基于EDEM的窝眼轮小麦精量排种器排种仿真试验

设计一种窝眼轮式小麦精量排种器,确定该排种器的最佳排种性能参数(窝眼轮转速、型孔倒角、毛刷与排种轮的传动比)。并设计3水平3因素正交试验,对排种器的排种性能进行模拟仿真试验,观察分析小麦种子在排种器中排种、重播、漏播的过程,得出影响排种性能的主次因素,从而确定最优参数,即窝眼轮转速为40 r/min、型孔为30°倒角、毛刷与排种轮的传动比为2∶1,此时排种器的排种性能最优。通过台架试验,验证了仿真试验结果的准确性,对以后排种器性能参数的优化设计提供了可靠的参考。     

基于EDEM的自扰动内勺式大豆精密排种器的设计与试验

为提高大豆精密排种器的充种性能,研究了一款自扰动内勺式大豆精密排种器,通过搅动杆随排种轴的转动提高了排种器勺轮孔内的充种率。研究测量了黄淮海地区常见大豆品种的物理参数,并应用EDEM软件对自扰动内勺式大豆精密排种器进行了仿真试验。结果表明,单粒率最大为97.15%,最小为94.81%;重播指数最大为3.84%,最小为1.95%;漏播指数最小为0.52%,最大为3.64%。台架试验结果显示,单粒率最小为93.31%,重播指数最大为3.92%,漏播指数最大为4.03%,与仿真结果的最小单粒率误差为1.01%,最大重播指数误差为2.08%,最大漏播指数误差为9.68%。说明应用EDEM软件分析自扰动内勺式大豆精密排种器的工作过程是可行的,可以为排种器的优化提供理论基础。     

山地水平圆盘式排种器设计及EDEM仿真试验

为了提高西南丘陵地区玉米种植的机械化建设程度,改善山地玉米人工播种的劳动强度,提高播种效率,设计一种适用于小型玉米播种机的水平圆盘式精量排种器,为提高其排种效率和性能,对排种器的排种性能及结构参数进优化,并用EDEM软件进行仿真验证,设计3因素3水平正交试验并对试验结果进行方差分析,得出排种器的最佳性能组合参数。结果表明,当排种器动排种盘直径为200 mm,动排种盘厚度为10 mm,漏种孔弧长为15.0 mm时,排种性能达到最佳,其合格指数为98.78%。试验结果可为丘陵地区的水平圆盘式排种器研发设计提供参考。     

基于EDEM的窝眼轮式油菜排种器排种性能仿真与试验

【目的】研究不同型孔结构对窝眼轮式油菜排种器种子群扰动及排种性能的影响。【方法】借助离散元分析软件EDEM对3种不同型孔结构的窝眼轮式油菜排种器进行仿真分析,并进行试验验证。【结果】型孔结构对种子群扰动影响明显,种子群扰动量越大充种性能越好;转速在10~50 r·min~(-1)时,种子群扰动最大的30°倒角窝眼轮合格指数为86.6%~95.8%,明显优于不倒角窝眼轮的67.5%~90.6%和半径1.25 mm倒圆角窝眼轮的79.2%~93.5%。各轮对比试验发现,相同转速下,种子群扰动量越大漏播指数越小,型孔囊种空间大小因倒角方式而不同,且囊种空间越大,重播指数和变异系数也越大。【结论】影响各轮排种性能的主要因素是工作转速;由于重播指数较小,故合格指数主要受漏播指数影响;仿真与试验的结果有偏差,但变化趋势及其相互之间关系基本一致,用EDEM对排种器进行仿真分析具有一定可行性。     

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。     

窝眼轮精密排种机构的新型推种器

针对窝眼轮式排种机构因种子水分和受挤压堵塞窝眼容易造成缺苗断垄问题,研究设计一种应用于窝眼轮式排种机构的新型推种器.以提高排种精度,减小种子损伤率和漏播率.     

基于EDEM的倾斜圆盘勺式大豆排种器投种性能优化研究

为提高倾斜圆盘勺式大豆排种器投种稳定性和均匀性,建立投种过程的运动学模型,分析得出排种盘转速和投种角是影响投种性能的主要因素。利用离散元软件EDEM进行仿真研究,设计二因素二次回归正交旋转组合试验,运用SPSS软件对试验数据进行处理,以合格指数和变异系数作为排种器性能评价指标,分别建立其与排种盘转速、投种角的回归方程,利用Matlab绘制三维等值线图,确定了影响合格指数和变异系数的主要因素。对试验因素进行优化计算,得出最优参数组合为排种盘转速41.7 r/min,投种角19.2°,此时合格指数为94.88%,变异系数为12.17%。     

EDEM颗粒体仿真技术在排种机构研究上的应用

为准确研究排种机构的工作过程,真实反映散粒体物料定量分配过程中的复杂力学及运动学规律,引入EDEM颗粒体仿真技术,对一种机械式大豆高速精密排种器进行研究。通过全局变量设置、颗粒模型创建、几何体模型导入、运动属性添加以及颗粒工厂的定义,模拟大豆在排种器内充种、护种、清种、排种等运动过程并获得相关数据。研究表明,该方法所获得的结果与试验数据有很高的拟合度,且具有数据、图表、动画等多种输出方式,可高效、便捷地处理散粒体农业物料精确定量分配问题。     

基于EDEM的勺带式马铃薯排种器充种性能仿真研究

为提高勺带式马铃薯排种器充种性能,基于EDEM仿真软件建立了马铃薯离散元颗粒模型,通过跌落冲击试验与斜面法确定了马铃薯充种仿真试验关键参数;选取排种器倾斜角度、种勺运动速度以及供种速度进行单因素充种仿真试验.结果表明,当排种器倾斜角度75°、排种带速度0.5 m/s及供种速度15个/s时,充种性能最好,此时单粒充种比例...     

自扰动内充种式大豆精量排种器的设计与试验

为提高大豆种子在排种器的活跃度和充种性能,改善大豆播种过程中机械式排种器的工作性能,设计一种自扰动内充种式大豆精量排种器。阐述排种器的结构和工作原理,依据大豆种子的外形特征及主要物理参数,对单粒种子在型孔内的3种主要不同姿态进行分析,确定了排种盘直径为140 mm、宽度为23 mm,型孔长度为7～11 mm、宽度和深度均为8 mm;根据工作原理与结构,分析排种器在充种、清种过程中种子受到扰种片的主要作用以及对排种性能的影响,并与传统结构形式的排种盘进行对比分析。为确定排种器的最佳结构参数与转速,运用EDEM仿真软件,以排种器转速、型孔长度和扰种片长度为研究对象、以排种合格率为试验指标进行正交试验。试验结果表明,影响排种质量的因素大小依次为排种器转速、型孔长度、扰种片长度;排种器最佳结构与工作参数为转速33.8 r/min,型孔长度7.3 mm,扰种片长度7.7 mm,排种合格率为95.3%。台架试验结果表明,最优参数组合下排种合格率为94.8%,与预测值基本一致,相对误差较小仅为0.5百分点,能够满足大豆单粒播种农艺需求。     

基于EDEM的内充式花生排种器排种过程的离散元仿真研究

[目的]寻找排种器的最佳排种转速。[方法]建立内充式花生排种器的离散元仿真模型,采用离散元的基本原理,运用EDEM软件对内充式花生排种器排种性能进行仿真研究,测定3种不同品种的花生种子在不同转速时排种器的排种量、清种起始角及清种终止角的变化趋势。[结果]实际转速为15.7~45.5 r/min时排种量随着转速的增大而增加,但与花生的品种无关;清种起始角和终止角也均随转速的增大而增大,但起始角的增大幅度大于终止角,导致清种区域随转速的增大而减小,实际转速为38.0 r/min时双粒率达到最高值、排种均匀性最好,仿真结果与试验结果变化趋势一致。[结论]基于EDEM的离散元仿真方法分析内充式花生排种器是可行的。     

基于EDEM的种窝可调式内充种花生排种器的设计与试验

为满足不同品种的花生单粒精密播种需求,设计了1种种窝可调式内充种花生排种器,采用种窝调整盘与型孔盘相配合的工作原理,通过人工手动调节可快速调整种窝长度。利用EDEM软件对3个花生品种的种子在该排种器中的不同因素下的仿真分析,并利用MATLAB软件对仿真结果进行处理分析,确定了花生品种、种窝长度和排种器转速是影响排种质量的主要因素,获得了最优组合参数：‘四粒红’‘豫花37号’和‘豫花22号’的最佳种窝长度分别为9、12、15mm,最佳转速为40r/min;台架试验结果表明,在该组合参数下排种器的3个品种的单粒率分别为96.3%、94.6%和95.1%,重播率分别为2.1%、2.3%和2.7%,漏播率分别为1.6%、3.1%和2.2%;各项指标与仿真结果的误差较小,最大误差为2.43%,其结果均符合排种器排种性能标准,能够较好地适应不同品种花生种子的排种需求。     

基于知识的窝眼轮式排种器快速设计

【目的】针对窝眼轮式排种器传统设计中设计工作量大、周期长的难题,对窝眼轮式精密排种器进行基于知识的设计研究,为排种器的快速设计提供参考。【方法】将搜集到的窝眼轮式排种器设计知识,以公式类知识、设计规则类知识、选型类知识、经验型知识和案例类知识进行分类整理并存储在SQL数据库中,在Visual Studio平台和对SolidWorks二次开发的环境下,运用VB.NET开发了整个窝眼轮式排种器快速设计专家系统,并利用三七、油菜、小麦3种作物农艺要求得到系统所设计的窝眼轮式排种器,通过EDEM软件仿真试验对该专家系统进行验证。【结果】在整理研究窝眼轮式排种器设计知识的基础上,基于SQL数据库设计模型库、实例库等并构建窝眼轮式排种器快速设计专家系统。仿真验证试验表明,基于快速设计专家系统设计的三七、油菜、小麦3种窝眼轮式排种器的单粒率分别为95.5%,94.0%和96.0%,说明该设计专家系统具有可行性和可靠性。【结论】知识库与专家系统的建立,使窝眼轮式排种器的部分设计经验得到继承,建立的专家系统能满足窝眼轮式排种器的设计要求。     

基于响应曲面法的窝眼轮式三七精密排种器性能试验

【目的】优化三七窝眼轮式排种器的结构参数,提高排种器的排种性能。【方法】以三七种子为研究对象,选取排种器的型孔数量、型孔直径、型孔深度和窝眼轮转速4个因素进行2次正交旋转组合试验;利用自制土槽试验台测试试验组排种合格指数、重播指数和漏播指数;通过响应曲面法对试验结果进行分析;建立各因素和试验指标的二次回归模型;分析各因素、各因素交互项和二次项对合格指数的影响规律;优化试验因素,并进行试验验证。【结果】影响排种器合格指数的因素主次顺序为型孔直径、型孔深度、型孔数量和窝眼轮转速。当型孔深度为5.4mm,窝眼轮转速为35 r·min-1,型孔数量为12~14,型孔直径为7.7~8.2 mm时,排种合格指数大于90,重播指数和漏播指数均小于5。优化参数后的验证结果与优化结果基本一致。【结论】可通过响应曲面法优化排种器性能。该研究可为三七播种机设计提供理论依据,为三七机械化种植奠定基础。     

气力式小粒径种子排种器推种轮的齿形分析

【目的】针对小粒径排种器在播种时,排种轮窝眼孔堵塞的问题,设计了一种内嵌式的推种装置,其推种轮能够平稳地与排种轮的窝眼孔进行啮合.【方法】通过"反转法"的原理,推导出通用推种轮齿形的曲线方程.【结果】确定了不同排种轮半径R、窝眼孔直径X和数量N所对应的推种轮的齿形曲线,以及基圆半径r、齿数n、最大齿厚角γ、最大推程Δymax和最小推程Δymin等轮齿参数.【结论】依据推导出的齿形公式成功设计出了适用于气力式小粒径排种器的推种装置.     

不同小粒大豆品种豆芽特性比较

利用豆芽机对24份来自吉林省与黑龙江省的小粒大豆品种进行了发芽试验,通过对豆芽总长、下胚轴长度、根长、下胚轴粗以及豆芽产率等指标进行测定和分析,结果表明,不同小粒大豆品种芽用特性差异明显;豆芽产率与豆芽长度、下胚轴长度和根长呈极显著正相关,与百粒重呈显著负相关;筛选出较适合豆芽生产的小粒大豆品种2个,可在豆芽生产和芽用大豆品种改良中应用。     

配置窝眼轮式排种器精播机的种肥量调整

对应大豆"三垄"栽培农艺措施的精播机技术早已比较成熟,其中以配置窝眼轮式排种器的精播机较为普及;但随着农艺措施的不断创新和发展,如黑龙江垦区大豆播种在"三垄"栽培基础上,又创新了"大垄密"、"暗垄密"等播种模式,这就要求对精播机做相应的改装或调整.     

气吹式三七精密排种器充填性能的仿真与试验

【目的】为了满足三七Panax notoginseng的机械化种植需求,减少机械式清种过程中对种子造成的损伤,设计了一种适用于播种三七种子的气吹式精密排种器。【方法】确定了排种器的主要结构参数,并建立了清种过程中的力学模型。通过建立排种器内部流场模型,运用Fluent软件对不同清种风压条件下流场进行仿真分析,验证了清种风压范围。为了检验仿真确定的风压范围的可行性并寻求最佳工作参数组合,选取合格指数、漏播指数和重播指数作为试验指标,作业速度、种层高度、清种风压作为试验影响因素,采用正交试验方法,对排种器进行了台架试验研究。【结果】最优参数组合:作业速度为0.6 m/s、种层高度为90 mm、清种风压为0.5 kPa,此时试验合格指数为90.48,漏播指数为4.24,重播指数为5.28。【结论】该气吹式排种器能够满足三七的播种要求,为进行排种器的田间试验提供了参考。通过试验结果与之前仿真分析的过程对比,清种风压变化对于排种器充填性能的影响一致,验证了利用Fluent模拟确定清种风压的可行性。     

大豆种子与排种器接触物理参数的测定与离散元仿真标定

研究大豆排种过程的离散元仿真参数设置。对大豆种子的本征参数、大豆种子与排种器的接触参数进行标定;测定大豆种子长、宽、高三轴尺寸,自然休止角,千粒重和密度的本征物理参数,测定大豆种子与排种盘、搅种轮和有机玻璃接触的最大静摩擦因数、碰撞恢复系数。以平均误差值为评价指标,应用离散元软件正交试验仿真标定。结果表明,离散元仿真标定的参数设置为:大豆种子三轴尺寸的长、宽、高分别为6.884、6.833、6.292mm,密度为1 272.15kg/m~3;大豆种子与排种盘、搅种轮和有机玻璃的最大静摩擦因数分别为0.449、0.408、0.474,碰撞恢复系数分别为0.561、0.518、0.472,离散元仿真的平均误差值为2.044%。     

油菜气力滚花滚筒式精量集排器充种性能仿真分析与试验

为提高油菜气力滚筒式精量集排器的充种性能,设计1种滚花排种滚筒,确定了滚花排种滚筒的结构参数,构建了充种区强制带动层种子的力学模型。EDEM仿真分析滚花结构、排种滚筒转速和充填高度对种群充填角、拖带角和动力学特性的影响。结果表明:滚花排种滚筒拖带角随排种滚筒转速增大而增大,且大于无滚花排种滚筒;种群充填角随排种滚筒与种群间的摩擦力增加而增加。同时,随排种滚筒转速的增加,种群所受合力、法向力和切向力以及种群速度线性增加;随充填高度的增加,种群所受合力和种群速度线性增加,且排种滚筒转速或充填高度一定时,滚花排种滚筒的种群动力学特性优于无滚花排种滚筒。台架试验表明:当排种器负压为-2 500Pa、正压为500Pa、充填高度为-5mm、排种滚筒转速为30r/min时,合格指数90.10%,漏播指数1.56%;当排种滚筒转速在15~50r/min范围内时,各行排量一致性变异系数和总排量稳定性变异系数分别低于5.5%和2.0%,种子破损率低于0.2%。田间试验结果表明,以滚花排种滚筒为关键部件的集排器能满足油菜播种机技术要求。