红萝卜侧面悬置排种勺式精量排种器设计与试验

为解决传统机械式蔬菜排种器无法实现精量播种及存在伤种的问题,设计了一种红萝卜侧面悬置排种勺式精量排种器。采用排种盘侧面悬置的排种勺完成种子的充种、清种、投种,实现了非接触式作业过程,理论分析了种子进入及脱离种勺的运动过程,并阐明其不伤种的基本原理,确定了排种盘、排种勺以及排种管的基本结构参数,采用EDEM离散元仿真软件模拟了不同排种勺结构尺寸下的工作过程,以排种勺型孔直径、深度及放样曲面圆角比为试验因素,以单粒率、多粒率、空粒率为试验指标,采用三因素五水平二次通用旋转组合设计进行仿真试验,确定排种勺最优结构参数为：型孔直径5mm,深度4.3mm,放样曲面圆角比0.12,基于此参数进行离散元仿真试验,通过自制排种器试验台进行台架试验以及将排种器安装到播种机上进行田间试验,仿真试验结果为单粒率93%、多粒率4%、空粒率3%,台架试验结果为合格指数平均值92.2%、重播指数平均值4.6%、漏播指数平均值3.2%,相对误差分别为0.86%、15%、6.67%,田间试验结果为：合格指数90.5%、重播指数6.9%、漏播指数2.6%,证明此排种器精量播种性能良好。同时与毛刷窝眼轮式排种器进行损伤率对比试验,损伤率分别为0.43%、1.27%,相对误差为66.14%,表明种子损伤明显降低。     

电磁振动式水稻穴盘精量播种机的设计与试验

针对水稻育秧穴盘播种过程中精确调整水稻种子播种量的需求,设计了由调整电动机控制的外槽轮定量供种装置及电磁振动排种装置来控制播种量及播种精度。试验结果表明,该播种机达到了水稻穴盘量播种的农艺要求。     

木薯种茎参数测量及EDEM仿真参数标定

针对预切种木薯种植机排种器排种仿真缺乏种茎离散元模型问题,通过Creo建立了木薯种茎的三维模型,根据三维模型在EDEM软件中构建木薯茎秆的离散元模型,通过物理试验测量了种茎的接触参数,对测得的参数进行EDEM软件标定,以堆积角度数作为评价指标得到标定的最佳结果,并对标定的参数进行验证.结果表明:标定的木薯种茎接触参数结...     

基于EDEM的高速穴播器排种性能仿真分析与试验

为探究穴播器转速和种子初速度对穴播器排种性能的影响,对分置式排种系统及穴播器工作原理进行阐述。利用EDEM建立棉种及穴播器的仿真模型,模拟棉种具有不同的初速度及穴播器在不同转速下排种情况,根据运动轨迹曲线、受力变化曲线、速度变化曲线综合分析产生漏播、重播现象的原因。使用Design-Expert进行两因素五水平二次旋转正交组合试验设计,建立评价指标的回归方程,并通过响应曲面分析排种性能。合格率随穴播器转速的增大而先增加后降低,随种子初速度的增大而降低。优化后的仿真参数组合为穴播器转速39 r/min和种子初速度2.4 m/s,最佳优化结果为漏播率3.2%,合格率95.1%,重播率1.7%。台架验证性试验结果表明仿真试验可信,穴播器排种性能满足高速精量播种要求,为新疆地区棉花机械化高速精量穴播技术及发展提供参考。     

负压驱动水稻精量直播排种器设计与试验研究

为满足目前农户和育种专家对水稻精量穴直播的农艺种植要求,减少育秧插秧环节的人工劳动强度,采用储种仓预充种、负压多孔吸种、高压气力排种与清堵等多种方式和技术,设计开发了一种气力圆盘式水稻穴精量直播排种器,并采用有限元分析软件Fluent15. 0分析了吸种孔的孔径、吸种盘厚度的对气室内部压强、气流速度的作用,进而研究对排种性能的影响。将开发的排种器在自行改造的试验台架上进行了正交试验,研究了吸种孔的尺寸、圆盘转速、负压真空度对排种器排种性能的影响。结果表明:影响排种器排种性能的主次因素依次为:吸种孔直径尺寸、吸种盘的转速和气室的真空度,确定了排种器较为合理的参数:对于圆柱型吸种孔,孔的直径为1.4 mm、转速为30～35 r/min、气室负压值为1. 2～1. 4 k Pa时达到育种要求。同时,对优化后的排种器(吸种盘转速35 r/min、吸种孔直径1. 4 mm和气室负压值1. 4 k Pa)进行台架试验,结果表明:播种合格率为84. 22%,重播率为8.81%,漏播率为5. 97%,满足JB/T 10293-2013《单粒(精密)播种机技术条件》中的参数指标。     

基于DEM-MBD的水稻电磁振动排种仿真模型研究

针对目前水稻直播机电磁振动排种器排种仿真研究中无法模拟水稻芽种种群连续排种的问题,以广西大学研制的2BD-8型水稻直播机电磁振动排种器为研究对象,利用物理试验测定了芽种的基本物理参数及芽种间、芽种与钢板间的接触参数,并利用堆积角试验和极差分析法进行了芽种离散元接触参数的标定;接着,先采用离散元法(Discrete Element Method,DEM)和多体动力学(Multi-Body Dynamics,MBD)耦合的方法及对排种器关键振动部件柔性化,后单独采用DEM法,建立了电磁振动排种作业仿真模型,并进行了样机验证试验。结果表明:(1)含水率28.2%时,芽种与钢板间恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数分别为0.451、0.297和0.066,芽种与芽种间分别为0.311、0.369和0.080;(2)采用DEM-MBD耦合方法和单独采用DEM法均可实现水稻芽种种群连续排种仿真,但采用DEM-MBD耦合方法建立的排种作业仿真模型精度更高,与实际排种作业情况较一致。研究可为水稻电磁振动式排种器排种仿真研究和优化设计提供参考。     

基于EDEM的双腔式棉花精量排种器排种性能仿真研究

以双腔式棉花排种器为研究对象,通过利用离散元仿真分析软件EDEM对排种器的工作过程进行仿真分析,确定了对取种器取种性能产生较大影响的因素为V型槽角度、进种口直径和后腔上部长度,利用虚拟仿真试验确定最优的取种器结构尺寸参数组合,仿真试验结果表明最佳结构参数为:取种器前腔长度11 mm、前腔宽度10.5mm、前腔高度15m...     

针吸式蔬菜穴盘育苗精量排种装置的设计与试验

根据穴盘育苗农艺要求并结合茄科类蔬菜种子物理特性,设计了一种针吸式蔬菜穴盘育苗精量排种装置。对排种装置的结构及工作原理进行了描述,分析确定了吸针和种盘的结构参数。对吸孔直径、真空负压值及振动频率3个因素进行了试验研究,分析得出最优参数组合。开展了排种装置性能试验,结果表明:排种装置的播种合格率(单粒率)可达到96.31%,漏播率和重播率分别为1.20%和2.49%,能够较好地满足播种需要。     

双轨道弹射式水稻精量直播排种器设计与试验

针对现有排种器存在投种不顺及大播量成穴性较差等问题,本文设计了一种双轨道弹射式水稻精量直播排种器。基于理论分析设计了关键部件,利用DEM-MBD耦合仿真技术得到了弹簧力参数及因素取值范围,明确了转速超过35 r/min后排种器的性能显著下降。以合格率、漏播率及重播率为性能评价指标开展台架正交试验,研究转速、调节深度及稻种球度对排种器工作性能的影响,建立排种性能评价指标的回归预测模型。试验结果表明：排种轮转速为23.06 r/min、型孔深度为8.99 mm、稻种球度为52.7%时,排种器合格率为88.58%、漏播率为4.43%、重播率为6.99%,排种器工作性能最佳。为验证排种器工作性能及优化后参数的准确性,开展了田间试验,试验结果与优化后结果保持一致,回归方程预测结果误差小于2%,验证了试验可行性及参数准确性,在最优参数下排种器穴径合格率为100%、平均穴径为3.62 cm、穴径变异系数为18.45%、平均穴距为22.98 cm、穴距变异系数为8.43%、平均穴粒数为11.08、穴粒数变异系数为17.56%。所设计的排种器具有较好的播种性能、较高的穴径合格率及较低的变异系数,表明该排...     

U型腔道式水稻精量穴播排种器设计与试验

为适应常规水稻轻简化精量穴直播种植,通过简化排种装置,设计了一种U型腔道式水稻精量穴播排种器。基于稻种的物理机械特性与穴直播农艺要求,设计了一种充种口与投种口分开但相通的腔道式排种盘,构建了稻种充种、投种过程的力学模型,确定了排种盘的主要结构参数。以常规稻品种“黄华占”为试验稻种,借助高速摄像仪和JPS-12型排种器性能检测试验台,分别进行了型孔数、型孔长度、型孔宽度、型孔倾角和投种角对排种器精量排种性能和成穴播种性能影响的试验研究。高速摄像试验表明：当排种盘的型孔数为20、型孔长度为10.6mm、型孔宽度为7.6mm、型孔倾角为0°时,排种器精量排种性能较优,此时漏播率为0.40%,合格率为94.00%,重播率为5.60%,种子破损率为0.13%。排种器性能台架试验表明：投种角对穴径平均值和穴径合格率影响极显著,对穴距变异系数影响显著,适宜的投种角为28°~33°,此时穴径平均值不高于27.14mm,穴径合格率不低于96.67%,穴距平均值在理论穴距140mm左右,穴距变异系数不大于7.80%。田间试验表明：排种器的播种合格率为90.28%,漏播率为0.83%,重播率为8.89%,穴径平均值为46.71mm,穴径合格率为71.67%,穴距平均值为137.21mm,穴距变异系数为12.64%,满足常规稻大田精量穴直播的种植要求。     

穴盘式大葱育苗机精量排种器的设计与试验

针对现有蔬菜通用排种器大多以单粒取种为主、播种效率低、播种精度差等问题,将气吸式排种器与机械式排种器的优点充分糅合,研制了一款针对大葱育苗的精量排种器.通过理论分析和计算,确定了关键部件工作参数.搭建试验台,对排种器进行播种性能试验,以合格率、漏播率、重播率为评价指标,以窝眼倾斜角度、气室真空度、排种器转速为因素,进行...     

基于EDEM的小麦精量排种器设计与试验

为实现小麦的精量排种,设计了一种精量小麦排种器.对排种器进行设计计算,最终确定排种器为锥盘式,型孔数量为50个,锥角为30°.采用EDEM软件进行仿真分析,结果显示:当转盘转动速度为19.38r/min、型孔长度平均值为7.95mm、小麦种子外层厚度为8.20mm时,作业合格率为89.55％,单粒率可达到50.80％,...     

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。     

气力式油菜精量排种器气流场仿真分析

排种器排种性能直接影响播种机工作质量,为确定气力式油菜精量排种器的结构参数、气流场的运动状况,以ANSYS/CFX为工具,按照正交试验的方法,分别对正压区、负压区气流场进行了仿真研究,并对仿真结果进行了试验验证.研究表明:排种盘型孔数量是影响气流场和排种质量的重要因素;排种盘型孔数量为25时,负压区型孔压强为-754 Pa,排种器合格指数达94.2%.     

水稻钵盘精量播种装置投种过程高速摄像验证分析

为了研究播种装置投种机理,判别稻种的投种速度、落种高度以及翻版角速度对稻种投种过程中的影响,通过仿真获得了稻种的速度与时间、垂直位移与速度以及翻板角速度与速度的变化规律。在与仿真条件相同的情况下,利用高速摄像技术对上述3种情况进行在线拍摄,并获得了这3种变化关系的曲线图。通过试验结果与理论结果的对比分析,得出投种过程中稻种的运动规律主要受翻板角速度、翻板长度、翻板质量及稻种质量等参数的影响—其运动速度随位移的增加而呈递增的趋势。由此为判别稻种的投种速度、落种高度以及翻板角速度对稻种投种过程中的影响提供理论依据。     

绿豆种子离散元仿真参数标定与排种试验

为提高绿豆精密排种过程离散元仿真模拟试验所用仿真参数的准确度,进一步优化排种部件,基于绿豆种子的本征参数,采用Hertz Mindlin with bonding粘结模型建立种子仿真模型,分别采用自由落体碰撞法、斜面滑动法、斜面滚动法对绿豆种子与接触材料(有机玻璃、Somos8000树脂)间仿真参数进行标定,结果表明：绿豆与有机玻璃碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数分别为0.445、0.458、0.036,与Somos8000树脂碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数分别为0.434、0.556、0.049。以种间接触参数为因素,以实测堆积角与仿真堆积角相对误差为指标,进行了最陡爬坡试验、三因素五水平旋转组合设计试验,以最小相对误差为优化目标,对试验数据寻优分析得到：绿豆种间碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数分别为0.3、0.23、0.03。对标定结果进行排种验证试验,结果表明：仿真试验漏吸率与台架试验漏播率最大相对误差为4.71%、重吸率与重播率最大相对误差为4.94%、单粒率与合格率最大相对误差为0.98%,证明标定结果可靠。该研究结果可为绿豆精密排种装置的设计与仿真优化提...     

水稻钵盘精量播种装置长短粒芽种播种试验研究

为优化水稻钵盘精量播种机有关参数及提高播种性能,利用水稻钵盘精量播种机,通过二次正交旋转回归分析,分别以水稻品种为空育131(短粒)、垦鉴3号(长粒)为研究对象,建立了型孔直径、型孔厚度、种箱速度与性能指标间的非线性回归模型。结果表明:水稻品种为短粒时,对播种合格率和损伤率影响的主次因素均为型孔直径、型孔厚度、种箱速度;当水稻品种为长粒时,影响播种合格率和损伤率的主次因素不同,分别为型孔厚度、种箱速度、型孔直径(长粒)和型孔直径、种箱速度、型孔厚度(长粒),确定较优参数组合为10mm、4mm和0.2 9 0 m/s(短粒);1 1 mm、4 mm和0.2 4 0 m/s(长粒)。此时,播种合格率9 4.8 1%、损伤率0.4 7 9%(短粒);播种合格率95.37%、损伤率0.368%(长粒)。研究结果可为水稻钵盘精量播种机设计与性能改进提供依据。     

新型带式精量排种器的设计研究

针对当前排种器存在精量控制不准、排种损伤大及对高速作业适应性差的问题,开发了新型带式精量排种器(专利号为ZL20101020638.7)。通过对其工作过程的分析,结合试验所用玉米种子的物料学特性,确定了各主要结构参数和工作参数;最后,通过试验对其作业效果进行了检验。结果表明,该排种器具有播种精度高、空穴率低和作业无破损的特点,且重播率符合国家相关标准。该型排种器的开发对实现精量、无破损的高速播种具有重要的意义。     

气力集排式精量排种器内部流场分析与试验研究

为探究气力集排式精量排种器内部流场分布规律,确定排种器合理工作压力范围,采用分割实体方法构建排种器内部流场仿真模型并进行数值模拟。仿真分析发现充种区域压力较高且具有较高的扰种气流,排种气室内部压力适中且分布均匀,轴向不同排种行存在微小差异。气室压力试验表明:压力在2.5～5.5 kPa范围内,漏播指数始终保持在平均值为0.19%的较低水平,充种性能较好;重播指数随压力升高而增大,合格指数随压力升高而降低。综合考虑田间振动等影响,合理压力范围应为2.5～5.5 kPa较为适宜。     

小麦小区离心式锥形排种装置设计与仿真分析

目前,我国小麦小区株行播种作业以人工为主,作业效果差,影响小麦小区株行育种试验准确性。因此,为解决我国小麦小区株行播种易混杂,均匀性差等问题,设计一种适用于我国小麦小区株行播种机排种装置。该装置采用离心式锥形体排种器排种,利用电磁阀控制矩形叉带动圆柱套环和存种套筒,促使小麦颗粒沿锥形体倾斜表面下滑并随锥形体圆铜盘转动一圈均匀分散到锥形体圆铜盘的扇形排种口,完成分种作业;分种后的小麦颗粒通过落种管自由落到高速旋转离心分配头上并被均匀甩到离心分种管内落到地面,完成播种作业。为验证锥体分种装置和离心排种装置的最佳参数组合,利用EDEM软件对分种阶段和排种阶段进行离散元仿真。仿真结果表明,本装置设计参数为最优参数组合,确定了所设计分种装置和排种装置的合理性。