番茄育苗播种机双腔排种滚筒的研究

发布时间：2020-05-19 10:09

【摘要】：精量播种是现代播种行业的主流播种方式,其具有播种时间短、效率高、增加产量等优势。目前在育苗阶段,精量播种的方式很多,但主要是手工作业,劳动强度大,效率低,迫切需要高效、精准、实用的育苗播种机械。气吸滚筒式排种器是实施育苗精量播种的关键设备,现有的气吸滚筒式排种器由于正压腔装配复杂、密封困难,只有负压吸种滚筒,而无正压投种气室,无法实现正压投种清堵,造成其排种漏播率高,直接制约了其应用与推广。因此研究设计由负压吸种滚筒腔和正压投种腔所构成的双腔排种滚筒结构方案、排种理论、加工装配工艺,试验获取影响排种性能的较优工作参数对研发气吸滚筒式精量排种器具有一定参考价值。研究的主要内容和结果包括:1、针对现有气吸滚筒式排种器部件多、装配难、密封性差、无正压投种气室,难于实现正压投种清堵功能,直接造成排种器漏播率高的的技术问题,提出了利用3D快速成型技术打印剖分式负压吸种滚筒的新思路,创新设计了双腔(负压取种腔体及正压投种腔)排种滚筒,理论分析了吸附取种、携种、正压吹投清堵过程,构建力学模型,明确影响吸附取种、携种、正压吹投的主要因素及其相互关系,确定了双腔排种滚筒的主要结构参数,为后续研究奠定基础。2、利用CFD软件对负压取种腔体及正压投种腔体内部流场均匀性进行仿真研究,找出影响腔体内流场均匀性的主要因素,确定双腔排种滚筒的结构和尺寸参数。各因素对腔体内流场均匀性的较优组合为:正负压进出气方式选择单端进出气方式,滚筒直径为160mm,滚筒长度为300mm,吸孔结构形状为锥孔结构,吸孔直径为1.5mm,滚筒腔体内部无隔板结构。3、基于双腔排种滚筒核心部件的结构特点和技术要求,重点采用模块化设计方法对负压吸种滚筒进行3D打印制造工艺的设计,并利用3D打印技术制作加工了剖分式的负压取种腔滚筒;此外研究设计了正压投种腔室加工装配工艺,并完成了总体装配,解决了正压投种腔室的装配困难、密封性差的技术难题,大大简化加工制造装配工艺。4、选取影响取种性能指标(单粒率、重播率、漏播率)的主要因素:种箱气室正压、滚筒负压和转速,采用三因素三水平的正交回归试验设计方案进行排种性能试验,通过Design-Expert软件对试验数据进行方差分析和回归拟合,确定了影响排种性能指标的滚筒负压、滚筒转速和投种腔气室正压的显著性,确定影响排种性能指标较优的结构参数、工作参数,即当投种腔气室正压为2.2kPa,滚筒负压为2.4kPa,滚筒转速为16r/min时,性能指标的最优值分别为单粒率93.2%,重播率4.3%,漏播率2.5%,均满足精量排种的技术要求。
【图文】：

示意图,穴盘,示意图,排种器

如图1-1 所示。中国工程院院士陈学庚等也对气吸式排种器进行了理论研究，并设计研发了一种利用传送带传输种子的装置，这种装置与取种盘的转动速度、播种机的行进速度有直接关系。并确定了各因素对排种质量的影响程度，，其重要性分别为投种点高度、取种盘转动速度和负压室的压力值[35]。董润坚则对气吸式垂直圆盘排种器进行了理论研究，并利用Fluent 软件以水稻芽种为研究对象，研究了种子在排种器内腔的压力场、速度场和种子的吸附轨迹进行了模拟运动轨迹[36]。胡斌、董春旺等人则提出了种箱抛振模型，其原理是基于种盘上抛思想的，设计了一种新型种箱，通过对这种理论模型进行数值模拟分析，通过流场的运动状态得出种子的运动轨迹，并优化设计了种盘结构[37-38]。张顺、夏俊芳等以水稻为播种对象，采取多因素多水平的正交试验设计方法，研究了种子形态、滚筒的转动速度、真空程度等因素对排种器排种机能的影响，并开展了单因素种子形态对杂交水稻品种的播种试验[39]。中国农大的庞昌乐以及广西北海市农机化研究所的苏聪英等人设计了 2BZQ-300 型气吸式双层滚筒水稻播种机的排种器，并进行了试验研究[40]。排种器的外壁要光滑、吸孔要小、内部的吸孔要大，这样才能避免吸孔粘附杂质，卓有成效地防止了吸孔

示意图,双层滚筒,穴盘

筒 5.滚筒步进电机种子 5.穴盘 6.行程带步进电机 8.集流图 1-1 磁吸滚筒式穴盘精密排种器示意图g.1-1 Sketch map of precision magnetic cylinder-se1.抽气机构 2.增压管 3.同步输送结构 4.种子箱器 6.真空负压室 7.封闭增压室 8.秧盘 9.机架 10.气图 1-2 气吸式双层滚筒排种器构造简图-2 Structures of the air-suction two-layer cylinder rice
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S223.2

【参考文献】