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°。     

牧草种子丸粒化包衣运动规律与参数优选研究

种子丸粒化包衣质量对种子发芽、生长性能影响较大。为此,针对影响牧草种子丸化包衣质量的丸粒化包衣机工作参数进行了试验研究。运用离散元仿真软件EDEM分析了包衣锅的振动频率、转速及倾角对牧草种群运动轨迹及混合度的影响规律;采用具有振动作用的丸粒化包衣机,设计了3因素5水平的正交试验,对牧草种子丸粒化包衣的工作参数进行优选。研究结果表明:影响牧草种子丸化包衣质量的主次因素为包衣锅倾角包衣锅转速振动频率;当包衣锅转速、包衣锅倾角、振动频率分别为52r/min、44°和20Hz时,丸粒包衣质量最优。     

牧草种子丸粒化包衣机种液实时混合系统的设计

针对我国现有牧草种子丸粒化设备自动化程度、工作效率及丸粒化合格率低等问题,设计了一种自动化种液实时混合系统。该机构将供种和供药系统设计在种子进入滚筒的下落过程中,省去种子和药液在滚筒内的混合过程,减少种液混合时间,种液混合更加均匀,降低了种与种之间的粘结机率,提高单籽率。试验结果表明:该装置可以明显减少丸化时间,提高种子丸化的单籽率和丸化率。     

基于振动作用的牧草种子丸化包衣参数的试验研究

为了加快退化草地的植被恢复,提高小粒牧草种子适应草原恶劣环境的能力,利于喷播作业和机械化精密播种,增强牧草种子防病抗虫的能力和发芽出苗的能力,对小粒牧草种子进行丸化包衣是非常必要的。为此,设计了基于振动源的倾角可调牧草种子丸化包衣试验装置。该装置的倾角可调装置能使包衣锅的倾斜角在0°~9 0°之间变化,满足了不同种子对倾斜角的需求,并加入了振动力场,能够增加种子与种子之间的摩擦、碰撞的次数,提高丸化包衣率。结果表明:当锅体的转速为49r/min、倾斜角为50°、振动加速度为11.3mm/s2时,丸化率达到最大值77.5%。     

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。     

气吹供种滚筒式播种机取种性能的试验研究

针对现有番茄穴盘育苗播种机空穴率多、单粒率少,难以满足尺寸小、外形不规整、流动性差的加工番茄种子"一穴一粒"精量播种技术要求的规状,创新设计了一种基于气吹供种方式的滚筒式番茄育苗播种机。以此为基础搭建了基于气吹供种方式的滚筒式育苗播种试验装置,并以单粒率、空穴率、多粒率为试验评价指标,试验探究了主要因素(种箱气室正压力、孔径、滚筒转速)对主要评价指标的影响规律。试验结果表明:影响取种性能质量指标的主次关系依次为种箱气室正压力、孔径、滚筒转速;影响取种性能质量指标最优组合:当种箱气室正压力为2k Pa、孔径为1.2mm、转速为14r/min时取种综合效果效果较理想。     

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。     

振动力场作用下牧草种子丸粒化包衣机试验研究

结合牧草种子的特点,设计了一种基于振动力场作用下的小粒牧草种子丸粒化包衣机,并以不同的参数与工艺进行了试验研究。以百粒重为评价指标进行二次旋转正交组合试验,利用Mat Lab软件验证分析,运用决定系数R2、P值分析了模型的可信度,并进行响应曲面分析。结果显示:在包衣锅倾斜角度为锅口平面与水平面成45°、包衣锅旋转速度为45r/min、振动频率为30Hz条件下,丸粒化包衣率达到了78%,单籽率为95%,有籽率为98%。试验表明:振动力场作用下的牧草种子丸粒化包衣机可大幅度提高种子包衣合格率和包衣质量。     

气吹悬浮供种滚筒式播种机吸附取种理论分析

根据新疆番茄穴盘育苗排种器播种过程对种子的"单粒单穴"的农业工艺要求,创新设计了一种基于气吹悬浮供种方式的滚筒式番茄育苗播种机,解决了精密播种过程中多粒、空穴、漏播等问题。通过介绍播种机的主要结构及其播种原理,分析排种器吸附取种过程及种子瞬时吸附受力,得出滚筒吸附取种的条件。通过样机试验及吸附取种理论分析,得出影响播种机取种性能主要指标的主次关系依次为种箱结构气室正压力、吸孔的直径、滚筒转速。当种箱结构气室正压力为2.0k Pa、吸孔直径为1.5mm、滚筒转速为12r/min时,取种综合效果效果较理想。同时,通过试验设计及数据处理,得出较优水平组合,统计结果为:单粒率92.5%,多粒率5.3%,空穴率3.0%。气吹悬浮供种滚筒式育苗排种器的播种效果较佳,可满足农艺要求。     

丸粒化玉米种子精密排种器

针对机械式精密排种器对种子尺寸要求严格、伤种率高的问题,在对种子丸粒化的基础上设计了一种丸粒化玉米种子精密排种器.通过改变排种盘的结构、参数和排种轴转速,运用丸粒化后尺寸近似服从正态分布N( 13.9,0.056 6)的玉米种子,在排种试验台上进行排种性能试验.结果显示当排种轴转速为14 r/min、型孔直径为15 mm、排种盘的倾角为23°时,排种单粒指数可达98％,满足精密播种的精度和速度要求.     

种子包衣剂对小麦种子萌发及幼苗生长的影响

以百农207为试验材料,选用35%咯菌腈·精甲霜、31.9％戊唑·吡虫啉、12%吡唑·灭菌唑和12％噻·咯菌腈·苯醚4种种子包衣剂,以清水为对照,通过室内发芽试验和田间试验,研究小麦种子发芽特性和幼苗生长变化特征。室内发芽试验结果表明,种子包衣能够提高种子发芽率,但是降低了发芽势和发芽指数,显著提高了种子贮藏物质的转运量和转运速率。田间试验表明,包衣剂处理的小麦幼苗根系健壮,根长、表面积、体积和根尖数优于对照,幼苗质量较好,干物质积累量较多,叶色浓绿,光合特性较好。整体来看,12％噻·咯菌腈·苯醚悬浮种衣剂处理效果最佳。      

基于栈式自编码神经网络的包衣单籽粒玉米品种识别

常规近红外定性识别研究中,玉米籽粒为表皮裸露状态,未经种衣剂覆盖处理,但是在实际农业生产中,为抵御病虫害侵袭,提高玉米种子发芽率,达到保产增产的功效,玉米种子常需经种衣剂包裹处理。玉米种衣剂的类型多样,对近红外光谱具有一定的吸收,因此种衣剂对近红外定性识别具有干扰作用。本文针对种衣剂对玉米品种识别准确性影响的问题,提出了一种基于栈式自编码神经网络（SAE）的近红外光谱定性建模方法。首先采用无种衣剂玉米籽粒光谱作为训练集,通过栈式自编码无监督学习算法与softmax分类器构建栈式自编码网络定性分析模型,再利用所建模型对有种衣剂玉米籽粒进行品种识别。实验结果表明,基于SAE的建模方法能够将种衣剂对玉米籽粒识别率的影响降低至3%以内。     

抓夹式油茶果壳籽清选机设计与试验研究

油茶是一种重要的油料树种,随着我国油茶种植面积与产量的增加,油茶果破壳后壳籽分离难已成为社会关注的焦点问题。为此,设计了可高效分离油茶果壳籽混合物的抓夹式油茶果壳籽清选机。同时,论述了抓夹式油茶果壳籽清选机的结构设计与工作原理,并进行了壳籽分离试验。试验结果表明:在油茶果壳籽清选机倾斜角度为5°、辊轴转速175r/min、喂料速度15kg/min时可保证综合效果最佳,茶壳清选率为99.33%,茶籽损失率为1.81%,从而验证了油茶果壳籽清选机的可行性。     

种子包衣机的研制

针对国内种子包衣机在结构设计、计量控制、制造质量与喷头堵塞等方面存在的不足，研制开发出了一种新型种子包衣机。该机采用计量泵供给药液，外槽轮定量供给种子，实现泵和外槽轮同步转动，达到精确、稳定的种药配比，减小种药变异系数。通过对种子定量供给装置、种衣剂超纫雾化装置、种子抛撤装置和再搅拌装置的设计与应用，既解决了雾化喷头堵塞问题，又提高了种子包衣合格率指标。试验结果表明，种药比调节范围20—120，种衣合格率参95％，种药变异系数≤2．5％，种子破碎率＜0．1％，可满足作物种子包衣的技术要求。     

气吹供种的滚筒式排种器性能的试验研究

针对如番茄、油菜、花卉等小颗粒作物种子外形不规整、流动性差、难于实现精量播种的难题,提出基于气流悬浮理论供种的设计方案,研制了一种气吹供种滚筒式排种器。针对研制的排种器,以番茄种子为试验对象,以种箱气室正压力及滚筒吸孔孔径、滚筒转速为试验因素,进行正交试验,并利用数据处理软件对试验结果进行极方差分析,确定影响排种性能指标的因素优水平、主次顺序及优化组合,合理配置适于取种性能指标的结构参数、工作参数。试验结果表明:气室正压力及滚筒吸孔孔径为影响排种性能指标的主要因素,在滚筒吸孔孔径1.4mm、气室正压力2k Pa、滚筒转速12r/min条件下,排种器的单粒指数可高达92.3%,漏播指数为2.5%,满足穴盘播种的精度与工作效率要求。     

平面床式齿光辊油茶蒲籽清选机研制与试验

为解决油茶果脱蒲后如何把茶籽从果蒲和茶籽的混合物料中清选出来这一难题,基于已有的齿光辊对辊清选技术,通过研究平面齿光辊对辊式清选机构,对齿光辊上移动的物料进行受力和速度分析,并设计扫籽机构和内外板可拆式轴承座,组合成平面床式油茶蒲籽清选机。对该机性能参数进行单因素试验,得出该清选机在齿光辊转速533～602 r/min、齿光辊间隙2.4～2.7 mm时,产量≥2 t/h,破籽率≤1.21%,损耗率≤1.05%,籽中含蒲率≤4.86%。该机为实现高效低损的蒲籽分离提供了技术支撑和设备支持。      

制种玉米与剥皮机构互作过程仿真与试验

针对制种玉米利用大田玉米剥皮机作业籽粒损失大等现象,本文对剥皮过程中制种玉米果穗与剥皮机构间的碰撞和摩擦进行理论分析,得到了影响剥皮效果的主要因素,建立了玉米果穗-剥皮机构系统的离散元与多体动力学柔性模型,利用DEM-MBD联合仿真技术对制种玉米与剥皮机构互作过程进行模拟研究,采用Box-Behnken试验设计原理,以压送器与剥皮辊间距、剥皮辊转速和剥皮辊间隙为试验因素,以果穗平均前进速度和最大受力为试验指标,进行三因素三水平试验,最后进行台架试验和田间试验。理论分析结果表明：玉米果穗沿剥皮辊轴线方向的前进速度和剥皮过程中所受的作用力能够分别表征苞叶剥净率与籽粒损失率;试验结果表明,制种玉米剥皮机构最佳工作参数组合：压送器与剥皮辊间距为32mm、剥皮辊转速为430r/min、剥皮辊间隙为-0.3mm,此时玉米果穗苞叶剥净率为93.33%,籽粒脱落率为1.802%,籽粒破损率为1.203%,机具田间试验与台架试验结果误差小于3%。试验所用剥皮辊满足制种玉米剥皮的性能要求,所用方法能够为制种玉米剥皮机构的改进提供参考。     

油菜排种器的设计与试验研究

北方春油菜多数以条播为主,但此播种方法浪费种子,不能达到油菜的播种要求。为此,以北方油菜种子杂303号油菜种子为试验材料,通过对油菜种子物理特性的研究,设计了窝眼轮式排种器,并对排种器进行静态试验,研究了转速、种子盒内种子容积对排量和破损率的影响。试验表明:窝眼轮转速和种子盒内种子容积对排量和破损率影响显著;窝眼轮转速为35.73r/min时,窝眼轮的排种量随种子盒内种子容积的增加而增大,种子的破损率随种子盒内种子容积的增加而增大;当种子盒内种子的容积占种子盒容积的2/3时,窝眼轮的排种量随窝眼轮转速的增大而减少,种子的破损率随窝眼轮转速的增大而增大。该排种器播种精度高,可满足春油菜的播种要求。