紫花苜蓿种子丸化包衣工作参数优化设计

针对紫花苜蓿种子丸化包衣存在丸化合格率低、种粉间混合均匀度差、丸化工艺落后等问题,采用数值模拟和试验验证相结合的方法,对紫花苜蓿种子丸化包衣工艺参数进行优化设计。通过离散元软件EDEM建立紫花苜蓿种子的仿真模型,采用离散系数作为评价指标研究了包衣锅振动频率、转速、倾角对种粉间混合均匀度的影响,同时以丸化合格率J作为评价指标,采用单因素试验验证数值模拟的可行性。为进一步研究各因素对种粉间混合均匀度的影响规律,以丸化合格率J作为评价指标进行二次回归正交设计试验,通过Design-Expert软件建立紫花苜蓿种子丸化合格率的二阶回归方程并进行方差分析。结果表明：对紫花苜蓿种子丸化合格率影响前3的因素为包衣锅倾角、包衣锅振动频率与包衣锅转速,并以丸化合格率的最大值为优化目标得到最优工艺参数组合,即包衣锅倾角为44°、包衣锅振动频率12Hz、包衣锅转速68r/min。研究结果可为振动作用下小粒种子的丸粒化包衣机设计和丸化包衣工艺参数优化提供参考依据。     

油菜种子甩盘式丸化加工试验与参数优化

为研究油菜种子丸粒化核心工艺对成丸质量的影响,分析了油菜种子丸化过程的接触力学,构建丸化过程的仿真模型,开展验证试验,优化油菜种子丸粒化加工工艺。接触力学分析结果表明,种丸粘结包敷的前提是种丸-粉剂颗粒碰撞过程中的相对切向速度小于阈值,二者未发生相对滑动;较大的法向接触力可提高最大静摩擦力、压实丸粒粘结,促进成丸质量;而对于种丸-种丸、粉剂-粉剂间接触,增大切向接触力、降低法向接触力,有利于减少多籽、空丸及形变等问题发生。仿真结果表明,当甩盘转速为1200r/min时,种丸-粉剂的速度均差为0.22m/s,创造静止粘结条件;种丸和粉剂速度分布标准差为0.42、0.52m/s,种丸-种丸、粉剂-粉剂的平均速度影响多籽和空丸产生。供粉速度影响核心粘结区域种子和粉剂的比例,粉剂过多形成空丸、浪费粉剂,粉剂不足降低包敷效率。正交试验极差和方差分析结果表明,粉液比是影响成丸质量的最主要因素,丸粒化油菜种子最佳工艺参数：甩盘转速为1200r/min、粉液比为2.1、供粉速度为24g/min,此时成丸合格率为95.7%,单籽率为94.9%,包敷效率为1.8kg/h。研究结果揭示了种子丸粒化机理,形成了油菜种子丸粒化加工工艺,有利于提升油菜种子加工水平。     

红三叶种子丸粒化工作参数多目标优化

针对红三叶种子丸粒化包衣存在丸化合格率低、丸化设备参数优选困难等问题,以单籽丸化合格率与单籽抗压强度作为丸粒化包衣性能指标,利用多目标优化方法对红三叶种子丸粒化包衣工作参数进行优选。采用二次正交试验获取不同包衣锅工作参数下的丸粒化包衣性能指标值,通过Design-Expert软件建立相应的二阶回归方程并进行回归模型单目标优化。结果显示红三叶种子单籽丸化合格率及单籽抗压强度模型用于种子丸化包衣性能预测分析的准确性,单籽丸化合格率预测值与物理试验值相对误差为0.15%,单籽抗压强度预测值与物理试验值相对误差为5.85%;通过多目标优化分析,确定红三叶种子最佳工作参数为包衣锅振动频率15 Hz、包衣锅转速59 r/min、包衣锅倾角35°。     

基于RSM和NSGA-Ⅱ的苜蓿种子离散元模型参数标定

为寻求最优苜蓿种子离散元模型接触参数组合,设计了一种可同时测定物料休止角与堆积角的装置,并提出测定方法,将实际试验与仿真试验相结合,以苜蓿种子休止角和堆积角的实测值与仿真值误差为指标,对苜蓿种子模型参数进行标定。通过Plackett-Burman试验筛选出对指标影响显著的接触参数,采用响应曲面法(RSM)建立显著性参数与指标之间的二阶数学模型,采用非支配排序遗传算法Ⅱ(NSGA-Ⅱ)进行多目标寻优计算,获取最优苜蓿种子离散元模型接触参数组合,即种间碰撞恢复系数为0.47,种间静摩擦因数为0.24,种间滚动摩擦因数为0.08。采用槽轮式排种器进行了试验验证,结果表明,在不同排种轮转速条件下,苜蓿种子质量流率实测值和仿真值的平均相对误差为2.89%,该苜蓿种子离散元模型和接触参数能够满足离散元仿真试验要求,基于RSM和NSGA-Ⅱ的多目标优化方法具有科学性和可行性。     

苜蓿种子机械化收获部件试验方案设计

为找到苜蓿种子机械化收获的最佳梳脱型式及最佳的机械设计参数,利用统计学原理,确定相关影响因素,进行正交试验设计,合理安排试验方案,以便以最低的成本,在最短的时间内找到最优的参数组合,为收获机械的研究提供设计依据。     

SYT-580型苜蓿种子收获试验台的试验分析

根据苜蓿种子难于收获的实际情况,研制开发出的一种结构新颖的苜蓿种子采收试验平台,通过大量试验和分析,证明非常适合苜蓿种子的采集试验。     

苜蓿种子收获机械的研究设计

针对苜蓿种子分布于全株各处,且秧苗间互相搭接的特性,研究专用于苜蓿种子的收获机械。机械采用割前脱粒的形式,采集部件选用挠性抛物线型弹齿与柔性胶丝组合进行种子的梳刷,梳脱后的物料通过齿带与气流吸运相结合的方式送入复脱装置,进行漏梳枝的脱粒,残枝杂余由轴流滚筒送入分离装置,进行最后的种子收集与杂余的排出。该机完全能够实现苜蓿种子的机械化收获,提高生产效率,减少损失,推动苜蓿产业的快速发展。     

提高苜蓿种子产量综合配套技术研究

2008年在松嫩平原研究测试了行距、播量、施肥剂量及灌水时间单因子对苜蓿种子产量的影响,试验结果表明:行距65cm、播量3kg·hm-2、施肥量磷酸二铵180kg·hm-2和硫酸钾50kg·hm-2、灌水时期在收割后至霜冻前和翌年孕蕾至初花期根据水分亏缺量,每次灌溉需要量为(需水量-降水量)年灌溉2次处理的种子产量均为最高。2010年把上述因子组合一起,种子产量达845kg·hm-2,比对照组种子产量523kg·hm-2提高了61.6%,极显著高于其它处理。在苜蓿品种、行距、播种量确定情况下,制约种子产量的主要因素就是水肥剂量和灌水时期。     

苜蓿种子收获机械设计方案可行性分析

总结我国30多年来对苜蓿种子收获工艺及配套机具的研究,得到的宝贵成果,通过分析国内苜蓿种子收获机械的实际情况,对苜蓿种子收获机械提出一些设计方案并对其进行可行性分析。     

番茄种子包衣丸粒化装置的设计与试验

为解决番茄种子扁圆轻薄、人工播种效率低及无法机械化播种等问题,设计了一种番茄种子自动包衣丸粒化装置,并利用该装置进行了试验。该装置主要由喂料器、转盘、滚筒、供液设备、控制箱及支座组成。在5g番茄种子与400 r/min的供液泵转速条件下,以滚筒转速、包衣时间、包衣剂质量及胶悬液体积为试验因素进行了正交与回归试验,并通过DPS数据处理软件对试验数据进行统计分析,得出试验范围内试验因素对丸粒化后种子抗压强度、有仔率和单仔率等指标的影响规律。同时,优化确定了包衣装置包衣丸粒化番茄种子的最佳参数组合:在滚筒转速为500r/min、包衣时间为300s、包衣剂质量为55g及胶悬液体积为40m L时,抗压强度、有仔率、单仔率分别为316.8 g、87%、93%。该研究可为番茄、辣椒等茄果科种子包衣丸粒化的研究提供参考。     

小麦种子介电分选参数的优化

通过对小麦种子进行二次回归正交试验,得到了以分选电压和分选滚筒转速为变量的回归方程,并确定了最优化的介电分选参数组合.试验表明,小麦种子的最佳分选电压为1780V,分选滚筒转速为22.2r/min.     

整列定位夹切组合式马铃薯种薯切块装置设计与试验

针对目前马铃薯种薯切块机存在切种质量差和自动化程度低等问题,基于切种农艺与农机相融合的设计思想,设计了一种马铃薯种薯自动切块装置。通过整列定位输送机构完成种薯排列输送定位,经夹持取料机构和切刀机构组合作用下完成种薯切块过程,整机由PLC控制切块动作工序,实现了切种流程的自动化。结合典型种薯几何尺寸参数,完成马铃薯种薯切块装置的关键结构设计,对种薯切块作业过程进行理论分析,明晰影响种薯切块效果的主要因素和各因素的取值范围。以切种合格率、切种盲眼率为评价指标,以圆台辊组中心距、链条输送速度、V形刀具夹角为试验因素,进行三因素三水平响应面试验,通过Design-Expert 12.0.3软件对试验结果进行方差分析和交互作用分析,利用软件优化模块确定试验最优参数组合。在最优参数组合条件下进行种薯切块试验验证,验证结果表明：当圆台辊组中心距为101.60 mm、链条输送速度为0.019 m/s、V形刀具夹角为49.50°时,切种合格率为97.56%,切种盲眼率为1.27%,与优化值相对误差小于5%,表明优化后最优参数组合可靠性高,可以满足种薯切块要求。     

5CM-135型蔬菜种子除芒机的参数优化

对5CM-135型蔬菜种子除芒机的工作原理以及特性进行了分析,得到了主要参数间的关系,选择影响除芒性能的输料螺旋转速、出料活门开启压力、螺旋螺距为试验因素,通过一次回归正交试验建立了性能回归方程和优化模型。利用Matlab等相关软件,对除芒机的主要性能参数进行优化分析,确定了最优结果,为进一步研究除芒机理与同类机具提供了依据。     

ZLX-150型重力选种机检测控制系统设计

重力选种机是一种通过筛床振动和负风压对种子进行筛选的设备。设计的ZLX-150型重力选种机在运行过程中,通过对风压和振动频率等参数进行实时监测和控制,确保机器始终工作在设定的有效状态下,从而达到期望的选种效果。该型重力选种机基于ARM平台进行设计,可对机器运行状态进行动态测量并实现自动控制。传感器模块采用滤波等方式提高测量精确度,执行器部分通过强弱电隔离保证了系统的安全性和稳定性。现场调试和运行测试表明,该系统运行稳定,具有良好的筛选效果。     

BY-150型种子包衣机检测控制系统设计

包衣机在批量加工流程中需要针对供种量和进液量等重要参数进行检测,否则无法保证良好的包衣效果。为此,设计了一种包衣机检测控制系统,可实现对供种量和进液量参数信息的检测和控制。同时,需在供种量检测模块的硬件选型和电路设计中采用尽可能多的抗干扰措施保证种子质量的检测精度,在进液量检测模块的设计中通过采用主板信号控制动作启动、传感器检测电路直接控制动作结束的方式保证进液控制的稳定性,并通过液晶触摸屏为用户提供一个简单直观的人机交互方式。整个系统稳定可靠、抗干扰性好,满足预期的精度要求,包衣效果良好。     

白萝卜种子颗粒接触参数标定

针对白萝卜种子颗粒本征参数、颗粒与种植机械装备间接触参数缺乏等问题,以白萝卜种子颗粒为研究对象,利用三维扫描逆向建模技术与EDEM软件建立白萝卜种子颗粒离散元模型,通过物理试验与虚拟仿真试验对仿真参数进行标定。采用碰撞弹跳试验、斜面滑移试验和斜面滚动试验确定白萝卜种子颗粒与ABS塑料、不锈钢板、有机玻璃和铝合金4种不同材料之间的碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数,碰撞恢复系数分别为0.48、0.62、0.51、0.44,静摩擦系数分别为0.50、0.42、0.45、0.48,滚动摩擦系数分别为0.014、0.025、0.007、0.006;通过响应曲面和Design Expert软件的优化模块对多元二次方程进行多目标优化,获得白萝卜种子间离散元模型接触参数较优组合：碰撞恢复系数0.19、静摩擦系数0.54、滚动摩擦系数0.02。采用圆筒提升法进行白萝卜种子颗粒物理休止角堆积试验,利用MATLAB对堆积图像处理获得物理堆积试验白萝卜种子颗粒与ABS塑料、不锈钢板、有机玻璃和铝合金的休止角分别为33.48°、32.72°、33.81°、29.88°,仿真试验与物理试验得到的休止角误差分别为1.4%、3.2%、2.6%和2.8%。研究结果表明,白萝卜种子颗粒建模和标定所得的离散元仿真参数具有准确可靠性,可为白萝卜种子颗粒离散元仿真研究提供理论参考。     

水稻种绳捻制机卷绳机构的参数分析

直播水稻是我国传统的栽培技术,它改革了常规栽培的育秧、拔秧、运秧和插秧等繁重工作,具有省工、高效的特点。为此,提出了水稻种绳直播技术,对水稻种绳捻制机的卷绳机构进行了种绳运动线速度分析和种绳单位长度捻劲个数分析,为今后样机的优化改进设计提供了良好的理论基础。     

基于均匀设计的小麦气吸式精密排种器的试验研究

针对小麦精播技术节省种子、减少田间间苗定苗用工、提高农作物产量与品质、减少制种用田等优点,利用气吸式精密排种器的工作原理,进行小麦精密排种器的参数优化设计;研究吸孔直径、风机压力和排种盘转速对播种性能的影响,并确定因素的取值范围;采用均匀试验设计的方法安排试验,建立排种合格指数的回归方程;分析各因素对排种性能指标的影响规律,进行参数优化,对模型寻优得出最优参数组合.试验证明:最优组合好于其他组合,满足了小麦精密播种的要求.     

双圆盘式覆土器运动参数的试验研究

双圆盘式覆七器是一种新型覆土器,在中小型播种机上应用越来越广泛,其覆士量与覆土过程中对种子触土后位移变化的影响较大.为此.选取不同的运动参数对比分析了八字型覆士器和双圆盘式覆上器的覆土性能,得出了覆土量、种子位移变化量与覆土器运动参数间的关系模型,为精密播种机覆土器的选型和设计提供了依据.