三七精密播种机关键部件研发及整机设计

发布时间：2020-11-14 13:58

　　 三七是云南省特色经济作物,被誉为云南农业璀璨的“明珠”,我国98%的三七产自云南,2015年全省种植面积已达60余万亩。国际市场对三七原料的需求以每年20%的速度快速增长,三七原料总体供应不足,面积及产量总体呈现逐年递增趋势。与蓬勃发展的三七产业相比,三七生产机械化技术非常落后。经实地调研,仅有耕整地实现了部分机械化,其他的生产过程全部采用传统的手工操作,劳动强度大,生产效率和作业质量低,无法实现标准化作业,不利于优质三七的生产,不符合现代农业的发展要求,严重制约了三七产业化发展。本文主要针对以上问题,进行了三七精密播种机关键部件的研发与整机的设计,主要研究内容如下：1、三七精密播种机整体结构设计。以文山州三年生三七种子为研究对象,运用电子天平、斜面仪、摩擦系数测量仪等仪器测量了三七种子不同含水率的三轴尺寸、摩擦角、休止角等物理特性。根据三七种植农艺要求与三七精密播种机的技术要求,对三七精密播种机整体结构进行设计。2、三七精密排种器的设计与离散元模拟仿真。根据三七种植农艺要求与三七种子的机械物理特性,设计了一种型孔式三七精密排种器并确定了关键部件的参数。按照所测定三七种子的物理参数,利用EDEM离散元模拟分析软件对三七种子进行了颗粒体建模,并与建立的排种器颗粒工厂相结合进行了排种过程模拟仿真分析,验证了该三七精密播种机采用型孔式排种器的可行性。3、型孔式排种器试验研究。以排种器作业速度、型孔数量和型孔直径大小为研究因素,播种合格指数、漏播指数、重播指数与种子破损率为响应函数对三七精密排种器进行了三因素二次回归正交旋转组合试验,得到了排种器最优参数组合,排种器在作业速度为1.78km/h,排种轮型孔数为20.71个,型孔直径为8.16mm时,有最高合格指数98.398、最低漏播指数0.971、最低重播指数0.181和最低破损率0.572。4、样机试制。设计了播种机其它关键部件并制造了样机。根据实际工作情况,部分结构还可以进一步优化。通过分析,对整机提出了改进和优化方案,该方案能更好的满足三七播种农艺要求,提高播种机作业性能,但使用效果仍需田间试验进行改进。
【学位单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：S223.2
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 本课题研究的目的和意义
    1.2 精密播种机机械研究概况
        1.2.1 国内外播种机研究现状
        1.2.2 国内外排种器研究现状
    1.3 主要研究内容与方法
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法
    1.4 研究技术路线
第二章 总体方案设计
    2.1 三七种子机械物理特性研究
        2.1.1 三轴尺寸
        2.1.2 密度
        2.1.3 休止角与内摩擦角
    2.2 三七播种技术要求
        2.2.1 三七种植技术要求
        2.2.2 三七播种机机械技术要求
    2.3 总体结构方案及其工作原理
    2.4 小结
第三章 型孔式三七精密排种器设计
    3.1 排种器的功能需求
    3.2 排种器的选择
    3.3 型孔式排种器总体结构与工作原理
        3.3.1 型孔式三七精密排种器总体结构
        3.3.2 工作过程
        3.3.3 充种原理
    3.4 排种轮结构设计
        3.4.1 型孔结构设计
        3.4.2 排种轮直径的设计
        3.4.3 型孔数的确定
    3.5 刮种机构设计
    3.6 小结
第四章 型孔式三七精密排种器建模与数值模拟
    4.1 EDEM概述
        4.1.1 离散元法
        4.1.2 离散元法在农业工程领域中的应用
    4.2 EDEM软件简介
        4.2.1 EDEM仿真流程
        4.2.2 前处理设置
    4.3 模型建立与参数选取
        4.3.1 边界模型建立
        4.3.2 三七种子颗粒体模型建立
        4.3.3 接触力学模型的建立
    4.4 排种过程模拟仿真
        4.4.1 仿真参数的设置
        4.4.2 模拟过程分析
        4.4.3 模拟结果分析
    4.5 小结
第五章 排种试验台设计与排种器试验研究
    5.1 排种器性能检测试验台设计
        5.1.1 试验台总体结构与技术参数
        5.1.2 工作原理
        5.1.3 轨道车与排种器固定架
    5.2 正交回归试验设计与分析
        5.2.1 试验材料
        5.2.2 试验设备
        5.2.3 试验方法
    5.3 试验结果与分析
        5.3.1 回归方程分析
        5.3.2 各因素对合格指数的影响
        5.3.3 各因素对漏播指数的影响
        5.3.4 各因素对重播指数的影响
        5.3.5 各因素对破损率的影响
        5.3.6 最佳参数
    5.4 小结
第六章 型孔式三七精密播种机整机设计
    6.1 播种机其它关键部件设计
        6.1.1 开沟器设计
        6.1.2 覆土装置设计
        6.1.3 地轮设计
        6.1.4 种箱设计
    6.2 样机试制
    6.3 小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录 攻读学位期间发表的学术论文及研究成果

【参考文献】

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本文编号：2883550