毛刷顶针联合清种式排种器的设计与试验研究

发布时间：2017-10-04 06:02

  本文关键词：毛刷顶针联合清种式排种器的设计与试验研究

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【摘要】：本文阐述了一款适用于油菜播种的毛刷顶针联合清种式排种器的设计与试验分析,主要研究内容如下：(1)排种器的结构设计。运用SolidWorks完成排种器虚拟样机设计,验证装配合理性与运动实现的可行性,为排种器的加工制作提供了技术文件。(2)排种器仿真分析。运用离散元软件EDEM对排种器虚拟样机进行仿真分析,考察种子在排种器中的运动轨迹及各排种角性能参数,并进行了单因素与多因素仿真试验。单因素试验表明：各行排量一致性在30r/min时最佳。多因素试验结果表明：影响排种均匀性变异系数的主次因素依次为：转速C、型孔轮外径A、型孔排数B；影响各行排量一致性变异系数的主次因素依次为：转速C、型孔排数B、型孔轮外径A；排种均匀性变异系数最小因素水平组合为A2B2C1,即型孔轮外径为140mm、型孔排数为14、转速为20rpm时最优；各行排量一致性变异系数最小因素水平组合为A1B2C2,即型孔轮外径为75mmm、型孔排数为14、转速为30r/min时最优。为排种器结构参数和工作参数的优化提供理论依据。(3)排种器试验研究。在播种试验台以各行排量一致性变异系数、总排量稳定性变异系数、种子破损率为主要评价指标进行了单因素试验与正交试验。单因素试验结果表明：型孔轮转速为30r/min时,各行排量一致性变系数与总排量稳定性系数较好,刷轮转速在60r/min～150r/min时各评价指标较优。正交试验结果表明：排种性能最佳组合为A2B1C3D3,即型孔轮转速转速A为30r/min、刷轮单边毛长B为6mm、顶丝倾角C为45°、刷轮转速D为120r/min时,各评价指标都较优。排种均匀性试验结果表明：排种器的排种均匀性变异系数为7.6%,和用离散元软件EDEM仿真试验相比,相差不大,同时也验证了仿真试验结果的可信性、正确性。根据试验研究表明,设计的毛刷顶针联合清种式排种器,各评价指标的变异系数都较小,排种工作性能良好,达到了设计要求。
【关键词】：排种器 设计 毛刷 仿真分析 试验
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S223.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-15
• 1 研究背景10-11
• 2 国内外排种器研究现状11-12
• 2.1 国外排种器的研究现状11
• 2.2 国内排种器的研究现状11-12
• 3 研究目的及意义12-13
• 4 研究内容13-14
• 5 技术路线14-15
• 第二章 排种器的结构设计15-32
• 1 排种器总体结构设计15-18
• 1.1 排种器结构类型的选择15-16
• 1.2 毛刷顶针联合清种式排种器的结构特点16-17
• 1.3 毛刷顶针联合清种式排种器的工作原理17-18
• 2 设计计算18-21
• 2.1 刷轮外径18-19
• 2.2 同步带传动的设计计算19-21
• 3 关键零部件的结构设计与分析21-27
• 3.1 型孔轮21-22
• 3.2 清种装置22-25
• 3.2.1 清种结构类型选择22
• 3.2.2 刷丝的材质22-23
• 3.2.3 刷丝的密度23-24
• 3.2.4 刷丝的长度24-25
• 3.3 清种梳25-26
• 3.4 顶针26
• 3.5 同步带及带轮26-27
• 4 排种器虚拟样机设计27-31
• 4.1 关键零件的三维实体造型27-28
• 4.2 装配体模型建立、干涉检查及爆炸视图28-30
• 4.2.1 装配体三维实体模型建立28-29
• 4.2.2 干涉检查29
• 4.2.3 爆炸视图的创建29-30
• 4.3 运动模拟及二维工程图的生成30-31
• 4.3.1 动画运动模拟30
• 4.3.2 二维工程图的生成30-31
• 5 本章小结31-32
• 第三章 基于EDEM的排种器仿真分析32-49
• 1 离散元素法的基本原理及运动方程32-34
• 1.1 离散元素法概述32
• 1.2 离散元素法的基本原理32
• 1.3 离散元素法的基本方程32-34
• 2 排种器离散元模型的建立34-39
• 2.1 排种器模型34-35
• 2.2 油菜籽粒模型35-36
• 2.3 接触模型36
• 2.4 仿真参数的设置36-39
• 3 排种器的仿真分析39-44
• 3.1 仿真数据的处理方法39-40
• 3.2 种子运动轨迹及分析40-43
• 3.2.1 种子的运动轨迹40-41
• 3.2.2 轨迹分析41-43
• 3.3 各排种角的测量43-44
• 4 排种器排种性能仿真试验结果及分析44-48
• 4.1 转速对排种性能的影响44-46
• 4.2 排种器多因素排种性能仿真试验46-48
• 5 本章小结48-49
• 第四章 排种器试验研究49-62
• 1 试验总体设计49-50
• 1.1 评价指标49
• 1.2 试验材料49
• 1.3 试验设备49-50
• 2 试验方法50-53
• 2.1 各行排量一致性的测定方法50-51
• 2.2 总排量稳定性的测定方法51-52
• 2.3 破损率的测定方法52
• 2.4 排种均匀性的测定方法52-53
• 3 单因素试验结果与分析53-58
• 3.1 型孔轮转速对排种性能的影响53-56
• 3.2 清种刷轮转速对排种性能的影响56-58
• 4 正交试验设计与分析58-60
• 4.1 正交试验设计58-60
• 4.2 试验结果分析60
• 5 排种均匀性试验60-61
• 6 本章小结61-62
• 第五章 总结与展望62-64
• 1 总结62-63
• 2 展望63-64
• 参考文献64-67
• 附录67-77
• 附录1 基于EDEM转速对排种性能指标影响的仿真试验数据67-68
• 附录2 基于EDEM多因素仿真试验数据68-69
• 附录3 型孔轮转速对排种性能的影响试验数据69-70
• 附录4 型孔轮转速对种子破损率的试验数据70-71
• 附录5 清种刷轮转速对排种性能的影响试验数据71-72
• 附录6 清种轮刷转速对种子破损率的影响试验数据72-73
• 附录7 正交试验数据73-75
• 附录8 正交试验对种子破损率的影响实验数据75-76
• 附录9 排种均匀性试验数据76
• 附录10 试验装置76-77
• 致谢77-78
• 作者简介78

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