基于离散单元法的荞麦排种器设计与研究
发布时间：2021-06-27 07:36
荞麦在世界上分布广,种植面积大,其最主要的两个栽培品种是甜荞和苦荞。在我国境内常年种植着130万hm2以上的荞麦,其中甜荞主要分布在我国北方;苦荞主要集中在四川、重庆武陵、云贵高原等地区,而重庆武陵地区的苦荞种植又主要集中在酉阳县。酉阳以种植苦荞为主,同时也种植部分甜荞,总种植面积达到18万亩。该地区播种机械化程度低,人力成本占荞麦种植总成本的80%,导致该地区荞麦播种难题已成为荞麦产业发展的最大障碍。本文根据酉阳县的实际需求以及重庆市社会事业与民生保障科技创新专项,设计一种甜荞苦荞通用的荞麦播种机;而设计荞麦播种机的核心在于设计一款甜荞苦荞通用的荞麦排种器。为此本文开展了以下主要研究并得到了如下结论:⑴.文献阅读和资料查询。通过阅读大量的文献以及查阅相关资料,发现国内外的荞麦播种机械化程度不仅很低;而且都是借用其他谷物播种机来播种荞麦,因其适应性差,导致播种质量低。通过对比分析,本论文确定选用外槽轮式排种器作为研究对象;采用离散单元法仿真方法指导荞麦排种器的研制。⑵.荞麦种子的物理力学特性参数测定。选取酉阳甜荞1号、甜荞2号以及酉阳苦荞为研究对象,测定了荞麦种子...
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
移动式外槽轮排种器
⑴.外槽轮式排种器：分为移动式外槽轮排种器和固定式外槽轮式排种器，其简图分别如图 1-1 和图 1-2 所示。其播种原理是：工作时槽轮旋转，种子依靠自身重力充填进入凹槽内，在槽轮凹槽的强制带动和摩擦力的作用下，跟随着凹槽运动，实现排种。移动式外槽轮式排种器主要通过沿着轴向移动槽轮阻塞套来改变有效工作长度，进而改变播量；通过改变排种舌与槽轮的间隙来适应不同大小的种子。固定式外槽轮排种器无法改变凹槽的工作长度，主要通过改变转速来调节播量，通过更换不同形状（如螺旋、交错等）和大小的槽轮适应对不同大小的种子。外槽轮式排种器每转排量基本稳定，其排量与有效工作长度成线性关系，且结构简单，容易制造，一般只需要 2~3 个速比就可以满足各种作物的播量要求，故其传动机构简单，是最常用的谷物条播排种器。⑵.内槽轮式排种器：其结构简图如图 1-3（a）所示。其凹槽在槽轮的内圆上，主要用于小粒种子的播种。种子通过排种杯进入槽轮，以自然休止角堆放。排种时，种子依靠内槽强制带动和摩擦力被带动到一定高度然后落下，从排种器侧边的出口处排出进入到落种管中。有些槽轮利用内槽轮上的腹壁将其分为左右两部分[10]，如图 1-3（b）所示，两边深浅不一，以适应不同大小的种子。不工作的部分用封盖盖住，阻断种子进入。内槽轮式排种器对种子的损伤较小，但容易受到外界因素（如振动）的影响。其主要的调节播量方式为调节槽轮的转速，故其传动机构复杂。
（a） （b）图 1-3 内槽轮式排种器 图 1-4 普通滚齿结构Fig. 1-3 Inner grooved seed metering device Fig. 1-4 Ordinary hobbing structure⑶.滚齿式排种器：如图 1-5 所示，又叫钉齿式排种器，对种子损伤小。通过安种箱排种口外侧的滚齿轮，给种子施加正压力以及摩擦力带动种子运动以完成排程。其工作长度固定，通过更换滚齿轮播不同大小的种子，故需要配备不同形状及的滚齿轮，图 1-4 所示为普通滚齿结构；种子的播量调节主要靠改变轮齿转速来实故其所需传动比级数较多，传动机构复杂，一般需要配有几十种传动比。⑷.纹盘式排种器：如图 1-6 所示，又叫磨盘式排种器，是一种集中式排种器[1要用于中耕作物的播种，与水平圆盘式排种器结合后可对不同大小的谷物种子进行[12]。播种均匀性与种子的流动性相关，流动性越好，均匀性越佳。其排种原理是：因自身重力以及其他种子的挤压，进入到纹盘内缘的空槽中；当纹盘转动时，种子着阻力最小的长轴方向移动到磨纹槽中；此时种子受到来自磨纹的强制作用和摩擦向外移动到孔盘的排种孔处，依靠自身重力落下，实现排种[13]。没有落下的种子会子流的推动作用下沿侧壁出向上堆积返回喂入区，进入循环。通过调节纹盘与孔盘的间隙来适应不同大小的种子；通过调节排种孔盘上的孔大小和纹盘转速来实现播调节[14]。若采用可调节式的排种孔盘，则难以保证各孔尺寸的一致性，会导致各行
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于EDEM的水稻槽轮排种器排种仿真与试验研究[J]. 徐浩,陶栋材,陶韵晖,肖博文. 中国农业科技导报. 2018(03)
[2]绿豆物理机械特性参数的试验研究[J]. 张勇,刘飞,赵满全. 农机化研究. 2017(12)
[3]勺轮式排种器设计与大豆种子离散元法排种仿真[J]. 袁桂珍,张涛,刘月琴. 农机化研究. 2017(11)
[4]仿旗鱼头部曲线型开沟器设计与性能试验[J]. 赵淑红,刘宏俊,谭贺文,曹秀振,张先民,杨悦乾. 农业工程学报. 2017(05)
[5]基于离散元的排种器振动对大粒径作物种群的影响[J]. 陈晨,赵满全,张涛,吕冰,刘飞. 农机化研究. 2016(11)
[6]外槽轮电动排种器设计与播种试验[J]. 金亦富,奚小波,沈函孝,张瑞宏. 中国农机化学报. 2016(10)
[7]双级振动精密排种器外槽轮式定量供种装置设计与试验[J]. 周海波,梁秋艳,魏天路,马旭,焦陈磊. 农业机械学报. 2016(S1)
[8]荞麦籽粒的物理学特性研究[J]. 李进才,赵习姮,赵建城,郭慧敏,王超. 食品与机械. 2016(07)
[9]大垄双行荞麦播种机的研制[J]. 卜一,唐超,李尽朝,路耿新,雷雨田,王欣欣. 干旱地区农业研究. 2016(03)
[10]型孔轮式排种器排种性能的仿真分析——基于离散元法[J]. 杨文敏,吴明亮,何腾飞. 农机化研究. 2015(10)
博士论文
[1]组合内窝孔玉米精密排种器优化设计新方法研究[D]. 颜辉.吉林大学 2012
硕士论文
[1]外槽轮电动排种器设计与试验研究[D]. 沈函孝.扬州大学 2016
[2]基于离散元法的玉米排种器的数字化设计方法研究[D]. 杨明芳.吉林大学 2009
[3]苦荞麦脱壳工艺及主要参数的优化[D]. 刘艳辉.内蒙古农业大学 2008
[4]基于离散元法的大豆碰撞过程仿真分析[D]. 许志宝.吉林大学 2006
[5]栝楼籽粒的物理机械特性研究[D]. 黄会明.浙江大学 2006
[6]精密排种器的数字化设计与工作过程仿真分析[D]. 李红.吉林大学 2004
本文编号：3252423
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
移动式外槽轮排种器
⑴.外槽轮式排种器：分为移动式外槽轮排种器和固定式外槽轮式排种器，其简图分别如图 1-1 和图 1-2 所示。其播种原理是：工作时槽轮旋转，种子依靠自身重力充填进入凹槽内，在槽轮凹槽的强制带动和摩擦力的作用下，跟随着凹槽运动，实现排种。移动式外槽轮式排种器主要通过沿着轴向移动槽轮阻塞套来改变有效工作长度，进而改变播量；通过改变排种舌与槽轮的间隙来适应不同大小的种子。固定式外槽轮排种器无法改变凹槽的工作长度，主要通过改变转速来调节播量，通过更换不同形状（如螺旋、交错等）和大小的槽轮适应对不同大小的种子。外槽轮式排种器每转排量基本稳定，其排量与有效工作长度成线性关系，且结构简单，容易制造，一般只需要 2~3 个速比就可以满足各种作物的播量要求，故其传动机构简单，是最常用的谷物条播排种器。⑵.内槽轮式排种器：其结构简图如图 1-3（a）所示。其凹槽在槽轮的内圆上，主要用于小粒种子的播种。种子通过排种杯进入槽轮，以自然休止角堆放。排种时，种子依靠内槽强制带动和摩擦力被带动到一定高度然后落下，从排种器侧边的出口处排出进入到落种管中。有些槽轮利用内槽轮上的腹壁将其分为左右两部分[10]，如图 1-3（b）所示，两边深浅不一，以适应不同大小的种子。不工作的部分用封盖盖住，阻断种子进入。内槽轮式排种器对种子的损伤较小，但容易受到外界因素（如振动）的影响。其主要的调节播量方式为调节槽轮的转速，故其传动机构复杂。
（a） （b）图 1-3 内槽轮式排种器 图 1-4 普通滚齿结构Fig. 1-3 Inner grooved seed metering device Fig. 1-4 Ordinary hobbing structure⑶.滚齿式排种器：如图 1-5 所示，又叫钉齿式排种器，对种子损伤小。通过安种箱排种口外侧的滚齿轮，给种子施加正压力以及摩擦力带动种子运动以完成排程。其工作长度固定，通过更换滚齿轮播不同大小的种子，故需要配备不同形状及的滚齿轮，图 1-4 所示为普通滚齿结构；种子的播量调节主要靠改变轮齿转速来实故其所需传动比级数较多，传动机构复杂，一般需要配有几十种传动比。⑷.纹盘式排种器：如图 1-6 所示，又叫磨盘式排种器，是一种集中式排种器[1要用于中耕作物的播种，与水平圆盘式排种器结合后可对不同大小的谷物种子进行[12]。播种均匀性与种子的流动性相关，流动性越好，均匀性越佳。其排种原理是：因自身重力以及其他种子的挤压，进入到纹盘内缘的空槽中；当纹盘转动时，种子着阻力最小的长轴方向移动到磨纹槽中；此时种子受到来自磨纹的强制作用和摩擦向外移动到孔盘的排种孔处，依靠自身重力落下，实现排种[13]。没有落下的种子会子流的推动作用下沿侧壁出向上堆积返回喂入区，进入循环。通过调节纹盘与孔盘的间隙来适应不同大小的种子；通过调节排种孔盘上的孔大小和纹盘转速来实现播调节[14]。若采用可调节式的排种孔盘，则难以保证各孔尺寸的一致性，会导致各行
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于EDEM的水稻槽轮排种器排种仿真与试验研究[J]. 徐浩,陶栋材,陶韵晖,肖博文. 中国农业科技导报. 2018(03)
[2]绿豆物理机械特性参数的试验研究[J]. 张勇,刘飞,赵满全. 农机化研究. 2017(12)
[3]勺轮式排种器设计与大豆种子离散元法排种仿真[J]. 袁桂珍,张涛,刘月琴. 农机化研究. 2017(11)
[4]仿旗鱼头部曲线型开沟器设计与性能试验[J]. 赵淑红,刘宏俊,谭贺文,曹秀振,张先民,杨悦乾. 农业工程学报. 2017(05)
[5]基于离散元的排种器振动对大粒径作物种群的影响[J]. 陈晨,赵满全,张涛,吕冰,刘飞. 农机化研究. 2016(11)
[6]外槽轮电动排种器设计与播种试验[J]. 金亦富,奚小波,沈函孝,张瑞宏. 中国农机化学报. 2016(10)
[7]双级振动精密排种器外槽轮式定量供种装置设计与试验[J]. 周海波,梁秋艳,魏天路,马旭,焦陈磊. 农业机械学报. 2016(S1)
[8]荞麦籽粒的物理学特性研究[J]. 李进才,赵习姮,赵建城,郭慧敏,王超. 食品与机械. 2016(07)
[9]大垄双行荞麦播种机的研制[J]. 卜一,唐超,李尽朝,路耿新,雷雨田,王欣欣. 干旱地区农业研究. 2016(03)
[10]型孔轮式排种器排种性能的仿真分析——基于离散元法[J]. 杨文敏,吴明亮,何腾飞. 农机化研究. 2015(10)
博士论文
[1]组合内窝孔玉米精密排种器优化设计新方法研究[D]. 颜辉.吉林大学 2012
硕士论文
[1]外槽轮电动排种器设计与试验研究[D]. 沈函孝.扬州大学 2016
[2]基于离散元法的玉米排种器的数字化设计方法研究[D]. 杨明芳.吉林大学 2009
[3]苦荞麦脱壳工艺及主要参数的优化[D]. 刘艳辉.内蒙古农业大学 2008
[4]基于离散元法的大豆碰撞过程仿真分析[D]. 许志宝.吉林大学 2006
[5]栝楼籽粒的物理机械特性研究[D]. 黄会明.浙江大学 2006
[6]精密排种器的数字化设计与工作过程仿真分析[D]. 李红.吉林大学 2004
本文编号：3252423
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