【摘要】：精量播種是現(xiàn)代播種行業(yè)的主流播種方式,其具有播種時(shí)間短、效率高、增加產(chǎn)量等優(yōu)勢(shì)。目前在育苗階段,精量播種的方式很多,但主要是手工作業(yè),勞動(dòng)強(qiáng)度大,效率低,迫切需要高效、精準(zhǔn)、實(shí)用的育苗播種機(jī)械。氣吸滾筒式排種器是實(shí)施育苗精量播種的關(guān)鍵設(shè)備,現(xiàn)有的氣吸滾筒式排種器由于正壓腔裝配復(fù)雜、密封困難,只有負(fù)壓吸種滾筒,而無正壓投種氣室,無法實(shí)現(xiàn)正壓投種清堵,造成其排種漏播率高,直接制約了其應(yīng)用與推廣。因此研究設(shè)計(jì)由負(fù)壓吸種滾筒腔和正壓投種腔所構(gòu)成的雙腔排種滾筒結(jié)構(gòu)方案、排種理論、加工裝配工藝,試驗(yàn)獲取影響排種性能的較優(yōu)工作參數(shù)對(duì)研發(fā)氣吸滾筒式精量排種器具有一定參考價(jià)值。研究的主要內(nèi)容和結(jié)果包括:1、針對(duì)現(xiàn)有氣吸滾筒式排種器部件多、裝配難、密封性差、無正壓投種氣室,難于實(shí)現(xiàn)正壓投種清堵功能,直接造成排種器漏播率高的的技術(shù)問題,提出了利用3D快速成型技術(shù)打印剖分式負(fù)壓吸種滾筒的新思路,創(chuàng)新設(shè)計(jì)了雙腔(負(fù)壓取種腔體及正壓投種腔)排種滾筒,理論分析了吸附取種、攜種、正壓吹投清堵過程,構(gòu)建力學(xué)模型,明確影響吸附取種、攜種、正壓吹投的主要因素及其相互關(guān)系,確定了雙腔排種滾筒的主要結(jié)構(gòu)參數(shù),為后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。2、利用CFD軟件對(duì)負(fù)壓取種腔體及正壓投種腔體內(nèi)部流場(chǎng)均勻性進(jìn)行仿真研究,找出影響腔體內(nèi)流場(chǎng)均勻性的主要因素,確定雙腔排種滾筒的結(jié)構(gòu)和尺寸參數(shù)。各因素對(duì)腔體內(nèi)流場(chǎng)均勻性的較優(yōu)組合為:正負(fù)壓進(jìn)出氣方式選擇單端進(jìn)出氣方式,滾筒直徑為160mm,滾筒長度為300mm,吸孔結(jié)構(gòu)形狀為錐孔結(jié)構(gòu),吸孔直徑為1.5mm,滾筒腔體內(nèi)部無隔板結(jié)構(gòu)。3、基于雙腔排種滾筒核心部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求,重點(diǎn)采用模塊化設(shè)計(jì)方法對(duì)負(fù)壓吸種滾筒進(jìn)行3D打印制造工藝的設(shè)計(jì),并利用3D打印技術(shù)制作加工了剖分式的負(fù)壓取種腔滾筒;此外研究設(shè)計(jì)了正壓投種腔室加工裝配工藝,并完成了總體裝配,解決了正壓投種腔室的裝配困難、密封性差的技術(shù)難題,大大簡化加工制造裝配工藝。4、選取影響取種性能指標(biāo)(單粒率、重播率、漏播率)的主要因素:種箱氣室正壓、滾筒負(fù)壓和轉(zhuǎn)速,采用三因素三水平的正交回歸試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行排種性能試驗(yàn),通過Design-Expert軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和回歸擬合,確定了影響排種性能指標(biāo)的滾筒負(fù)壓、滾筒轉(zhuǎn)速和投種腔氣室正壓的顯著性,確定影響排種性能指標(biāo)較優(yōu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)、工作參數(shù),即當(dāng)投種腔氣室正壓為2.2kPa,滾筒負(fù)壓為2.4kPa,滾筒轉(zhuǎn)速為16r/min時(shí),性能指標(biāo)的最優(yōu)值分別為單粒率93.2%,重播率4.3%,漏播率2.5%,均滿足精量排種的技術(shù)要求。
【圖文】：

如圖1-1 所示。中國工程院院士陳學(xué)庚等也對(duì)氣吸式排種器進(jìn)行了理論研究，并設(shè)計(jì)研發(fā)了一種利用傳送帶傳輸種子的裝置，這種裝置與取種盤的轉(zhuǎn)動(dòng)速度、播種機(jī)的行進(jìn)速度有直接關(guān)系。并確定了各因素對(duì)排種質(zhì)量的影響程度，，其重要性分別為投種點(diǎn)高度、取種盤轉(zhuǎn)動(dòng)速度和負(fù)壓室的壓力值[35]。董潤堅(jiān)則對(duì)氣吸式垂直圓盤排種器進(jìn)行了理論研究，并利用Fluent 軟件以水稻芽種為研究對(duì)象，研究了種子在排種器內(nèi)腔的壓力場(chǎng)、速度場(chǎng)和種子的吸附軌跡進(jìn)行了模擬運(yùn)動(dòng)軌跡[36]。胡斌、董春旺等人則提出了種箱拋振模型，其原理是基于種盤上拋思想的，設(shè)計(jì)了一種新型種箱，通過對(duì)這種理論模型進(jìn)行數(shù)值模擬分析，通過流場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)得出種子的運(yùn)動(dòng)軌跡，并優(yōu)化設(shè)計(jì)了種盤結(jié)構(gòu)[37-38]。張順、夏俊芳等以水稻為播種對(duì)象，采取多因素多水平的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，研究了種子形態(tài)、滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)速度、真空程度等因素對(duì)排種器排種機(jī)能的影響，并開展了單因素種子形態(tài)對(duì)雜交水稻品種的播種試驗(yàn)[39]。中國農(nóng)大的龐昌樂以及廣西北海市農(nóng)機(jī)化研究所的蘇聰英等人設(shè)計(jì)了 2BZQ-300 型氣吸式雙層滾筒水稻播種機(jī)的排種器，并進(jìn)行了試驗(yàn)研究[40]。排種器的外壁要光滑、吸孔要小、內(nèi)部的吸孔要大，這樣才能避免吸孔粘附雜質(zhì)，卓有成效地防止了吸孔

筒 5.滾筒步進(jìn)電機(jī) 種子 5.穴盤 6.行程帶步進(jìn)電機(jī) 8.集流圖 1-1 磁吸滾筒式穴盤精密排種器示意圖g.1-1 Sketch map of precision magnetic cylinder-se1.抽氣機(jī)構(gòu) 2.增壓管 3.同步輸送結(jié)構(gòu) 4.種子箱器 6.真空負(fù)壓室 7.封閉增壓室 8.秧盤 9.機(jī)架 10.氣圖 1-2 氣吸式雙層滾筒排種器構(gòu)造簡圖-2 Structures of the air-suction two-layer cylinder rice
【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S223.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2670731