水稻精量直播机结构设计及其开沟性能研究
发布时间：2020-08-06 23:33
【摘要】：水稻是我国人民的重要口粮,在我国种植历史悠久。种植地主要分布在东北和南方地区。目前,很多地区水稻的播种方式仍然以人工育苗、移栽等繁杂农艺为主,机械化发展严重滞后,不适宜现代农业发展的需要。目前发展起来的水稻精量直播种植方式可以省去上述过程,使水稻播种的效率大大提升,并且能节省大量的人力。因此,设计开发一种具有精量、可控、机械化程度高且实用经济性较高并能符合我国农业发展实际情况的水稻精量直播机对于推动水稻产业的发展和推动乡村振兴战略具有重要意义。本文在参考大量文献资料,并结合农业学及农业机械学理论的基础上,借助三维绘图软件及有限元分析软件,设计开发了一种水稻精量直播机,对关键部件进行了设计和开发,同时改进了部分主要部件。另外,对影响播种机性能的关键能力-开沟器的开沟性能进行了系统的研究和仿真分析,本文的主要研究内容如下:1.根据水稻直播的农艺要求,分析直播机所要实现的功能,明确了本播种机械的整体结构、空间分布及各部分间的关联尺寸。利用绘图软件SolidWorks绘制了机架和主要机构的三维图。同时,进行了传动设计,排种器转动的动力由地轮通过链传动提供,计算获得总传动比为1.3时,精量播种每穴的株距约17cm,在该过程中可以通过调整链轮齿数来改变传动比。通过对水稻农艺的深度分析,明确了水稻直播时每穴的排种数约为2-3粒,株距在15-20cm范围内,播深控制在4cm以内,播种行数为6行。2.对水稻精量直播机其它工作部件进行了选型、计算和改进设计的工作。排种器排种盘直径设计为180mm,共设计并布置了10组吸种孔,每组2个吸种孔,孔径设计为1.6mm。对行进中机架的受力情况利用ANSYS进行了静力学和模态分析,发现机架完全满足承载要求且不会发生共振。选用弹簧仿形限深装置,并进行了参数的计算。设计了推拉机构,既可以进行弹簧仿形又可以在避免弹簧阻力的作用下利用油缸抬升播种单元。设计了一种每组有前后布置的两个镇压轮组成的覆土镇压器,使其具覆土、挤土和镇压的能力。3.研究了高速开沟播种的可行性。在土槽实验台上对箭铲式开沟器、锄铲式开沟器、双圆盘开沟器分别进行了土槽实验,试验前对相关土壤参数进行了测定。考虑北方地区稻麦轮作的种植特点,在土槽内布置少量小麦秸秆。设置的开沟深度为4cm,进行了开沟速度约为6km/h和7km/h时的开沟试验,测得了开沟阻力和开沟宽度的具体数值,发现在开沟深度较浅时的三种开沟器阻力值均较小,双圆盘开沟器开沟沟型好,切茬能力最强;箭铲式开沟器沟型状况良好,锄铲式开沟器在高速开沟时沟型不均匀,土壤扰动量大。4.在试验的基础上选取了双圆盘开沟器和箭铲式开沟器,对其进行三维建模,利用离散元软件EDEM对其进行仿真分析。首先建立了具有粘结力的土壤样本,在同一个土壤样本中进行不同开沟器的开沟过程仿真。仿真得到两种开沟器的阻力值,发现双圆盘开沟器的阻力值大于箭铲式开沟器,但沟型稳定性更好。
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S223.2
【图文】：
图 2-1 自走式水稻精量直播机整体结构设计.2-1 Overall structural design of self-propelled rice precision live broadcast ma部件工作原理架作为主要承载机构，采用 60*60*6 方钢作为主体材料。设计要求5cm 范围内可调，每次播种的行数为 6 行，设计机架的宽度为 1种单体的尺寸，设计机架长度为 800mm，播种机前后轮中心距 范围内。播深较小时，虽然出苗情况较好，但也会面临被雨水冲出、易倒伏虑到开沟后的回土以及播深控制等问题，因而所设定的播深为 4c想的种沟，必须选取合适的开沟器，开沟器的选型必须综合考虑开定性等因素。种排种装置是本机械的核心组成部分。设计要求的播种机需要达到
通过同步器的功能使播种机可以根据需要选择是否要带动排种器转动，传动过程的示意图如图2-2：图 2-2 传动过程示意图Fig.2-2 Schematic diagram of the transmission process2.3.3.2 传动比计算设转动从地轮传递到排种器上的传动比为i，此时传动比与地轮和株距等的关系可以用下式[27]来表示: SnDi 1 （2-2）
种机精量播种的要求，本文综合比较各类排种，初步设计排种器吸盘直径为 180mm、排种盘吸种孔，每组吸种孔的孔数为 2 个，经过吸种试对种子的吸附能力最强。计与有限元分析播机械的机架采用 60*60*6 的方钢焊接而成，00mm，宽度 1600mm，前上梁兼做支撑和悬挂种单元提升时承受拉力；前下梁主要在开沟过种单元连杆与前下梁采用铰接，方便播种单元提员的重力，中间梁还要同时承载送种器的重力建模，示意图如图 3-1 所示：
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S223.2
【图文】：
图 2-1 自走式水稻精量直播机整体结构设计.2-1 Overall structural design of self-propelled rice precision live broadcast ma部件工作原理架作为主要承载机构，采用 60*60*6 方钢作为主体材料。设计要求5cm 范围内可调，每次播种的行数为 6 行，设计机架的宽度为 1种单体的尺寸，设计机架长度为 800mm，播种机前后轮中心距 范围内。播深较小时，虽然出苗情况较好，但也会面临被雨水冲出、易倒伏虑到开沟后的回土以及播深控制等问题，因而所设定的播深为 4c想的种沟，必须选取合适的开沟器，开沟器的选型必须综合考虑开定性等因素。种排种装置是本机械的核心组成部分。设计要求的播种机需要达到
通过同步器的功能使播种机可以根据需要选择是否要带动排种器转动，传动过程的示意图如图2-2：图 2-2 传动过程示意图Fig.2-2 Schematic diagram of the transmission process2.3.3.2 传动比计算设转动从地轮传递到排种器上的传动比为i，此时传动比与地轮和株距等的关系可以用下式[27]来表示: SnDi 1 （2-2）
种机精量播种的要求，本文综合比较各类排种，初步设计排种器吸盘直径为 180mm、排种盘吸种孔，每组吸种孔的孔数为 2 个，经过吸种试对种子的吸附能力最强。计与有限元分析播机械的机架采用 60*60*6 的方钢焊接而成，00mm，宽度 1600mm，前上梁兼做支撑和悬挂种单元提升时承受拉力；前下梁主要在开沟过种单元连杆与前下梁采用铰接，方便播种单元提员的重力，中间梁还要同时承载送种器的重力建模，示意图如图 3-1 所示：
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 扈w\0璐;李凝;张佩;李官平;;借鉴国外经验发展贵州水稻机械化精量直播技术[J];南方农业;2015年18期
2 郭文洋;;精密播种机开沟器的设计与试验研究[J];农机化研究;2014年07期
3 李建东;杨薇;高波;杜永琪;赫志飞;;全自动化的小区精量播种机的研制[J];农机化研究;2014年04期
4 倪道理;沈庆雷;;播种深度对机械旱直播水稻的影响[J];现代农业科技;2013年18期
5 王东伟;尚书旗;韩坤;;4HJL-2型花生联合收获机摘果机构的设计与试验[J];农业工程学报;2013年14期
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本文编号：2783129
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