凸起圓孔狀，提高了種子流動性，能夠適應高速作業(yè)，配合 GPS等電子測控技術，實現基于地理信息的變量播種。
【學位授予單位】：東北農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S223.2

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本文編號：2629023