精量排種器是實(shí)現(xiàn)精密播種的關(guān)鍵部件,其性能的可靠性決定其播種質(zhì)量。排種器投種過(guò)程中種子運(yùn)動(dòng)易受到田間作業(yè)環(huán)境的干擾與種子在接觸土壤時(shí)會(huì)發(fā)生滑移、彈跳,影響播種質(zhì)量。為提高播種質(zhì)量,本文針對(duì)摩擦型排種器設(shè)計(jì)了一種旋轉(zhuǎn)投種裝置,對(duì)排種器投種過(guò)程進(jìn)行理論分析,利用EDEM軟件對(duì)摩擦型排種器投種過(guò)程進(jìn)行仿真分析,利用排種器性能檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)和土槽試驗(yàn)臺(tái)對(duì)排種器投種裝置進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證試驗(yàn)和多因素試驗(yàn)研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)根據(jù)零速投種原理與摩擦型立式圓盤(pán)排種器的整體結(jié)構(gòu),確定投種裝置的總體設(shè)計(jì)方案,闡述了排種器及投種裝置的工作原理。通過(guò)對(duì)投種裝置內(nèi)的種子進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析,建立了種子的運(yùn)動(dòng)模型,獲得了大豆種子相對(duì)投種管位移、速度、加速度及法向力隨投種管轉(zhuǎn)動(dòng)角度的變化規(guī)律。(2)根據(jù)種子的基本物理參數(shù)及其在投種管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,設(shè)計(jì)了投種裝置的關(guān)鍵部件。由種子尺寸及排種器的結(jié)構(gòu)確定了投種管的長(zhǎng)度與截面參數(shù);由種子相對(duì)位移隨投種管轉(zhuǎn)動(dòng)角度的變化規(guī)律,確定排種口的位置與長(zhǎng)度參數(shù);對(duì)排出投種管外的種子進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析,由種子自由下落運(yùn)動(dòng)規(guī)律確定投種凸輪的位置與長(zhǎng)度、投種開(kāi)關(guān)的初始角等結(jié)構(gòu)參數(shù),得到排種口長(zhǎng)度為30 mm、投種開(kāi)關(guān)初始角為45°以及投種凸輪長(zhǎng)為65 mm等參數(shù)。(3)利用EDEM離散元軟件對(duì)摩擦型立式圓盤(pán)排種器投種裝置的工作過(guò)程進(jìn)行仿真分析。通過(guò)單因素預(yù)試驗(yàn)選取仿真因素及其范圍,獲得了排種器轉(zhuǎn)速、投種摩擦力、投種初始位置對(duì)排種器合格指數(shù)、變異系數(shù)的影響規(guī)律。采用二次正交旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)方法,以排種器轉(zhuǎn)速、投種初始位置、投種摩擦系數(shù)為試驗(yàn)因素,建立以合格指數(shù)、變異系數(shù)為響應(yīng)指標(biāo)的回歸方程,探索了投種裝置投種最佳工作參數(shù)組合,為后續(xù)排種器的試驗(yàn)研究提供參考。為驗(yàn)證基于離散元仿真的排種器投種裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性,運(yùn)用精密排種器性能檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)架進(jìn)行單因素試驗(yàn),檢驗(yàn)設(shè)計(jì)合理性,對(duì)仿真得出的工作參數(shù)及結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行單因素驗(yàn)證,試驗(yàn)驗(yàn)證了仿真結(jié)果準(zhǔn)確可信。(4)對(duì)投種裝置作業(yè)性能進(jìn)行全因素試驗(yàn)測(cè)試,尋求投種裝置的適應(yīng)范圍,分析各因素對(duì)性能指標(biāo)的影響,并利用高速攝影系統(tǒng)對(duì)排種器投種過(guò)程及種子下落運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)影像分析,探究排種器投種工作性能,由試驗(yàn)結(jié)果可知,投種高度50 mm、株距60 mm、前進(jìn)速度2 m/s時(shí),排種器合格指數(shù)為96.0%,重播指數(shù)為1.6%,漏播指數(shù)為2.4%,變異系數(shù)為8.4%,可以滿足精密播種要求;對(duì)摩擦型排種器投種裝置進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn),驗(yàn)證了投種裝置可有效提高排種器投種性能。
【學(xué)位單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：S223.2

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本文編號(hào)：2820414