【摘要】：油菜、小麥?zhǔn)情L江中下游地區(qū)主要的油料、糧食作物,且兩者播期毗鄰、機(jī)械化播種工序相似。為滿足長江中下游地區(qū)油菜小麥播種要求,提高播種機(jī)作業(yè)效率和簡化播種機(jī)結(jié)構(gòu),本文在系統(tǒng)比較國內(nèi)外專用及兼用型排種技術(shù),特別是針對機(jī)械式兼用型排種技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種“一器八行”無需清種與護(hù)種裝置的油麥兼用型槽孔輪式集排系統(tǒng),并針對油麥兼用型槽孔輪式集排器關(guān)鍵部件展開了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與參數(shù)分析。建立了排種過程的力學(xué)模型,明確了影響集排器排種性能的主要因素。EDEM仿真試驗(yàn),確定了槽孔后傾角、充填高度及集排器轉(zhuǎn)速對油菜、小麥排種性能的影響。通過排種性能試驗(yàn),得到了排量穩(wěn)定性較優(yōu)參數(shù)組合及集排器整體排種性能。本文為兼用型機(jī)械式低破損排種器設(shè)計(jì)提供了參考。主要研究內(nèi)容如下:(1)開展了油麥兼用型槽孔輪式集排系統(tǒng)設(shè)計(jì)。確定了傳動比與排種器單位面積播種量關(guān)系,集排器主要結(jié)構(gòu)及工作原理。通過摩擦系數(shù)試驗(yàn)和輸種管排布分析,確定了油菜、小麥較優(yōu)輸種管材料及內(nèi)徑分別為PVC鋼絲軟管、20mm以及投種口距開溝橫梁水平向后距離需不大于606mm。為適應(yīng)長江中下游地區(qū)土壤工作條件,滿足油麥兼用要求,開種溝裝置選用雙圓盤式開溝器。(2)開展了油麥兼用型槽孔輪式集排器種箱、集排器殼體、槽孔輪、攪種裝置、投種漏斗等主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),其中槽孔輪為該集排器的關(guān)鍵部件。為滿足油菜小麥兼用要求,有效控制機(jī)械式排種方式的種子易破損和堵塞槽孔問題,結(jié)合物料特性與農(nóng)藝要求,設(shè)計(jì)了一種帶有后傾角的斜錐槽孔,提出了一種油菜雙圈、小麥三圈槽孔交錯(cuò)排布的形式以及兩側(cè)分別為油菜、小麥區(qū)域的槽孔輪結(jié)構(gòu),槽孔輪總寬為55mm,油菜小麥單一槽孔區(qū)寬為27.5mm。分析確定了油菜小麥槽孔的尺寸長×寬×高分別為3.3×2.9×2.1mm、8×5×4mm,槽孔后傾角范圍分別需不超過30°、15°,槽孔輪單圈齒數(shù)分別為45齒、30齒。(3)構(gòu)建了集排器充種、攜種、投種和輸種過程力學(xué)模型。對充種過程分析,確定了最小充填高度比基準(zhǔn)高度低10mm;經(jīng)攜種分析,簡化了清種、護(hù)種環(huán)節(jié),驗(yàn)證了該集排器結(jié)構(gòu)的合理性;投種過程得到了油菜、小麥槽孔后傾角在小于30°、15°時(shí),油菜、小麥的最大投種角可達(dá)40.8°、34.4°;輸種過程確定了油菜、小麥輸種管與水平面夾角需不小于33°。通過排種過程力學(xué)分析,確定了對集排器排種過程的影響因素,即槽孔輪轉(zhuǎn)速、充填高度和槽孔后傾角。(4)開展了油麥兼用型槽孔輪式集排器仿真試驗(yàn)。槽孔后傾角試驗(yàn)得到了油菜、小麥槽孔后傾角分別為20°、5°時(shí),投種性能較好,且油菜投種角高于小麥投種角;充填高度試驗(yàn)確定了油菜充填高度為基準(zhǔn)高度時(shí),充種性能較為穩(wěn)定,小麥充填高度對其充種性能影響較小;槽孔輪轉(zhuǎn)速試驗(yàn)得到了隨著轉(zhuǎn)速增加,油菜小麥充種角逐漸減小、投種角逐漸增大,并確定了槽孔輪轉(zhuǎn)速范圍為5～35r/min。(5)開展了油麥兼用型槽孔輪式集排器臺架試驗(yàn)及田間試驗(yàn)。單行臺架試驗(yàn)確定了降低油菜、小麥排量穩(wěn)定性能變異系數(shù)的較優(yōu)參數(shù)組合分別為:槽孔后傾角20°、充填高度為基準(zhǔn)高度、轉(zhuǎn)速20r/min,槽孔后傾角5°、充填高度20mm、轉(zhuǎn)速15r/min。多行臺架試驗(yàn)確定了轉(zhuǎn)速為10～30r/min,油菜、小麥各行排量一致性變異系數(shù)分別小于6.00%、7.00%,總排量穩(wěn)定性變異系數(shù)分別小于1.30%、1.00%,種子破損率均低于0.5%以及攪種片居中分布攪種軸結(jié)構(gòu)能滿足小麥播種要求且能有效提高其充種性能。田間試驗(yàn)驗(yàn)證了該集排系統(tǒng)可滿足油菜小麥兼用播種要求。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S223.2
【圖文】：

油麥兼用型槽孔輪式集排系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)對不同種子的適應(yīng)性要求，該公司生產(chǎn)的帶式排種器 Stan-Hay 型，具有能夠滿足多種大小、形狀種子排種需求的能力（Choudhary and M.A1988）；英國斯塔赫公司針對機(jī)械式排種器展開了深入研究，通過更換適用于不同作物的型孔帶，用以滿足不同作物的排種需求（Uri and Noel D 1999），但是皮帶的線速度制約了該排種器在高速環(huán)境下的工作性能（D Karayel 2009）；Amazone 公司研制了一種采用釘齒式排種器的 D9 條播機(jī)，可播種芝麻、油菜、水稻、小麥等中小粒徑種子，如圖 1-1a、ba.D9 條播機(jī)a.D9 planterb.釘齒式排種器b.Nail type seed metering device

闡明了排種過程中的影響因素和規(guī)律。結(jié)合 Pro/E 與 EDEM 等計(jì)算機(jī)軟件開展仿真試驗(yàn)研究，為排種性能試驗(yàn)及排種系統(tǒng)的相關(guān)結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)提供依據(jù)。（3）油麥兼用型槽孔輪式集排器排種性能試驗(yàn)結(jié)合力學(xué)分析及仿真試驗(yàn)結(jié)果，開展排種性能試驗(yàn)，通過單行正交試驗(yàn)確定降低油菜、小麥排量穩(wěn)定性能變異系數(shù)的較優(yōu)參數(shù)組合，并在該參數(shù)組合下以總排量穩(wěn)定性變異系數(shù)、各行排量一致性變異系數(shù)、排種速率以及種子破損率為評價(jià)指標(biāo)開展多行試驗(yàn)，確定集排器整體排種性能。（4）油麥兼用型槽孔輪式集排系統(tǒng)田間試驗(yàn)在油麥兼用型槽孔輪式集排器臺架試驗(yàn)較優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)下開展油麥兼用型槽孔輪式集排系統(tǒng)田間試驗(yàn)，測量并統(tǒng)計(jì)油菜、小麥田間出苗情況。1.3.2 技術(shù)路線根據(jù)本課題研究目標(biāo)與內(nèi)容，擬定技術(shù)路線如圖 1-3 所示。

種子需經(jīng)過輸種管落入種溝，因此在田間播種能產(chǎn)生重要影響，該部分主要包括輸種管的選型及型中，種子將與輸種管接觸，種子與輸種管之間的摩順利，通過開展種子與輸種管摩擦系數(shù)試驗(yàn)，可分種管。與裝置系數(shù)試驗(yàn)輸種管選用硅膠管、PVC 鋼絲軟管、纖維油雜 62 和鄭麥 9023 為試驗(yàn)材料，其千粒重分別為.58%、4.1%。采用如圖 2-4 所示的滑動摩擦角測試

【參考文獻(xiàn)】

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2 李兆東;李?yuàn)檴?曹秀英;雷小龍;廖宜濤;韋躍培;廖慶喜;;油菜精量氣壓式集排器排種性能試驗(yàn)[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2015年18期

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1 雷小龍;油麥兼用型氣送式集排器設(shè)計(jì)及其工作機(jī)理[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

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2 何亞豪;氣力式花生精量排種器關(guān)鍵技術(shù)研究[D];石河子大學(xué);2016年

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本文編號：2803120