双层圆盘式覆土器的试验研究

发布时间：2020-07-31 22:11

【摘要】：随着种子栽培技术与培育质量的不断提高,精密播种技术的应用越来越广泛,对精密播种机械的要求也更加严格,不仅要求排种器提供均匀的种子流和精确的穴粒数,对影响种子播深与实际株距分布的覆土器也提出了更高的要求。良好的覆土质量不仅能够保证种子有一个适当的播深,提高作物的出苗率,还能够使作物株距均匀,有利于作物的采光和通风以及后期中耕作业等。为了进一步探索覆土器的结构和运动参数对覆土效果的影响,本文提出并设计了一种新型圆盘式覆土器——双层圆盘式覆土器,即在目前常见的双圆盘式覆土器的基础上,在圆盘内侧再增加一组直径较小的圆盘,其目的在于将普通覆土器的一次性覆土变为两次覆土:先由内侧直径较小的圆盘将靠近种沟的含水量较大、土壤状况较好的少量土壤推送到种沟,完成第一次覆土;再由外侧直径较大的圆盘将剩下的土壤覆盖,完成覆土作业。通过两次覆土,既可以减小一次性覆土过程中大量土壤颗粒对种子的冲击所引起的种子位置变化,还可以保证含水率相对较高、性状相对良好的土壤直接与种子接触,减少干湿土混合,从而保证覆土效果,有利于提高作物出苗率和作物和产量,对精密播种技术的进一步发展具有重要意义。本文利用Solid Works软件建立了双层圆盘式覆土器的三维几何模型,并通过该软件与ANSYS Workbench之间的接口将模型导入到ANSYS Workbench中,结合光滑粒子流体动力学方法对覆土过程进行了仿真分析,分析结果表明:双层圆盘式覆土器在覆土过程中对土壤的扰动相对较小,土流运动相对平缓;为进一步验证仿真结果,本文设计制作了双层圆盘式覆土器,并利用均匀设计方法进行了土槽试验,通过对两种覆土器的覆土性能进行对比分析表明:双层圆盘式覆土器在覆土过程中土壤对种子的冲击相对较小,种子位移变化较小,更有利于实现精密播种。当内侧覆土盘直径为305mm、覆土速度为0.85m/s、覆土盘张角为50°时,覆土器对种子位移的影响最小,覆土效果最为理想。通过对试验数据进行二次多项式逐步回归分析,分别得到了种子位移和覆土厚度与覆土盘直径、覆土速度以及覆土盘张角之间的数学模型Y1和Y2:Y_1 =1.914 +0.081 x_3 -5.643 x_2~2 -0.00365 x_3~2 +0.0323 x_1 x_1 +0.00063 x_1 x_3Y_2 = -18.814 +0.755 x_1 -64.764 x_2 +134.834 x _2~2-0.0378 x_3~2 -1.293 x_1 x_2 +5.248 x_2 x_3回归模型Y1反映了各因素及因素的交互作用与种子位移之间的关系:覆土速度的二次项和覆土盘张角的二次项与种子位移呈负相关;覆土盘直径与覆土速度的交互项、覆土盘直径和覆土盘张角的交互项与种子位移呈负相关。回归模型Y2反映了各因素及因素的交互作用与覆土厚度之间的关系:覆土速度的二次项和覆土速度与覆土盘张角的交互项与覆土厚度呈正相关;覆土盘张角的二次项和覆土盘直径与覆土速度的交互项与覆土厚度呈负相关。通过回归模型的建立,确立了覆土盘直径、覆土速度及覆土盘张角与种子位移和覆土厚度之间的数学关系,为覆土器性能参数的进一步研究提供了理论支持。
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S223.2
【图文】：

覆土器,板式

率、出苗率和植株田间分布均匀性。覆土器的物理结构会对覆土器的工作性能产生直接的影响，因此，设计结构合理的覆土器对提高覆土器的作业质量有着重要的意义。目前常见的覆土器有双圆盘式覆土器、板式覆土器和挤压式覆土器，分别如图 1.1 至1.3 所示。

覆土器,盘式

覆土器

【参考文献】