油麦气力式一器双行兼用型排种器的设计与功能分析

针对2BFQ系列油麦精量联合直播机上的气力式排种器只适用于油菜播种,小麦播种仍采用传统机械槽轮式排种以及排种器单体利用率低、单行排种器占用空间大的不足,设计了一种油麦气力式一器双行兼用型排种器。介绍了该排种器的工作原理及其主要结构,分析了排种性能指标与排种盘转速、正负气压值及种床带速度等因素的关系。单因素试验结果表明:该排种器能实现油菜和小麦兼用双行排种的功能,且排种盘转速和吸种区负压是影响排种性能的主要因素。正交试验结果表明:排种盘转速为15r/min、负压-1 400Pa、正压400Pa时,油菜排种双行平均合格指数达89.99%,平均漏播指数为4.44%,双行合格指数一致性变异系数为0.30%,能满足油菜单粒精密播种技术要求;当排种盘转速为12r/min、负压-3 400Pa时,小麦排种双行平均合格指数为74.58%,单行排种均匀性变异系数为3.61%,双行排量一致性变异系数为0.45%,能满足小麦精量播种技术要求。     

播量可调式水稻穴播排种器的设计与试验

【目的】解决水稻穴播排种器播量连续调节的难题.【方法】设计了一种播量可以连续调节的水稻穴播排种器,主要结构有排种轮与调节机构两部分.设计了以排种轮型孔、排种器转速、水稻品种3个变量为试验因素的全因素试验,测试排种器排种均匀性与总播量的一致性.【结果】排种器每穴播种粒数为4-12粒;穴粒数合格率在80%以上;排种器穴粒数变异系数在14.40%~44.27%之间;播量一致性变异系数小于2.6%.【结论】采用播量可调式水稻穴播排种器播种的水稻产量比广东省水稻种植平均产量高21.83%~25.55%.     

稻麦两用螺旋舀种式排种器排种性能试验

设计了一种稻麦两用螺旋舀种式排种器,确定了该排种器关键部件的结构和参数;运用Design-Expert软件进行数据分析,得到最优参数组合,采用响应面试验方案,进行台架验证试验。结果显示:播种水稻时,在转速为45 r/min、倾斜角度为3°、出种孔长度为9 mm情况下的合格率为78.20%,重播率为3.71%,空穴率为1%,穴距合格率为97.93%,穴距变异系数为16.17%;播种小麦时,在转速为60 r/min、倾斜角度为1°、出种孔长度为9 mm,此组合下的合格率为93.37%,重播率为3.44%,空穴率为3.19%,穴距合格率为93.60%,穴距变异系数为25.50%。     

水稻直播机螺旋槽轮排种器设计与试验

目前常用的水稻旱直播机械排种器以播种小麦的外槽轮排种器为主,外槽轮排种器存在脉冲现象、播种不均匀、对于水稻适应性差。为达到水稻旱直播的播种量可调范围大、播种均匀稳定的要求,在现有外槽轮排种器的基础上,设计一种适于水稻直播要求的螺旋槽轮排种器,并对螺旋槽轮排种器进行了试验,研究了排种轴转速与播种量之间的相关关系,并对螺旋角度对排种均匀性影响、螺旋排种轮开度对播种量的影响、稻种对播种量的影响等进行了试验。试验结果表明:排种轮转速与播种量之间存在极显著的线性相关关系,相关系数R~2=0.986;螺旋槽轮开度与播种量之间存在极其显著的线性相关关系,相关系数R~2=0.995,说明通过调节螺旋槽轮开度和排种轴转速能调节播种量,当拖拉机行走速度3.25m·s~(-1),每公顷播种量最大能达到439.35kg、最小达到103.35kg,实现了105~435kg大范围播量调节高速作业。该研究为进一步的样机设计制造和优化改进提供了一定的依据。     

小型山地苜蓿精量条播机的设计与试验

为了解决现有谷物播种机播种苜蓿时精度低、浪费种子严重等问题,研制了一种苜蓿精量条播机.该条播机排种器采用螺旋外槽轮式,通过变换使用排种轴上的三联链轮及配合旋动排种手轮调节排种轮有效工作长度,可根据土壤类别和农艺要求,大范围精确调节播量(7.5~52.5kg/hm2).试验结果表明:该机在规定排量情况下,性能指标达到了豆科牧草播种机性能要求,在不同工况条件下各行排量一致性变异系数最大值为8.18%,总排量稳定性变异系数最大值为2.54%.     

基于EDEM的水稻槽轮排种器排种仿真与试验研究

为适应水稻穴直播的种植要求,设计了4种不同结构槽轮排种器。借助离散元分析软件EDEM对4种不同结构的槽轮排种器进行仿真分析,并进行试验验证。台架试验结果表明：当排种轮槽孔形状为钩勺型槽孔、槽孔螺旋角为14.01°、排种轮工作转速为21.09 r/min时,得到最佳穴径合格率和穴粒数合格率分别为96.42%、95.23%。用EDEM仿真与台架试验结果基本相同,表明用离散元法对槽轮排种器进行仿真分析具有可行性。     

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。     

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。     

螺旋槽轮式排种器的研究

介绍了螺旋槽轮式排种器的结构和工作原理以及充填机理。将两个不同螺旋角的螺旋槽轮和直槽轮进行了比较研究。说明了槽轮的螺旋角度和转速对排种性能的影响。性能实验论证了螺旋槽轮式排种器的播种均匀性系数低于0．505，达到了小麦精量播种要求。     

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PID算法的水稻直播机播量控制系统的设计与试验

【目的】为了解决现有的机械式水稻直播机镇压轮传动播种导致的漏播以及播量无法同步均匀调节的问题,实现水稻直播机播量自动精准调节。【方法】对现有苏南地区传统机械式水稻直播机进行自动化改造,设计了基于PID调速算法的水稻直播机播量控制系统。该系统在田间播种作业时,由设计的测速轮采集机具作业速度,结合设定的目标播种量和机具作业速度,依据播量控制策略得到排种轴理论转速;利用PID调速算法和编码器测到的排种轴反馈转速对直流电机进行闭环控制,可在线无极调节播量,从而实现精准播种。【结果】该系统排种电机空载时转速调整时间小于0.63 s,最大超调量8.21%,施加12.5 N·m负载时,排种电机最长回调时间为0.32 s。目标设计播量对应转速范围内,转速控制误差最大值小于7.21%,转速误差小于5.21%,田间播量误差小于4.92%。田间车速阶梯变化时,排种转速跟随响应及时,具有较高的排种同步性,与传统机械式水稻直播机相比播量调节性能显著提高。【结论】该系统自动化改造简便,重点改进了播量调节机构,提高了传统播种机播种性能,对传统机械直播机具有较高适配性。     

稻麦兼用型气力滚筒式精量排种器设计与试验

针对长江中下游稻麦轮作区设计了一种稻麦通用型气力滚筒式精量排种器,滚筒采用对剖式结构,可从径向拆装,简化拆装过程、减少对密封件的影响。以黄华占和郑麦9023为播种对象,以空穴率、合格率和重播率为排种性能评价指标,对窝眼形状、滚筒转速、吸种负压和充种区种层高度对排种性能的影响进行了单因素试验;并通过二次正交旋转中心组合试验对工作参数进行了优化和验证。结果显示:圆锥形窝眼更适合水稻种子,类椭球形窝眼更适合小麦种子;充种区种层高度对排种性能影响不显著,滚筒转速和吸种负压对排种性能有明显影响;分析得到的水稻最优工作参数组合为滚筒转速17r/min、吸种负压4.6kPa、种层高度40mm;小麦最优工作参数组合为滚筒转速21r/min、吸种负压4.2kPa、种层高度40mm。对该参数组合下的排种性能进行验证试验,结果表明:水稻的排种合格率和空穴率分别为86.81%和4.61%,小麦的排种合格率和空穴率分别为81.84%和7.83%,与优化预测结果相吻合,且各项指标满足播种基本要求。     

小麦播种机械化技术

1小麦常量和少量播种机械化技术 1.1技术特征 常量和少量播种是目前国内使用最广泛的一种小麦播种机械化技术.该技术以使用外槽轮式排种器的谷物条播机为特征.常量播种技术所用的播种机,通常使用小槽轮排种器(NJ210-80),播种麦类作物排种均匀性较好,适于播量较大的小麦播种;少量播种技术所用的播种机,通常使用斜外槽轮、细外槽轮、螺旋细槽轮等排种器,这些排种器的排种均匀性均优于小槽轮排种器,适于播量较小的小麦播种.     

气吸式玉米播种机播种智能电控系统的设计

由于传统玉米播种机采用地轮驱动所有排种器同步工作,作业模式单一,地轮打滑影响播种质量。为提高播种机作业灵活性和播种质量,设计了气吸式玉米播种机播种智能电控系统。系统以微处理器为核心,采用光电编码器实时采集机车作业速度,通过直流电机驱动排种器,每个排种器独立工作,微处理器根据作业速度与设置的播种参数实时调节电机转速,完成按需播种。同时,系统还具有作业数据显示、存储及查询,播种单体的智能控制,故障监测报警等功能。实验结果表明,电控播种机播种粒距合格指数为95.9%,播量控制精度为98.18%。该系统实现了播种作业模式多样化,提高了播种效率和播种质量。     

基于离散单元法的高填充率窝眼轮式精密排种器排种仿真试验

【目的】设计一种适应高速播种的高充填率精量排种器,确定该排种器的最佳排种性能参数(排种轮转速、排种轮与种刷及扰动滚筒的传动比、窝眼轮型孔圆角半径).【方法】采用离散单元法,建立3种不同大小的玉米模型,对高填充排种器进行了仿真模拟试验,观察分析玉米籽粒在排种器中的排种、重播、漏播的过程,确定最优参数,并进行试验验证.【结果】确定了排种轮转速为25r/min,窝眼轮圆角半径为1mm,排种轮与种刷和扰动滚筒之间的传动比为1∶2时排种性能最优,此时粒距合格指数为98.6%、重播指数为0.8%、漏播指数为0.6%、排种综合指数为98.9%,试验验证误差5%.【结论】高填充率精量排种器可适用于高速播种,应用离散单元法优化排种器性能参数可减少实际工作量,为设计提供参考.     

再生稻气送式双侧施肥装置的设计与试验研究

为解决再生稻追肥的施肥不均和施肥量调节不准问题,设计了一种再生稻气送式双侧施肥装置。利用三因素二次回归旋转组合试验研究排肥轴转速、槽轮工作长度、分肥器角度对施肥性能的影响,并建立了总排肥量稳定性变异系数、各行排肥量一致性变异系数的回归数学模型。结果表明,影响总排肥量稳定性变异系数的顺序为排肥轴转速、槽轮工作长度、分肥器角度;影响各行排肥量一致性变异系数的顺序为排肥轴转速、分肥器角度、槽轮工作长度;通过Design-Expert 8.0分析得出影响施肥装置排肥性能主要因素最佳参数组合：排肥轴转速16 r·min-1,槽轮工作长度22 mm,分肥器角度114°,此时总排肥量稳定性变异系数为1%,各行排肥量一致性变异系数为2.45%。该施肥装置满足再生稻追肥要求,施肥性能较好。     

油菜精量播种机气力式排种器设计与试验

根据油菜精量播种技术的农机、农艺要求,提出了气力式油菜精量播种机排种器的设计方案,对排种器结构和工作过程进行了分析。以秦油10号为试验用种,种子发芽率在85%左右,设计播量为0.63~4.41 kg/hm2,取播量为1.8 kg/hm2、拖拉机行进速度为2.6 km/h进行田间试验。结果表明,油菜播种机田间实际出苗数与设计播量之间播种均匀性变异系数为2.4%,说明该播种机排种器播种均匀性好,达到播种质量标准。     

稻麦兼用排种器检测与吹种装置性能模拟与试验

针对稻麦兼用排种器充种环节无法实现精确囊种的问题，设计了一种基于精确计数的吹种装置。根据平抛运动轨迹和文丘里原理分别设计稻麦检测装置和吹种装置，通过理论分析确定影响稻麦充种性能的关键因素，基于CFD(computational fluid dynamics)气固耦合方法仿真分析喷嘴结构形式、工作转速、气流入口压力对种子运动状态特性的影响，仿真试验验证检测与吹种装置的可行性，并开展台架试验确定粒间延时时间。结果表明，Type 3方形喷嘴管在喷嘴口处的速度分布较广且X方向速度分布更均匀，确定喷嘴管截面长度为18 mm，宽度为7 mm，高度为3 mm。气流入口压力和工作转速对种子运动特性有显著影响，合力和合速度均随气流入口压力和工作转速的增加而增加，确定水稻和小麦排种时较优的气流入口压力为300 Pa、工作转速为20 r·min^-1，在此作业条件下，种子间隔的仿真时间远小于理论时间，验证了检测与吹种装置的可行性。台架试验结果表明，在粒间延时时间为12 ms、入口压力为300 Pa、工作转速为20 r·min^-1时，水稻和小麦排种的合格率分别为90....     

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%。     

水稻芽种直播槽轮排种器排种仿真与试验

为获得水稻芽种直播机排种性能良好的槽孔形状、槽孔螺旋角、槽轮工作转速,运用离散元分析软件EDEM对半圆形、"V"形、梯形、钩勺形4种槽孔槽轮排种器的排种性能进行仿真分析和台架试验验证。结果表明:当槽轮槽孔形状为钩勺形、槽孔螺旋角为13.46°、槽轮工作转速为21.09 r/min时,排种器排种穴径合格率为96.37%,穴粒数合格率为95.43%,伤芽率为6.54%,可满足农艺要求。