外槽轮电动排种器设计与试验研究

发布时间：2020-06-13 01:28

【摘要】：播种机械作为农业机械的一个重要分支,近年来得到迅速发展,新机构、新材料和新成果的不断涌现为播种机械的性能提高和耐久性增加作出了巨大贡献。随着经济的发展,农业生产对播种智能化和播量可控化提出了迫切要求,显然,播种机单行独立电控是播种智能化和播量可控化的基础。由于播种机械的排种器数量众多,多个独立电机工作电耗的居高不下成为瓶颈。排种器的减阻降耗,尽量减少电瓶容量,增加播种机的续航能力成为亟待解决的问题。本文将创新设计一种单行独立外槽轮式电控排种器,旨在通过对电动外槽轮式排种器减阻降耗研究,减少电机功耗,最终达到增加电瓶续航能力的目的。本文主要研究内容如下：(1)分析了国内外各种播种机及电动排种器的研究现状,提出了新型独立电动外槽轮排种器的技术路线,设计了排种器的具体结构,利用阻塞轮调节槽轮的工作长度,采用调速器进行电机调速进而调节排种量,确定了清种部件采用叠层过盈软质毛刷形式,分析了外槽轮式排种器在充种、清种和护种阶段的受力。进行了主要电器元件的选型,设计了电路图,对排种器的工作过程进行了解析。(2)对排种器受到的阻力进行了理论分析,通过数学建模的方式,得出了叠层过盈软质毛刷受到的弯矩及等效作用力的具体工况。同时,分析了种子带动层的运动过程及作用机理,明确了带动层速度与外槽轮速度的相互关系；并将其做圆弧等效边界处理,分析其受力。以槽轮排种阻力最小化为目标,提出各运动参数和结构参数的优化方向。(3)按照农艺要求的播种量,在槽轮与排种盒最佳间隙的状态下,以电机转速和叠层过盈软质毛刷过盈度为二因素,优化试验电动排种器设计参数与功耗的关系,得出在不同工况下的最佳转速与毛刷过盈度匹配,多个优化匹配参数下的槽轮电机功耗的平均值比先前经验设计电动排种器降耗21.15%。(4)为验证上述优化试验以及总体结构设计的有效性,将设计的装置安装在南京沃杨机械科技有限公司的2BFGS-12型旋耕施肥播种机上进行田间试验,在最优功耗工况下和25kg/亩、20kg/亩、15kg/亩和10kg/亩四种播量条件下,播量稳定性变异系数、种子破损率和播种均匀性变异系数均符合国家相关标准,也符合农艺要求。目前本设计已安装在南京沃杨机械科技有限公司的系列旋耕施肥播种机产品上,通过生产性考核,进入小批量生产阶段。
【图文】：

感应器１０．种盒１１郝子１２．推力轴承１３．排种器轴１４．销１５．左推移板逡逑逾逡逑图１－２电动撒播机示意间逡逑１．种箱２．大齿轮３．小齿轮４．上轴承５．排种口邋６．调节手柄７．直流电瓶８．立轴９．下轴承１０．罩板１１．甩盎逡逑１２．火皮带轮１３．皮带１４．小皮带轮１５．电动机１６．排种轴１７．排种壳体１８．排种轮逡逑该播种机整体工作过程如下；开启电动机使其转动，电动机带动小皮带轮，再通过皮带逡逑的作用将动力传递到大皮带轮，而后带动立轴，立轴将动力传递至其上部与下部，上部由小逡逑齿轮将动力传递至与其咕合的大齿轮，由此带动排种轴转动，，排种轴驱动排种轮转动，因而逡逑小麦种子可排出排种器至甩盘上；立轴下部将动力传递至甩盘，甩盘上带有螺旋叶片，甩盘逡逑的转动带动螺旋叶片的转动，上部的小麦种子落到螺旋叶片上，小麦种子在螺旋叶片的转动逡逑作用下被甩出，实现排种的目的。在此过程中，电动机转速的改变自然地改变小麦种子被甩逡逑出的幅宽及撒播量的大小Ｗ１。逡逑针对小区播种的特殊需求，黑龙江八一农屋大学工程学院的于国明等设计了窝眼轮式电逡逑动播种机

－一－－逡逑图１－１电控外槽轮排种器示意图逡逑１．外槽轮２．巧条３．锅轮４．电机５．阻塞轮６．右推移板７．排种器轴位置传感器８．排量控制器９．种子粒数逡逑感应器１０．种盒１１郝子１２．推力轴承１３．排种器轴１４．销１５．左推移板逡逑逾逡逑图１－２电动撒播机示意间逡逑１．种箱２．大齿轮３．小齿轮４．上轴承５．排种口邋６．调节手柄７．直流电瓶８．立轴９．下轴承１０．罩板１１．甩盎逡逑１２．火皮带轮１３．皮带１４．小皮带轮１５．电动机１６．排种轴１７．排种壳体１８．排种轮逡逑该播种机整体工作过程如下；开启电动机使其转动，电动机带动小皮带轮，再通过皮带逡逑的作用将动力传递到大皮带轮，而后带动立轴，立轴将动力传递至其上部与下部，上部由小逡逑齿轮将动力传递至与其咕合的大齿轮，由此带动排种轴转动，排种轴驱动排种轮转动，因而逡逑小麦种子可排出排种器至甩盘上；立轴下部将动力传递至甩盘，甩盘上带有螺旋叶片，甩盘逡逑的转动带动螺旋叶片的转动，上部的小麦种子落到螺旋叶片上，小麦种子在螺旋叶片的转动逡逑作用下被甩出，实现排种的目的。在此过程中，电动机转速的改变自然地改变小麦种子被甩逡逑出的幅宽及撒播量的大小Ｗ１。逡逑针对小区播种的特殊需求，黑龙江八一农屋大学工程学院的于国明等设计了窝眼轮式电逡逑动播种机
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S223.2

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本文编号：2710418