三七是云南省特色經(jīng)濟作物,被譽為云南農(nóng)業(yè)璀璨的“明珠”,我國98%的三七產(chǎn)自云南,2015年全省種植面積已達(dá)60余萬畝。國際市場對三七原料的需求以每年20%的速度快速增長,三七原料總體供應(yīng)不足,面積及產(chǎn)量總體呈現(xiàn)逐年遞增趨勢。與蓬勃發(fā)展的三七產(chǎn)業(yè)相比,三七生產(chǎn)機械化技術(shù)非常落后。經(jīng)實地調(diào)研,僅有耕整地實現(xiàn)了部分機械化,其他的生產(chǎn)過程全部采用傳統(tǒng)的手工操作,勞動強度大,生產(chǎn)效率和作業(yè)質(zhì)量低,無法實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè),不利于優(yōu)質(zhì)三七的生產(chǎn),不符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展要求,嚴(yán)重制約了三七產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。本文主要針對以上問題,進(jìn)行了三七精密播種機關(guān)鍵部件的研發(fā)與整機的設(shè)計,主要研究內(nèi)容如下：1、三七精密播種機整體結(jié)構(gòu)設(shè)計。以文山州三年生三七種子為研究對象,運用電子天平、斜面儀、摩擦系數(shù)測量儀等儀器測量了三七種子不同含水率的三軸尺寸、摩擦角、休止角等物理特性。根據(jù)三七種植農(nóng)藝要求與三七精密播種機的技術(shù)要求,對三七精密播種機整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。2、三七精密排種器的設(shè)計與離散元模擬仿真。根據(jù)三七種植農(nóng)藝要求與三七種子的機械物理特性,設(shè)計了一種型孔式三七精密排種器并確定了關(guān)鍵部件的參數(shù)。按照所測定三七種子的物理參數(shù),利用EDEM離散元模擬分析軟件對三七種子進(jìn)行了顆粒體建模,并與建立的排種器顆粒工廠相結(jié)合進(jìn)行了排種過程模擬仿真分析,驗證了該三七精密播種機采用型孔式排種器的可行性。3、型孔式排種器試驗研究。以排種器作業(yè)速度、型孔數(shù)量和型孔直徑大小為研究因素,播種合格指數(shù)、漏播指數(shù)、重播指數(shù)與種子破損率為響應(yīng)函數(shù)對三七精密排種器進(jìn)行了三因素二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合試驗,得到了排種器最優(yōu)參數(shù)組合,排種器在作業(yè)速度為1.78km/h,排種輪型孔數(shù)為20.71個,型孔直徑為8.16mm時,有最高合格指數(shù)98.398、最低漏播指數(shù)0.971、最低重播指數(shù)0.181和最低破損率0.572。4、樣機試制。設(shè)計了播種機其它關(guān)鍵部件并制造了樣機。根據(jù)實際工作情況,部分結(jié)構(gòu)還可以進(jìn)一步優(yōu)化。通過分析,對整機提出了改進(jìn)和優(yōu)化方案,該方案能更好的滿足三七播種農(nóng)藝要求,提高播種機作業(yè)性能,但使用效果仍需田間試驗進(jìn)行改進(jìn)。
【學(xué)位單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：S223.2
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 本課題研究的目的和意義
    1.2 精密播種機機械研究概況
        1.2.1 國內(nèi)外播種機研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)外排種器研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容與方法
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 研究方法
    1.4 研究技術(shù)路線
第二章 總體方案設(shè)計
    2.1 三七種子機械物理特性研究
        2.1.1 三軸尺寸
        2.1.2 密度
        2.1.3 休止角與內(nèi)摩擦角
    2.2 三七播種技術(shù)要求
        2.2.1 三七種植技術(shù)要求
        2.2.2 三七播種機機械技術(shù)要求
    2.3 總體結(jié)構(gòu)方案及其工作原理
    2.4 小結(jié)
第三章 型孔式三七精密排種器設(shè)計
    3.1 排種器的功能需求
    3.2 排種器的選擇
    3.3 型孔式排種器總體結(jié)構(gòu)與工作原理
        3.3.1 型孔式三七精密排種器總體結(jié)構(gòu)
        3.3.2 工作過程
        3.3.3 充種原理
    3.4 排種輪結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.4.1 型孔結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.4.2 排種輪直徑的設(shè)計
        3.4.3 型孔數(shù)的確定
    3.5 刮種機構(gòu)設(shè)計
    3.6 小結(jié)
第四章 型孔式三七精密排種器建模與數(shù)值模擬
    4.1 EDEM概述
        4.1.1 離散元法
        4.1.2 離散元法在農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域中的應(yīng)用
    4.2 EDEM軟件簡介
        4.2.1 EDEM仿真流程
        4.2.2 前處理設(shè)置
    4.3 模型建立與參數(shù)選取
        4.3.1 邊界模型建立
        4.3.2 三七種子顆粒體模型建立
        4.3.3 接觸力學(xué)模型的建立
    4.4 排種過程模擬仿真
        4.4.1 仿真參數(shù)的設(shè)置
        4.4.2 模擬過程分析
        4.4.3 模擬結(jié)果分析
    4.5 小結(jié)
第五章 排種試驗臺設(shè)計與排種器試驗研究
    5.1 排種器性能檢測試驗臺設(shè)計
        5.1.1 試驗臺總體結(jié)構(gòu)與技術(shù)參數(shù)
        5.1.2 工作原理
        5.1.3 軌道車與排種器固定架
    5.2 正交回歸試驗設(shè)計與分析
        5.2.1 試驗材料
        5.2.2 試驗設(shè)備
        5.2.3 試驗方法
    5.3 試驗結(jié)果與分析
        5.3.1 回歸方程分析
        5.3.2 各因素對合格指數(shù)的影響
        5.3.3 各因素對漏播指數(shù)的影響
        5.3.4 各因素對重播指數(shù)的影響
        5.3.5 各因素對破損率的影響
        5.3.6 最佳參數(shù)
    5.4 小結(jié)
第六章 型孔式三七精密播種機整機設(shè)計
    6.1 播種機其它關(guān)鍵部件設(shè)計
        6.1.1 開溝器設(shè)計
        6.1.2 覆土裝置設(shè)計
        6.1.3 地輪設(shè)計
        6.1.4 種箱設(shè)計
    6.2 樣機試制
    6.3 小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2883550