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。     

气吸式免耕播种机排种器监测系统设计

排种器是免耕播种机的核心部件,其排种质量直接影响免耕播种机的播种质量。为此,针对免耕地表作业时,出现排种盘漏吸、种子箱架空、导种管堵塞等引起的漏播情况,采用555定时器和CMOS器件,为内蒙古农业大学研制的2BM-5型气吸式精量免耕播种机设计了实时监测系统。该监测系统可使拖拉机驾驶员通过显示器和报警器实时掌握播种情况,能够有效提高2BM-5型气吸式免耕播种机的播种质量。     

JOHN·DEERE 7000型精密播种机的导种管分析

本文根据实测数据,找出JOHN·DEERE 7000型精密播种机的导种管曲线的回归方程,推导出种子在导种管内的运动的速度公式,并求出在导种管出口处的速度V_K及V_K的水平分量V_(KS)。验证了该导种管能适应的最佳播种速度,供设计导种管时参考。     

玉米种子在导种管中运动过程的高速摄像分析

以播种机导种管为研究对象,借助高速摄像技术对玉米种子在导种管中的运动过程进行在线拍摄,描述了指夹式排种盘在3种不同转速下种子落入导种管口的位置变化及运动轨迹,并分析了影响播种机播种均匀性的主要因素.试验研究表明,种子落入导种管口的位置受排种盘转速的影响会产生横向偏移,直接影响种子在导种管中运动轨迹及播种质量.     

旋耕灭茬施肥播种联合作业机导种管设计

针对旋耕灭茬施肥播种联合作业机高位排种、低位投种的作业特点,进行了排种器导种管曲线形状的设计研究。为减小种子与管壁的碰撞,根据排出口种子作向后抛射运动情况,将导种管前段曲线设计成抛物线;为使种子在管内滑行时间最短,同时又具有合适的着地角和着地速度,导种管后段曲线设计成一摆线。台架试验证明:排种轮转速在20～30r/min工作范围内,播种均匀性变异系数最高为13.2%,明显低于国家标准,达到了预期效果。     

气吸式排种器导种装置仿真分析及试验研究

为了提高排种质量及排种器导种性能,对排种器的导种管进行了仿真和试验研究。利用SolidWorks、Edem和origin软件,模拟玉米种子在导种管中运动,得出不同排种盘转速条件下,种子的不同轨迹,再将轨迹、速度数据进行导出和绘制,发现随排种盘转速的增加种子的水平方向上位移逐渐增加,当转速大于27r/min时,种子水平位移出现大幅度的偏移。最后,利用高速摄像进行在线拍摄,并得出不同排种盘转速条件下玉米种子的水平偏移位移不同,并得出不同排种盘转速条件下玉米种子的轨迹方程及方程相关系数,相关系数均大于99%。     

勺轮式排种器设计与大豆种子离散元法排种仿真

排种器作为播种机关键部件,其工作性能与可靠性直接影响播种机整体作业质量。机械式排种器具有结构简单、价格低廉、维修方便等优点,勺轮式排种器作为机械式排种器的一种,在硬度较大、较规则种子播种作业中得到广泛应用。为此,应用Solid Works软件设计了一种勺轮式排种器,应用离散元软件对排种器排种大豆种子进行了计算机数值模拟,得到了排种器工作性能较好的工作参数。由离散元软件计算机数值模拟结果得到:勺轮组合转速为10~13 r/min,排种器种子室内种子数量在1 800~2 100粒时,排种器整体工作性能较好;且适当的振动可提高本设计的排种器的工作性能。该研究为勺轮式排种器的设计与优化提供了一种方法。     

基于DEM的导种管优化设计方法研究

为提高玉米精量播种机播种均匀性,需要合理的导种管引导种子进入种沟,基于离散元法研究玉米精量播种机导种管的优化设计。以零速投种理论为基础,采用运动学能量守恒方程分析导种管主曲线,得到种子在导种管出口处的水平速度方程;基于Isight软件RSM优化模块设计试验,结合所得导种管出口处水平速度方程,以圆弧段夹角α、直线段与竖直方向夹角β、直线段高度h₁、圆弧段半径R为因素,考虑分析出口水平速度及实际农艺种子株距的范围调节,增加排种盘角速度ω为因素,以株距变异系数、出口水平速度为响应设计试验对主曲线参数进行优化求解。在ω为15～45 r/min参数范围下,以出口水平速度小于0.1 m/s,变异系数小于5%进行寻优求解,得到导种管主曲线的最佳参数组合为：α=25°,β=11°,h₁=200 mm,R=625 mm。根据所得最佳参数采用CATIA软件建立三维模型并3D打印进行台架试验,台架试验所得种子变异系数为11.58%、合格指数为98.2%、漏播指数为0.83%、重播指数为0.97%,结果表明导种管主曲线优化设计合理。     

气吹式排种器导种筒设计及试验分析

随着免耕播种的推广,越来越多的播种机采用气力式排种器。由于种子投种方式的改变,需要通过试验验证气吹式排种器导种筒角度对播种质量的影响,确定合理的导种筒角度,从而优化机具设计。     

气吸式免耕播种机排种装置振动测试及分析

为探明免耕播种机在玉米留茬地作业时排种装置振动对排种特性的影响,采用六通道pulse LAN-XI振动测试系统及加速度传感器,分别测试免耕播种机在玉米免耕地不同速度作业状态下排种器的振动特性,并对其进行频域分析,得到振动信号的频谱图。分析结果表明:在免耕播种机作业状态下,排种器的振动主频主要集中在0~10Hz与40~55Hz;随着速度的提高,振动的主频率有所提高,在速度为3.6km/h时振动的主频率是最小的,是适合播种机播种的适宜速度。     

气力辅助充种式花生精量排种器设计与试验

针对花生播种向精准、高速方向发展过程中高速作业状态下花生种子充种效果差的问题,设计了一种气力辅助充种式花生精量排种器,重点设计了排种器排种盘结构和气力辅助充种结构。针对颗粒尺寸大、质量大的花生种子,通过对花生种子在排种器中堆积现象与充种时间进行分析,得出花生高速排种充种过程需增强充种性能,从而提高充种效率。通过对花生种子进行充种原理分析,阐明花生种子充种过程中种子与排种器的运动关系与受力关系,分析充种过程影响因素。通过设计带有导种槽的排种盘和带有辅助吹种型孔的辅助充种结构,分析计算排种盘吸种孔、导种槽的关键结构参数以及辅助吹种型孔参数与排列方式。以充种合格率和充种漏充率为指标,进行三因素三水平组合试验,对试验结果进行多元回归分析,以最优目标进行优化,确定排种盘最佳参数组合为排种器吸种负压5.156 kPa、花生高速播种机前进速度8.007 km/h、扰动吹种正压1.149 kPa,此时,花生充种合格率为95.84%、漏充率为4.06%,能够实现花生种子有效充种。     

单盘双条精密播种机"零速"衩形导种管的设计

大豆"暗垄密"农艺技术能够显著提高大豆产量。为解决单垂直圆盘双条气吸式排种器的输种问题,根据"暗垄密"农艺技术要求,通过对现有播种机导种管的分析,设计了适于单盘双条高速精密播种的"零速"衩形导种管,并提出了"零速"导种管的设计理论,为"零速"导种管设计提供了理论依据。实践证明,"零速"衩形导种管能够实现单垂直圆盘双条排种器的前后分种,并能够左右分条,基本能实现"零速"投种。     

东北黑土地玉米免少耕播种技术与机具研究进展

以秸秆覆盖还田和玉米免少耕播种为主要技术特征的保护性耕作技术是东北黑土地保护与利用的主要技术手段。本文综述了东北黑土区目前主要的玉米免少耕播种技术模式与配套机具,重点对比分析了秸秆覆盖还田条件下种床整备机具工作原理及其技术特点。在阐述现有玉米免少耕播种技术模式及配套装备存在主要问题的基础上,建议重点围绕种床整备、高速精量排种、智能电驱排种、播深智能控制、垄作免少耕播种、农机农艺融合等方面展开深入研究,以期为东北黑土地玉米免少耕播种技术与机具研究提供装备技术支撑。     

玉米直插穴播机强排-强启排种装置设计与试验

在玉米直插穴播机的基础上,针对被动鸭嘴开启过程播种性能受地面高低起伏影响较大的问题,设计了强排-强启排种装置,主要由共轭凸轮、强排-强启排种器等组成。对前进速度补偿机构进行了分析,确定了穴播过程关键时间点,重点对强排-强启排种器的取种轮取种和鸭嘴强制开启2个动作实现进行了位移计算,反求法计算确定共轭凸轮的主凸轮轮廓;取种轮匀速转动能提高取种率,通过计算确定了凸轮从动件运动规律。试验结果表明:该装置传动运行平稳,能完成取种和排种动作,鸭嘴无夹土、无提早排种现象;鸭嘴膜孔较小,鸭嘴播种期间无挑膜、撕膜等问题;玉米直插穴播机的空穴率为1.8%、穴粒数合格率为95.3%、膜下播种深度合格率为88.1%,设计的玉米直插穴播机强排-强启排种装置满足设计要求和玉米播种的农艺技术要求。     

基于EDEM的滚筒式穴播器排种性能仿真与试验*

为探究花生种子外形尺寸、穴播器工作转速及取种器结构参数对滚筒式穴播器排种性能的影响,将花生种子按外形尺寸分为3级,利用离散元分析软件EDEM建立穴播器和种子的仿真模型,模拟不同等级花生种子在不同转速、不同结构参数取种器下排种器的排种性能。仿真结果表明:随着工作转速的增加,穴播器对各级花生的合格指数均呈下降趋势,当工作转速大于40 r/min时,合格指数下降明显;当工作转速额定,侧孔和容腔的尺寸分别为40 mm和30 mm时,对大粒种子的排种性能最优,合格指数为91.37%;侧孔和容腔的尺寸分别为32 mm和25 mm时,对中粒种子的排种性能最优,合格指数为93.07%;侧孔和容腔的尺寸分别为28 mm和20 mm时,对小粒种子的排种性能最优,合格指数为93.02%,可见,种子与取种器的适配性影响排种性能。田间试验表明,在穴播器工作转速40 r/min、取种器侧孔长度32 mm,容腔长度25 mm条件下滚筒式穴播器对各级花生种子的排种性能与仿真变化规律一致,离散元分析方法应用于滚筒式花生穴播器上是可行的,本研究为穴播器的优化设计提供理论依据。     

我国玉米精密播种机械化的现状与发展趋势

玉米精密播种机械化已成为现代播种技术的主要特征和播种技术的主要发展方向,分析了我国玉米精密播种机械化的现状及其影响因素,重点探讨了实施玉米精密播种机械化过程中精密播种机排种器的研究现状及存在的问题,提出了我国玉米精密播种机械化技术应着眼于完善作物育种系统,尽快完全实现种子的商品化;注重玉米精密播种机的精密排种器研究;逐步建立玉米精密播种机械化体系,从生产环节机械化向全过程机械化发展和加强玉米精密播种机械化技术质量的监测工作和监督力度等方面的工作。     

光束阻断式小粒蔬菜种子漏充与堵孔同步检测系统研究

针对气力式排种器直播小粒蔬菜种子时易产生漏充与堵孔的问题,设计了一种光束阻断式小粒蔬菜种子漏充与堵孔同步检测系统。该检测系统调用ARM嵌入式系统的中断资源,采用旋转编码器实时测定排种盘转速,实时调整时间窗口与理论脉冲频率;在时间窗口内采集对射型激光传感器的输出脉冲,计算实际脉冲频率;通过对理论脉冲频率和实际脉冲频率实施运算,同步测定漏充率与吸孔堵塞率,并在触摸屏上显示。选用雪白玉萝卜、中双11号油菜和上海青3种蔬菜种子为研究对象,以排种盘转速和吸室真空度为试验因素,以漏充率和吸孔堵塞率为试验指标,在气力式精量排种器上进行该系统与高速摄像同步检测试验验证。试验结果表明,该系统可根据排种盘转速变化自行调整时间窗口,对漏充判断相对偏差不大于1.67%,对吸孔堵塞判断相对偏差不大于0.95%。该方法能够有效实现小粒蔬菜种子漏充与堵孔的实时同步检测,为解析排种器漏播成因与排种器改进设计提供依据。     

基于ADAMS的手提式玉米播种机排种装置动力学仿真

手提式玉米播种机是目前应用比较广泛的播种设备,而排种装置则是手提式播种机控制播种精度的重要部件。文章利用ADAMS软件对排种装置的结构进行了分析,通过分析结果,优化了排种轮的参数,节约了设计成本。     

小麦宽苗带精量播种施肥机设计与试验

为解决小麦宽苗带播种均匀性差和开沟阻力大的问题,设计了一种窝眼轮式精量排种、内四等分输种管间隔输种的小麦宽苗带精量播种施肥机。对关键部件进行了理论分析,并对旋耕覆土过程进行了离散元仿真研究,在此基础上进行了排种器台架试验和整机田间试验。台架试验结果表明,窝眼轮转速为35r/min时,行内播种均匀性变异系数、各行排量一致性变异系数、种子破碎率分别为9.31%、2.30%和0.38%。田间试验结果表明,窝眼轮式排种器配套内四等分输种管提高了种子在苗带上的分布均匀性,播种均匀性变异系数为11.55%,苗带平均宽度为8.2cm,正转旋耕装置能有效清理苗带、避免秸秆杂草堵塞;利用旋耕抛土原理能够实现对种、肥的分层覆土,播种和施肥平均深度分别为3.2cm和9.4cm,种肥深度垂直间距平均值为6.2cm,变异系数分别为4.15%、2.97%和5.48%,较好地实现了种肥分层,整机设计满足大田播种农艺要求。