勺式玉米排种器工作原理及动力学分析研究

玉米排种器是玉米播种机的主要工作部件,其结构与性能设计直接影响播种质量。阐述勺式玉米排种器的结构与工作原理,详细分析排种器充种、清种、投种过程中种子的受力情况,以期为该类型排种器的设计与改进提供理论依据。     

玉米勺轮式排种器的结构设计与仿真分析

为减少玉米勺轮式排种器的重播、漏播指数,增加排种器对玉米种子多样性的适应能力,在现有垂直勺轮排种器的基础上设计了一种新型种勺结构、二次充种及清种结构,并采用CATIA软件建立三维模型。以郑丹958玉米种子作为离散元颗粒模板,基于离散元法对改进玉米勺轮排种器的种室充种性能、种勺舀种性能、清种性能、递种及排种性能进行分析,并与现有勺轮排种器进行对比,结果表明改进的玉米勺轮排种器具有更好的适应能力,为玉米勺轮式排种器的结构设计及参数优化提供参考依据。     

勺轮式玉米排种器运动机理的研究

勺轮式玉米排种器以勺轮上的舀勺为排种元件,应用多力联合充种的原理,从充种的角度阐明其排种元件的位置和结构特点,分析玉米籽粒在排种器中的不同状态。本文重点分析了依靠重力、摩擦力、离心力和玉米籽粒间的挤推力以填补空间、相向速度差和同向速度差3种途径进行充种的方式,并运用EDEM软件验证玉米籽粒在排种器的不同状态和充种方式,探究玉米籽粒在排种器中的运动轨迹。结果表明:玉米籽粒的运动状态、充种方式、运动轨迹和理论分析一致,可为勺轮式玉米排种及其关键部件的优化设计提供参考。     

玉米精密排种器的试验与优化

按照勺式玉米精密排种器设计参数对播种机性能的影响,对播种机进行排种性能试验,在利用Pro/E软件建立勺式玉米精密排种器三维实体模型的基础上,运用ADAMS仿真分析软件对排种器进行仿真分析,将试验结果同仿真分析优化结果比较,验证了虚拟样机技术在排种器设计中的重要作用.     

基于EDEM-RecurDyn的玉米指夹式排种器振动特性分析与优化

为降低振动对指夹式排种器排种性能的影响,设计了一种具有辅助夹持结构的玉米指夹式排种器,阐述了指夹式排种器工作原理,并对辅助夹持的指夹和种盘等各关键构件结构进行了优化设计,建立了指夹夹持动力学模型。运用RecruDyn软件建立排种器虚拟样机模型,基于玉米籽粒特性在EDEM软件中构建玉米籽粒颗粒,通过EDEM-RecurDyn耦合仿真模拟了振动条件下排种器充种、携种及排种过程,分析对指夹式排种器排种性能影响的主要因素。最后结合台架试验,选取排种器作业速度、振动幅值和振动频率为试验因素,以排种器合格指数和漏播指数为试验指标进行排种性能试验验证。研究表明,指夹打开28.65°夹持玉米籽粒时,符合指夹式排种器在振动条件下的运动过程,耦合仿真分析结果与指夹式排种器实际运动过程基本一致,夹持过程中指夹和种盘共同配合下能够有效降低振动对排种器夹持性能的影响,满足设计要求;当作业速度为3.8km/h、振动幅值为5mm、振动频率为32.52Hz时,排种器合格指数和漏播指数分别为91.0%、6.68%,排种器台架验证试验得出该参数组合下排种器排种合格指数为和漏播指数分别为90.0%、7.1%,与理论优化值非常接近,证明辅助夹持结构在排种作业中可以保持较好的稳定性,使得排种器具有良好的排种效果,满足精密播种作业要求,为玉米精密播种装置的改进设计提供参考。     

倾斜圆盘勺式玉米精量排种器的改进设计

在对倾斜圆盘勺式玉米精量排种器的工作原理和结构进行初步研究的基础上,对倾斜圆盘勺式玉米排种器的分种勺结构和尺寸进行了详细的理论分析,以水稻种子几何形状和尺寸为依据,对倾斜圆盘勺式玉米精密排种器的分种勺结构参数和工作参数进行改进,并建立了改进后的倾斜圆盘勺式水稻精密排种器的Pro/E三维模型。     

基于信号白噪声处理的玉米精密排种器结构优化设计

为了提高玉米播种的合格率,降低单粒率、重播率和和漏播率,对玉米播种机的排种器结构进行了优化设计,并采用图像白噪声处理,提出了圆盘精密排种器的结构优化方法。在排种器圆盘倾斜角度的设计优化过程中,为了提高玉米种子尺寸结构图像信号采集的准确度,引入了一种白噪声信号处理的倾斜角度和理论计算值进行结合,优化了排种器的结构。为了测试该方法的有效性和可靠性,对排种器的播种性能进行了测试,通过测试发现,改进后的排种器在单粒率、重播率和漏播率性能上都优于普通方法设计的排种器,提高了玉米播种机的播种效果。     

变容量窝眼轮式排种器

山东博昌农业机械股份有限公司针对目前应用于棉花、花生、玉米等中耕作物播种机上的排种器的种种缺陷,组织科技人员日前研制成功变容量窝眼轮式排种器。这种排种器与当前其他排种器相     

玉米伸缩指夹式排种器设计与试验

针对现有气力式玉米排种器播种可靠性差和机械式玉米排种器存在对高速作业适应性差、对种子外形要求严格等问题,设计了一种结构简单、排种效果好的伸缩指夹式精量排种器,研究了该排种器主要结构参数对排种性能的影响规律;通过正交试验确定了影响其排种性能的主次因素为夹持力、指夹器开启行程和排种器转速,在较优参数组合为夹持力0.87 N、指夹器开启行程16 mm、排种器转速45 r/min时其株距合格率S为95.4%、漏播率M为1.9%、重播率D为2.7%,满足国家标准要求。     

气吸式单、双排精密通用排种器的设计与试验

针对黑龙江省大豆播种采用边缘型孔式排种器或窝眼式排种器,玉米则多采用勺轮、指架、气吸平面多孔盘情况,结合传统排种器在充种、清种过程中伤种情况严重的问题,设计了一个能够满足黑龙江省的玉米单条、大豆双条作物播种农艺要求的排种器。以排种器的作业速度、风压为影响因素,采用Box-Behnken中心组合试验设计方法,建立了排种合格指数、漏播指数的数学模型,分析此排种器对排种质量的影响规律。试验表明:当排种器风压为6. 61k Pa、作业速度为6. 82km/h时,排种作业性能最优,其合格指数为94. 41%,漏播指数为3. 67%。该排种器工作不伤种,排种性能综合指标超过90%,工作性能稳定。     

指夹式排种器的使用、维护和日常保养及常见故障排除

正精密点播机和免耕精密播种机是近两年来市场上的热销农机,其最常用的核心部件是指夹式排种器。笔者将指夹式排种器的使用、维护和日常保养要点介绍如下。1指夹式排种器的结构当前市场上的指夹式排种器包括进口和国产两种,但主要结构原理和使用方法是相同的。该排种器性能可靠,可以实现玉米单条等距精量播种,也可实现玉米单粒等距半株距精量播种,单粒率非常高,能达到98%以上。该排种器主要由排种器壳体、指夹托盘、指夹     

玉米种植机的机构设计

玉米播种机械化技术是农艺与农机的有机结合,国产播种机已得到普遍应用。排种器是播种机的核心部件,它决定了播种的性能。如何提高排种器工作性能一直是国内外科研攻关的重点和难点。滚筒式排种器是一种比较先进的排种装置,以其特有的优势被国内外广泛采用。本文提出了一种适用于玉米精播机的滚筒式排种装置,介绍了其结构和原理。     

离散元模拟振动幅值对玉米种群运动速度的影响

排种器是免耕播种机的重要组成部分,排种盘吸种性能直接影响免耕播种机播种合格率。排种室内种群运动速度对排种盘吸种性能影响较大,而振动是影响种群运动速度的重要因素。为此,应用离散元软件模拟排种室内玉米种群的运动,得到排种盘和搅种轮转速为17.8 r/min,排种室内充种3 750粒,排种器振动频率为1 5 Hz,振动幅值分别为0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4 mm时,振动幅值对排种室内种群运动的影响。通过离散元软件后处理模块得到4 s时间内,以0.02 s为间隔所有时间点的玉米种群运动最大速度、最小速度、平均速度和竖直方向玉米种群最大速度、最小速度,由Origin软件得到排种室内玉米种群速度与振动幅值的拟合曲线。模拟结果表明:玉米种群最大速度、最小速度与排种器振动幅值呈二次曲线变化;玉米种群平均速度和竖直方向种群最大速度与排种器振动幅值呈线性关系;振动幅值大于2mm时,竖直方向种群最小速度基本保持不变。本次仿真为室内排种试验振动幅值的选择提供了依据。     

支持转速现场标定的玉米精密排种器电驱控制系统研究

针对现有玉米精密电驱排种控制系统无法快速适应多类型排种器排种控制的问题,在玉米CAN总线电动排种的基础上,设计了一种对玉米排种器排种驱动进行现场标定的电驱控制系统。系统在排种驱动电动机控制信号与排种盘转速之间的对应关系中,采用分段线性插值的方法现场获取排种器驱动曲线,实现排种盘转速标定与控制。以国产气吸式玉米精密排种器和指夹式玉米精密排种器为试验对象,在模拟车速下,对系统排种盘转速现场标定的控制准确性进行试验。电驱气吸式排种器排种盘转速控制性能试验中,株距设定为25 cm,车速设定为3~12 km/h(间隔3 km/h),结果表明,系统调节时间最长为0.80 s,稳态误差最大为0.81 r/min,控制精度最低为97.42%。电驱指夹式排种器排种盘转速控制性能试验中,株距分别设定为20、25、32 cm,车速设定为4~9 km/h(间隔1 km/h),结果表明,总体排种盘转速平均调节时间为1.09 s,标准差为0.26 s;总体平均稳态误差为0.38 r/min,标准差为0.23 r/min;总体平均控制精度为98.30%,标准差为1.01%。与分段PID排种转速控制系统控制性能进行对比得出,支持转速现场标定的系统具有更好的适应性,平均调节时间减少0.51 s,平均稳态误差增大0.16 r/min,平均控制精度降低0.63个百分点。选用指夹式排种器,进行了播种均匀性田间试验,株距为20 cm,车速范围为4~7 km/h(间隔1 km/h),结果表明,播种合格指数大于等于84.26%,变异系数小于等于18.29%,说明系统能够完成对玉米精密排种器排种转速控制曲线的高控制精度现场标定,能够精准控制电驱排种转速。     

精确排种器漏播自动补种装置设计

针对目前我国玉米、豌豆等小颗粒作物播种机作业过程中出现的漏播、重播及株距不等问题,设计了一种气吸式精确排种的新型排种器。该装置由主排种器和辅助排种器构成,实现了主排种器漏播,辅排种器替补,辅排种器漏播,辅排种器替补;同时,在实验台上进行实验,结果表明:该装置基本能够实现其精确排种功能。     

玉米窝眼轮排种器性能影响因素试验研究—基于EDEM

为研究玉米籽粒形状及工作转速对排种性能的影响,设计了窝眼轮排种器的型孔参数,建立了窝眼轮排种器的离散元仿真模型。运用EDEM离散元仿真软件,基于组合球法建立了玉米籽粒的离散元模型,并应用离散单元法理论对排种器进行排种性能仿真实验,分析了排种过程中由于不同籽粒形状所造成的漏播、重播等问题的原因。仿真及台架试验结果表明:当工作转速为10~35 r/min时,锥形玉米颗粒排种合格指数为88.1%~9 6.3%,优于球形玉米颗粒的8 7.1%~9 3.5%和矩形玉米颗粒的8 5.5%~9 1.8%;同时,随工作转速的增加,排种合格指数下降,漏播指数提高,重播指数下降。田间试验表明:优化型孔的窝眼轮排种器对各形状籽粒的排种性能均满足精密排种的要求。最后,仿真结果与台架实验结果进行对比分析,证明采用EDEM软件对窝眼轮式排种器进行仿真分析的正确性。     

踩踏气吸式微型玉米排种器的设计与试验

针对我国北方玉米播种垄作区内一些使用人工半自动化播种器材普遍存在的漏播、种子破损及重复播种等问题,设计了一种可安装在脚踏式玉米播种机上的踩踏气吸式微型玉米排种器。该排种器主要由支撑底座、踏板、活塞缸、排种嘴、种箱、吸种管及导种管组成,通过人工踩踏产生空气压力,并在气压、重力及震动的作用下实现玉米精量排种。田间试验表明:踩踏气吸式微型玉米排种器在播种频率为60~70次/min时,播种合格率为91.82%~92.17%,重播率为3.22%~3.45%,漏播率为4.61%~4.73%,均满足国家标准中对精密播种机的播种要求及玉米种植的农艺要求。     

基于ADAMS的勺式玉米精密排种器的优化分析

在利用Pro／E软件建立勺式玉米精密排种器三维实体模型的基础上,运用ADAMS仿真分析软件对排种器进行仿真分析,按照排种器设计参数对排种器性能的影响规律,对排种器进行排种性能试验,同时运用ADAMS软件对试验建立的排种性能指标进行参数优化分析。优化分析结果是：排种器垂直倾角β=23．505°、水平倾角γ=9°、转动角速度ω=6．031rad／s。     

基于ADAMS的勺式玉米精密排种器的优化分析

在利用Pro/E软件建立勺式玉米精密排种器三维实体模型的基础上,运用ADAMS仿真分析软件对排种器进行仿真分析,按照排种器设计参数对排种器性能的影响规律,对排种器进行排种性能试验,同时运用ADAMS软件对试验建立的排种性能指标进行参数优化分析.优化分析结果是:排种器垂直倾角β=23.505°、水平倾角γ=9°、转动角速度ω=6.031 rad/s.     

磨盘排种器的试验研究

磨盘排种器是一种新型排种器。它可以条播小麦、高粱、谷子、油菜、豆类、水稻等作物,适应性较广,播种质量较好。按其结构特点,已与水平圆盘排种器和倒转喂入排种器组成适应性很广的万能(或通用)排种器,因而还可以单粒或穴播玉米、大豆、脱绒棉籽。本文简要介绍磨盘排种器的结构参数、排种工艺过程和技术性能。