勺式精量玉米排种器取种凹勺改进设计与试验

为满足精密播种作业,以勺式精量玉米排种器为研究载体,建立充种过程动力学模型,分析工作转速对种勺持种性能影响,设计一种组合曲面式取种凹勺。以工作转速、种勺长度、种勺高度和种勺包角为试验因素,排种合格指数和变异系数为试验指标,进行EDEM正交虚拟排种试验。结果表明,影响排种器排种性能因素依次为:工作转速、种勺包角、种勺长度、种勺高度。排种器工作转速20 r·min-1、种勺长度14 mm、种勺高度13.5 mm、种勺包角19°时,排种质量最优,合格指数为92.35%,变异系数为11.23%。通过台架验证性试验,结果显示,台架试验结果与虚拟仿真基本一致,排种器作业质量随工作转速增加而降低,合格指数最大误差为4.9%。     

半杯勺式马铃薯排种器的设计与试验

排种器作为马铃薯机械化播种的关键部件,其目前仍存在重漏指数高、作业效率低、劳动强度大且适应性差等问题,针对以上问题,本研究设计了一种排种链呈三角形布置、取种勺为半杯勺式的新型马铃薯排种器。结合农艺要求和理论分析,对排种器的关键部件进行结构设计;搭建了试验台架,对排种器的排种性能进行试验,以主动轮转速、清种角度、杯勺大小为试验因素,排种性能为试验指标进行正交试验,分析相关因素对排种性能的影响,并得到合理的参数组合。结果表明,主动轮转速为37.5r/min,清种角度为-5°,杯勺选取大号杯勺时,排种器合格指数为93.74%,重种指数为3.99%,漏种指数为2.27%,排种性能较好。     

勺式取种与活塞扎穴组合式水稻排种器的设计与试验

针对现有水稻旱直播排种器存在问题,设计一种勺式取种与活塞扎穴组合水稻旱直播排种器,分析排种器总体结构与工作原理,建立传动机构数学模型,通过分析排种器关键部件取种勺取种性能,建立勺头直径数学模型并确定影响取种勺取种性能试验因素。运用EDEM软件以排种轴转速、种勺深度、勺头倾角、勺颈倾角为试验因素,排种合格率、重播率、漏播率为试验指标作虚拟正交试验,分析排种器作业过程中重播、漏播问题主因,得到排种性能优化水平组合为排种轴转速20 r·min-1、种勺深度8 mm、勺头倾角150°、勺颈倾角118°。室内试验验证优化水平组合:排种合格率89.73%、重播率7.61%、漏播率2.66%,满足精密播种要求。     

基于EDEM的倾斜圆盘勺式大豆排种器投种性能优化研究

为提高倾斜圆盘勺式大豆排种器投种稳定性和均匀性,建立投种过程的运动学模型,分析得出排种盘转速和投种角是影响投种性能的主要因素。利用离散元软件EDEM进行仿真研究,设计二因素二次回归正交旋转组合试验,运用SPSS软件对试验数据进行处理,以合格指数和变异系数作为排种器性能评价指标,分别建立其与排种盘转速、投种角的回归方程,利用Matlab绘制三维等值线图,确定了影响合格指数和变异系数的主要因素。对试验因素进行优化计算,得出最优参数组合为排种盘转速41.7 r/min,投种角19.2°,此时合格指数为94.88%,变异系数为12.17%。     

棉花精量排种器排种性能试验研究

为实现南方棉花种子的精量播种,设计一种满足南方棉花种子"一穴两粒"农艺要求的机械式精量穴播棉花排种器,将该排种器安装在JPS-12型全自动排种器性能检测台上进行棉花种子排种性能试验。分别以合格指数、漏播指数和重播指数为评价该排种器排种性能指标,以适用于南方的棉花种子(湘杂棉3号、湘杂棉8号和慈抗杂3号)为试验对象,对排种器转速、勺孔直径和种室曲面曲率半径3个因素进行单因素试验,得出各因素作业时的最优范围。正交试验结果得到排种性能各因素的最优组合为:排种器转速100rad/s,勺孔直径9mm,种室曲面曲率半径25mm;该组合下,棉花种子精量排种效果较好,穴粒数合格指数为93.62%,重播指数3.87%,漏播指数2.51%。该机械式精量穴播棉花排种器满足国家标准对棉花种子的播种要求。     

舀勺型孔轮式水稻精量排种器设计与试验

针对现有水稻排种器采用被动充种存在充种性能差、高速排种精度低的问题,设计了一种舀勺型孔轮式水稻精量排种器。阐述了该排种器的基本结构和工作原理,确定了排种轮、舀勺、型孔、护种板等关键零部件的结构参数,建立了排种器充种过程的力学模型。以冈优898 种子为试验材料,利用离散元法,选取排种轮转速、型孔倾角为试验因素,以排种合格率、重播率和漏播率为评价指标,进行单因素试验、对比试验和二因素五水平正交旋转组合试验,建立排种性能指标与试验因素之间的回归模型,利用响应面法分析了各试验因素对排种性能的影响规律,并采用多目标优化方法,确定了最佳参数组合。优化结果表明:排种轮转速为25.94 r·min ^-1、型孔倾角为34.75°时,排种器的排种性能最佳,排种合格率、重播率、漏播率分别为87.55%、9.79%、2.66%。为验证仿真结果的可靠性和排种器的适应性,以丰两优3948、冈优898、冈优3551 3个水稻品种种子为试验材料,对排种器进行台架性能试验和田间播种试验。试验结果表明:台架试验与仿真结果基本一致,丰两优3948、冈优898、冈优3551种子的排种合格率分别为84.40%、84.53%、83.74%;田间播种合格率分别为81.34%、82.13%、80.67%,3个水稻品种种子排种性能皆满足水稻精量播种要求。研究结果可为舀勺型孔轮式水稻精量排种器的结构优化和性能提升提供参考。     

基于响应曲面法的窝眼轮式三七精密排种器性能试验

【目的】优化三七窝眼轮式排种器的结构参数,提高排种器的排种性能。【方法】以三七种子为研究对象,选取排种器的型孔数量、型孔直径、型孔深度和窝眼轮转速4个因素进行2次正交旋转组合试验;利用自制土槽试验台测试试验组排种合格指数、重播指数和漏播指数;通过响应曲面法对试验结果进行分析;建立各因素和试验指标的二次回归模型;分析各因素、各因素交互项和二次项对合格指数的影响规律;优化试验因素,并进行试验验证。【结果】影响排种器合格指数的因素主次顺序为型孔直径、型孔深度、型孔数量和窝眼轮转速。当型孔深度为5.4mm,窝眼轮转速为35 r·min-1,型孔数量为12~14,型孔直径为7.7~8.2 mm时,排种合格指数大于90,重播指数和漏播指数均小于5。优化参数后的验证结果与优化结果基本一致。【结论】可通过响应曲面法优化排种器性能。该研究可为三七播种机设计提供理论依据,为三七机械化种植奠定基础。     

气力式谷子精量排种器结构设计及性能试验

针对现有气力式排种器对谷子等小粒径种子难以实现精量播种问题,根据谷子形状等物理特性,通过优化排种器结构,设计一种舀勺-气吸组合式谷子精量排种器,研究排种器关键部件结构与参数对谷子精量排种性能的影响。应用JPS-12排种器性能检测试验台,以排种轴转速、舀种勺位置夹角和舀种勺圆心角为试验因素,以穴粒数合格指数、穴距合格指数、空穴指数及穴距变异系数为试验指标,进行三因素三水平正交试验,分析各试验因素对于性能指标影响的显著性。结果表明:排种器较优的工作参数为,舀种勺圆心角45°、舀种勺位置夹角-15°、排种轴转速10 r/min;优化定型后舀勺-气吸组合式谷子精量排种器综合性能试验指标为,穴粒数合格指数88.7%,穴距合格指数87.7%,空穴指数1.3%,穴距变异系数12.3%。该排种器作业性能满足小粒径作物精量播种和农艺要求。     

基于EDEM的窝眼轮式大豆排种器设计

为了推广重庆地区大豆种植,提高大豆产业的机械化发展,结合大豆播种需求,设计了一种窝眼轮式大豆排种器,并介绍了排种器结构及工作原理,根据大豆的几何参数和播种要求,设计计算出排种器的结构参数。以合格指数、重播指数、漏播指数和播种性能指数作为评价指标,采用EDEM软件进行仿真试验,先通过单因素试验确定型孔直径在18 mm左右时,排种器工作性能最佳,再以型孔直径、排种器转速和窝眼轮与毛刷的传动比为试验因素,采用三因素三水平正交旋转组合设计,建立试验因素与评价指标之间的响应面回归模型,结果表明：各因素影响播种性能指数的顺序为型孔直径、窝眼轮转速和毛刷与窝眼轮的传动比。经多目标参数优化后得出：当型孔直径为18.4mm、窝眼轮转速为44 r/min、毛刷和窝眼轮转动比为2.2时,合格指数为83.3%、重播指数为9.7%、漏播指数为7%、播种性能指数为87.2%,排种器播种性能最佳,各项指标满足农艺要求,可以为窝眼轮式大豆排种器设计提供参考。     

勺链式马铃薯播种机排种器性能试验

中小型马铃薯播种机普遍采用勺链式排种器。链传动的多边形效应导致勺链式马铃薯播种机排种器的漏播现象随着机具作业速度的提高更加明显;切块薯种尺寸跨度较大,小尺寸薯种较多时重播率增大。针对上述问题,在实验室搭建了勺链式排种器试验台,以机具前进速度和薯种大小为试验因素、漏播率和重播率为试验指标,进行旋转正交试验回归分析,利用软件Design-Expert8.0.6对回归模型优化求解。结果表明,机具前进速度为2.44 km/h、薯种大小为41.34 mm时,漏播率和重播率的最优解分别为3.54%和5.52%。该研究为勺链式马铃薯播种机田间作业参数的确定提供了参考。     

扰种侧充槽盘式玉米精量排种器设计与测试

为提高玉米排种器的充种性能，设计了一种扰种侧充槽盘式玉米精量排种器。以玉米籽粒尺寸参数为依据，提出了一种扰种侧充式取种结构，在充种的同时实现调姿扰种与导种，有效提升种群活跃度与充种时长，提高充种效率。建立力学与运动学模型对排种器关键结构参数进行设计及取种原理分析，并采用EDEM软件进行仿真分析明确扰种性能，在此基础上获得了影响排种器工作效率的关键因素：取种盘转速、槽孔深度、充种偏角，并以此为因素进行三因素三水平中心组合试验，建立了合格指数、漏播指数、重播指数的回归模型，分析优化得出在取种盘转速为28 r/min、槽孔深度为8.2 mm、充种偏角为67°时，优化模型预测的合格指数为94.32%、漏播指数为1.95%、重播指数为3.73%。田间试验结果显示：合格指数92.97%、漏播指数2.14%、重播指数4.89%，符合优化模型预测结果，扰种侧充槽盘式玉米精量排种器的各项评价指标符合播种农艺要求。     

基于EDEM的自扰动内勺式大豆精密排种器的设计与试验

为提高大豆精密排种器的充种性能，研究了一款自扰动内勺式大豆精密排种器，通过搅动杆随排种轴的转动提高了排种器勺轮孔内的充种率。研究测量了黄淮海地区常见大豆品种的物理参数，并应用EDEM软件对自扰动内勺式大豆精密排种器进行了仿真试验。结果表明，单粒率最大为97.15%,最小为94.81%;重播指数最大为3.84%,最小为1.95%;漏播指数最小为0.52%,最大为3.64%。台架试验结果显示，单粒率最小为93.31%,重播指数最大为3.92%,漏播指数最大为4.03%,与仿真结果的最小单粒率误差为1.01%,最大重播指数误差为2.08%,最大漏播指数误差为9.68%。说明应用EDEM软件分析自扰动内勺式大豆精密排种器的工作过程是可行的，可以为排种器的优化提供理论基础。     

响应面法优化精密排种器性能检测试验设计

应用响应面法优化精播排种器性能检测试验设计.采用二次正交旋转组合设计试验,以合格指数为响应值,进行2因素5水平的响应面分析,建立二次回归模型,分析各因素对响应值的效应关系.优化后获得试验条件为:转速42 r/min,气压472mmH20,在此条件下测得合格指数为94.8712,与模型预测值92.7688基本相符.试验表明,二次正交旋转组合设计结合响应面法可用于排种器性能检测试验的优化和分析.     

内侧充种式花生精密排种器性能分析与破碎试验

为提高用于花生播种机的内侧充种式精密排种器的排种质量,降低排种器对种子破碎率的影响,探寻最佳的排种器工作参数组合。基于JPS-12型排种器试验台,采用三元二次正交旋转组合试验设计的方法,以排种轮转速、复式型孔充种孔长度、护种板起始角大小为试验因素,破碎率为试验指标,鲁花11号花生种子为试验对象进行了试验研究。运用DPS软件对试验数据进行了方差分析,结果表明,破碎率影响显著性顺序依次为护种板起始角大小、排种轮转速、复式型孔充种孔长度。运用Matlab软件对数学模型进行了参数优化,得出最佳参数组合为:排种轮转速38 r/min、复式型孔充种孔长度35 mm、护种板起始角大小22°,此时的破碎率为0.65%。试验验证结果表明,理论值与试验值差值为0.06%,最佳参数组合下的破碎率低于花生播种要求。     

气吸式绿豆密植精量排种器的优化与试验

针对绿豆作物在高密植条件下播种单粒率低的问题,采用单因素试验和三因素五水平二次正交旋转中心组合试验设计方法,以‘川渝绿1号’绿豆品种为研究对象,以工作压力、型孔直径和型孔数量为试验因素,以合格指数、重播指数、漏播指数为评价指标,对本研究所设计的气吸式绿豆密植精量排种器的结构参数和工作参数以及排种器对作业速度和绿豆品种的适应性进行研究。结果表明:1)工作压力6.234 kPa、型孔直径2.255 mm、型孔数量60个为最优参数组合,此时排种器合格指数为98.75%、重播指数0.58%、漏播指数0.67%,满足设计要求;2)以最优参数组合进行速度适应性试验,作业速度≤7 km/h时,排种器合格指数均>97%、重播指数<1.5%、漏播指数<2%;3)排种器对绿豆的品种适应性试验中,不同绿豆品种的合格指数均>97.5%、重播指数<1%、漏播指数<2%,满足密植条件下绿豆精量播种的技术要求,且具有良好的品种适应性,可以为绿豆密植精量排种器的设计提供参考。     

双吸盘小麦精密排种器参数设计与优化

为适应小麦精密播种的要求,对传统气吸式精密排种器进行改进,确定了各部件参数的取值范围。通过二次回归正交试验,分析吸孔直径、吸孔处压力和排种盘转速3个因素对合格率的影响,并建立了合格率的回归方程进行方差分析和拟合度检验。结果表明:影响小麦气吸式排种器合格率的因素依次为:排种盘型孔直径、吸孔处风压和排种盘转速;经回归方程优化得到各因素的最优组合为,吸孔直径2.6 mm、排种盘转速28.3 r/min、吸孔处压力2.28 kPa,此时排种器合格率达到97%,满足小麦精密播种的要求。改进后的小麦精密排种器结构简单,较传统气吸式精密排种器排种性能有较大提高。     

基于离散元法的勺轮式排种器性能仿真分析

为研究勺轮式排种器在播种玉米时出现的单粒播种、重播和漏播等不同情况,建立了其离散元模型,对以上3种运动过程进行了仿真分析。分别建立了播种合格率、重播率、漏播率和递种起始角、排种盘转速之间的回归方程式,为排种器的研究提供了一定的参考,并通过试验台试验验证其可行性;同时,试验结果表明:当递种起始角为2°、11°或20°时,排种效果较优时的排种盘转速为26.46 r·min~(-1),合格指数最高可达94.54%;当递种起始角为29°或38°时,排种效果较优时的排种盘转速为34.02 r·min~(-1),合格指数最高可达92.21%。     

气吸式小粒蔬菜种子精量穴播排种器优化设计与试验

目的 小粒种子具有尺寸小、质量轻、形状不规则的特征,采用传统排种器作业时常发生吸种孔堵塞、种子损伤、播种均匀性差的问题;因此本研究在种子丸粒化技术的基础上设计了一种气吸式小粒种精量穴播排种器。方法 通过测量种子的尺寸大小和摩擦角等相关参数,采用Rocky离散元仿真软件对进种过程进行仿真模拟。为获得该排种器的最佳性能因素组合,进行了二次回归旋转正交试验,应用多目标优化方法对排种器性能影响因素进行优化。结果 通过回归系数的检验得知,影响排种器单粒率与空穴率的因素主次顺序为气压、排种器转速。当转速一定时,随着负压的增加,单粒率随之增加,空穴率随之降低,当负压一定时,随着转速的增加,单粒率随之降低,空穴率随之增加,当负压大于?2 800 Pa时,转速在5~30 r/min的范围内对排种器单粒率和空穴率影响不明显,且此时单粒率均在90%以上、空穴率均在10%以下。结论 通过优化求解,最优工作参数组合为转速15 r/min、负压?2 300 Pa、正压500 Pa。经试验验证,在此条件下该排种器的性能指标为单粒率合格指数平均值96%、漏播指数平均值3.37%、重播指数平均值0.267%,符合国家标准要求。     

气吸式密植精量排种器的设计与试验

为提高排种器在小株距密植条件下的播种单粒性和均匀性，根据大豆-玉米带状复合种植模式的农艺要求，设计一种具有双重清种作用的小株距密植气吸式精量排种器。通过分析排种器工作原理及确定关键部件结构参数，以合格指数、重播指数和漏播指数为评价指标，以排种盘型孔数、外清种距离和内清种距离为试验因素进行三因素五水平正交试验，确定试验因素的主次顺序及最优水平；通过中心组合试验对试验因素及水平进行优化和验证。结果显示：排种盘型孔数和内外清种距离对排种性能均影响显著；玉米排种最优工作参数组合为型孔数35个、外清种距离6.2 mm、内清种距离1.6 mm；大豆排种最优工作参数组合为型孔数62个、外清种距离4.1 mm、内清种距离1.6 mm。对该参数组合下的排种性能进行试验验证，结果显示：玉米排种合格指数为95.40%，重播指数为1.50%，漏播指数为3.10%；大豆排种合格指数为97.78%，重播指数为0.32%，漏播指数为1.90%，与优化预测结果相吻合，且各项指标均满足播种需求。     

倾斜圆盘勺式精密排种器分种勺持种空间分析

在对倾斜圆盘勺式精密排种器分种勺形状和结构位置进行分析的基础,提出了分种勺持种空间定义。建立了持种空间及在排种平面投影的理论计算公式,分析了持种空间随分种勺结构参数和工作位置的变化。在此基础上,推导出分种勺清种角和滑种角上下限,提出了排种器隔板开口处转角和分种勺顶部厚度的确定方法,为倾斜圆盘勺式精密排种器分种勺的设计提供了依据。