小粒径种子气力自适应排种系统设计与试验

针对气力式排种器适宜工作负压与工作转速、种子尺寸等因素有关，而现有气力式播种机排种系统实际作业时工作气压为定值设置，不能适时优化调整的问题，以正负气压组合式小粒径种子排种器为对象，设计了一种气力自适应排种系统。该系统采用STM32单片机控制，通过随速调整排种器工作转速、实时监测排种性能，动态调整排种器工作负压，保证了排种器实际工作负压持续保持在实时工况条件下的最优值，实现排种性能的较优控制。台架试验结果表明，气力自适应排种系统在不同作业速度、种子尺寸工况下，排种合格指数均大于92%,漏播指数均小于6%,相较于固定气压设定和开环控制气压调节方法，排种合格指数分别提高9.02、3.84个百分点，重播指数分别降低8.44、1.99个百分点，漏播指数分别降低0.58、1.86个百分点。田间试验结果表明，搭载气力自适应排种系统的播种机实际田间作业时株距稳定性变异系数为14.27%,各行苗数一致性变异系数为7.03%,田间作业性能良好。该研究可为气力式播种机持续稳定单粒精量播种能力提升提供技术参考。     

小粒径种子精量穴播集排器型孔轮设计与试验

针对传统小粒径种子型孔轮式排种器充种稳定性差、易卡种的问题,设计了具有倾斜抛物线型孔和环槽凸台搅种结构的型孔轮,可实现油菜、芝麻和小白菜种子（2±1）粒/穴精量穴播。基于种子物料特性与种植农艺要求,构建了种子充种和投种过程的力学模型,分析确定了型孔轮结构参数对充种和投种性能的影响规律及其取值范围;利用EDEM仿真和高速摄像台架试验获得了型孔抛物线顶点至型孔轮中心距离、焦准距、抛物线倾斜角、宽度系数、侧边倾角及环槽凸台深度的较优值,确定了避免型孔卡种与环槽凸台拖带种子的临界条件,得出了种子物料特性与型孔轮较优结构参数的量化关系。利用JPS-12型试验台开展较优结构参数下华油杂62、航天新芝T31-8和五月慢的排种性能试验,3种类型种子穴粒数合格率为92.00%、90.00%、90.67%,穴距合格率为83.67%、81.83%、82.50%。田间试验表明,华油杂62平均出苗数为1.16株/穴,穴株数合格率89.67%（（2±1）株/穴）,穴距合格率81.54%;航天新芝T31-8平均出苗数为1.15株/穴,穴株数合格率85.77%（（2±1）株/穴）,穴距合格率75.51%;满足油菜、芝麻精量穴播要求,为小粒径种子型孔轮式集排器关键部件的设计提供了参考。     

我国小粒径种子播种技术与装备的应用与研究进展

小粒径种子作物在我国作物种植中有着重要的地位,其播种方式大致可分为育苗移栽和直播两种。本文系统介绍了我国小粒径种子穴盘育苗播种和直播(包括撒播、条播、穴播、精播)技术与装备的研究进展,比较分析了各种播种作业方式的特点,并提出了我国小粒径种子播种的研究与发展方向。     

气吸式小粒径种子排种器吸孔清理装置设计与仿真

针对气吸式小粒径种子排种器在实际工作中经常出现吸孔被种子脱皮、碎屑堵住的现象[1],提出了3种结构的吸孔清理装置。同时,利用Solid Works进行三维建模,FLUENT进行气流场仿真模拟,得出结论:T型结构不利于种子及残渣回落;Y型结构易形成回流,影响种子及残渣的收集;坡型结构导致残渣无法完全落入收集器。最终设计出了一种综合性能最好的吸孔清理装置的结构—半坡型结构,不仅增强了清理效果,而且残渣回落后不易回流进入吸气通道。该设计对避免气吸式小粒径种子排种器排种盘堵塞的问题,保证排种器排种效率,提供了一定的理论参考。     

气吸式精密排种器正交试验优化

采用二次回归正交旋转试验设计,运用JPS-12型排种器性能检测试验台对气吸式精密排种器排种性能进行试验,得到粒距合格指数为72.31％ ～98.17％,漏播指数为0.51％ ～ 18.7％.对试验结果进行回归分析,得出回归方程并用Matlab绘制三维等值线图,得到各个试验因素对试验指标影响的强弱.对试验因素进行优化,得出最优组合:当相对压力为-2.86 kPa,排种盘吸孔直径为5,2 mm和排种盘转速为21 r/min时,粒距合格指数为91.03％,漏播指数为2.98％.     

玉米水平圆盘精密排种器种子破损试验

从水平圆盘精密排种器的工作原理出发，对影响玉米种子破损的因素进行了正交试验，分析了引起种子破损的原因。结果表明，影响种子破损的主要因素是动定盘间隙和推种器弹簧压力。     

轴流泵多目标优化正交试验

为了整体提高轴流泵的水力优化设计水平,找出影响轴流泵性能的主要几何参数,运用正交试验方法,以扬程、效率、轴功率和压力脉动作为试验评判指标,将综合频率分析法应用到轴流泵多目标优化设计中。基于L_9(3~4)正交表得到了9组方案,研究叶片数、翼型、轮毂比和叶片与导叶间距离对轴流泵的扬程、效率、轴功率和压力脉动的影响规律,并通过综合频率分析法确定了一组最佳试验方案。结果表明:该最佳试验方案在设计流量下,水流在叶轮及导叶段中的流态较好,水流流线顺畅,分布相对均匀;轴流泵模型在流量和扬程满足改型要求的同时,效率提高了5.7%;轴功率下降了1.21%;压力脉动系数降低了11%,验证了综合频率分析法在多目标正交优化中的可行性。     

电磁振动排种器的均匀性试验研究

采用数理统计分析和数学建模方法,建立排种盘垂直速度和激振频率的数学模型,分析电磁振动排种盘的垂直速度和激振频率对排种均匀性的影响,并探讨它们对排种器的影响机理,为电磁振动排种器的研究提供重要依据。     

电磁振动排种器的均匀性试验研究

采用数理统计分析和数学建模方法,建立排种盘垂直速度和激振频率的数学模型,分析电磁振动排种盘的垂直速度和激振频率对排种均匀性的影响,并探讨它们对排种器的影响机理,为电磁振动排种器的研究提供重要依据。     

凸头式水稻排种装置性能试验及参数优化

为使排种器的排种性能更好地满足水稻毯状秧苗育秧的播种要求,对凸头式水稻排种器的排种性能及试验进行了探讨。以自行设计的凸头式水稻排种装置为研究对象,选择凸头高度、毛刷间隙和多级链轮传动比为试验影响因素,以凸头每转播种密度和播种合格率为考察指标,采用正交试验设计的方法进行了试验,并推导出播量调节方程。研究结果表明:凸头排种器的最优参数组合为A2B2C3,优化后的参数可以较好地满足播种密度及播种合格率的要求。     

排种器参数优化试验研究

以振动排种器为研究对象,选用弹簧倾角、激振频率、电压、电流4个参数,设计了4因素3水平的正交试验,建立了各行排量一致性变异系数、总排量稳定性变异系数两个指标随4个参数变化的回归方程.通过主因素分析找出了单因素对两个指标的影响较大的因素.同时,通过交互作用分析,找出激振频率和电压、弹簧倾角和电流、电压和电流的交互作用对两指标影响较大.最后,通过优化设计,找到了4因素的最优组合.     

正交试验优化混合酶法提取蓝靛果色素的研究

采用混合酶法提取蓝靛果色素,考察了混合酶用量、pH值、酶解时间及酶解温度单因素的试验,利用正交试验优化了混合酶法提取蓝靛果色素的条件,确定最佳提取条件为:pH值4.0、酶解时间50min、酶解温度40℃、混合酶用量7mg/g,色素提取量为63.24mg/g。     

圆锥形喷头喷雾二维分布均匀性试验研究

喷雾均匀性是喷头性能的重要指标之一,针对圆锥形喷头设计了正交试验,通过直观分析、方差分析和回归分析的方法,研究了喷头类型、喷雾压力、喷头高度对分布变异系数的影响。在喷雾均匀性自动化检测装置上完成试验,结果表明:3个因素的影响显著性由大到小的次序为喷头类型(T)、喷头高度(H)、喷雾压力(P);最优组合为:喷头类型TeeJet D5,喷雾压力0.3MPa,喷头高度250mm。     

稻田绿肥紫云英种子联合收获机设计与试验

为解决现有稻田绿肥紫云英种子收获时存在的割台适用性差、脱粒分离能力弱以及清选除杂能力不强等问题,设计了稻田绿肥紫云英种子联合收获机。对防落荚柔性扶禾割台、纵向杆齿式脱粒装置、风筛式分层控杂清选装置等关键部件进行了参数设计,设计了紫云英机收专用扶禾器和割刀组件;确定纵向杆齿式脱粒装置结构参数（喂入段、脱粒段、排草段长度）,对脱粒元件结构参数、数量及周向分布进行了计算;利用ICEM-CFD网格划分软件和Fluent流体动力学分析软件等对三风道清选装置离心风机转速1080r/min、叶轮直径385mm工作参数下的内部气流场开展数值模拟,并进行试验验证。以降低紫云英籽粒机收损失率、破碎率、含杂率为目标,选择对收获质量影响较大的机具前进速度、脱粒滚筒转速、清选风机转速、鱼鳞筛开度共4个因素,利用Box-Behnken中心组合试验方法,进行四因素三水平响应面试验,使用Design-Expert对试验结果进行响应面分析,通过多目标参数优化,确定最佳工作参数组合为：机具前进速度3km/h,脱粒滚筒转速550r/min,清选风机转速990r/min,鱼鳞筛开度35mm。在此参数条件下进行了田间试验,实测紫云英籽粒损失率为2.35%,破损率为0.22%,含杂率为0.51%,均满足相关标准技术要求。     

基于正交试验的汽车座椅正碰性能结构优化

为了减少乘员在碰撞事故中的伤害,提高座椅的安全性能,结合GB 11551规定性能对座椅结构进行优化设计。分析了座椅子系统台车正碰试验时座椅的传力路径,确定了对假人H点前移量及下潜量有影响的参数及结构,通过正交试验的方法系统分析了各因素对性能的重要程度,同时,提出了一种综合考虑座椅防下潜性能与乘坐舒适性的设计方法,给出了座椅安全性能及舒适性相平衡的设计方案。     

基于正交试验的斜击式水涡轮优化与分析

参考斜击式水轮机结构设计方法,使用正交试验法对JP75卷盘喷灌机水涡轮的主要几何参数进行优化试验,并对优化结果进行相关系数及主成分分析,最后确定影响效率的主要因素及水涡轮最优参数组合.使用优化后的参数建立水涡轮最优模型,并采用CFD数值计算方法对流量为500～900 r/min、转速为18～40 m3/h下优化模型的性能进行计算及分析;在此基础上,分析了水涡轮外特性曲线,优化模型在非设计转速下具有较高的稳定性和高效性.在流量区间内,优化模型最高效率点提升了近31%;研究了水涡轮优化模型的内部流场分布, 相比于原有模型,内部流场更为合理流畅,进口管道内压力分布均匀,且能够形成有效射流,同时,水涡轮叶片的优化设计解决了存在的局部高压区和叶间涡问题;与原有模型进行能量转化率比较,验证了转轮处能量有效利用率明显提升了42.71%.     

基于FEM和正交试验的茶园修剪机刀片的优化

修剪是茶树等经济类树木种植综合管理中的重要环节,切口质量的好坏对其产量和质量具有直接的影响。为降低修剪过程中刀片的剪切阻力、提高切口质量,采用FEM数值方法和APN1211E-U功率分析仪进行了茶树枝修剪的仿真与试验,仿真峰值功耗与试验峰值功耗误差为5.7%,验证了茶树枝修剪仿真模型的准确性。运用该仿真模型对刀片间隙γ、切割速度υ进行了虚拟正交试验,并建立了该参数与峰值阻力的数学模型,得出在刀片间隙γ为0.01mm、剪切速度υ为1.414 7m/s、修剪直径为3.5mm时,茶树枝峰值阻力最小为5.160 7N,为茶园修剪机刀具的设计和优化提供了方法和思路。     

玉米对生种子脱粒机试验

为提高玉米对生种子脱粒率,降低籽粒的破损率,对对生种子脱粒机进行了试验设计.采用玉米品种为美玉3号,进行四因素二次回归正交试验,分析了玉米果穗平均含水率、玉米果穗平均直径、脱粒机钻具直径和钻具锥角等因素对对生种子脱粒率和籽粒破损率的影响,建立数学模型并利用多目标非线性优化理论与方法,优化其参数.以对生种子脱粒率最高和籽...     

Y型网式过滤器多目标优化正交试验

为了提高Y型网式过滤器水力性能和抗堵塞性能,以出口与筒体间夹角、入口缩小比、导流片高度和导流片圆心角为试验因素,采用CFD-DEM耦合和物理试验相结合的方法对过滤器内部的过滤过程进行探究。通过系列数值模拟正交试验结果的极差分析探索各因素对水头损失、中速过流量区域面积占比、颗粒分布相对标准偏差及拦截率4个指标影响的敏感度,结果表明：中、高速过流量区域均集中在出口侧,当出口与筒体间夹角越小时,出口截面积与其呈正相关,且对应中速过流区面积越大,水力性能越好。颗粒集中通过区域与中速过流量区域相对应,入口缩小比的增大使颗粒分布越均匀,抗堵塞性能越好。结构优化参数组合为：出口与筒体间夹角35°、入口缩小比22/26、导流片高度10mm、导流片圆心角90°,其中夹角对综合指标影响最为显著,是结构设计的关键参数。与改进前相比,水头损失减小了36.6%,相对标准偏差减小了43.26%,拦截率提高了3.93个百分点,中速过流量区域面积占比增加了15.77个百分点,表明了优化方案的有效性。研究结果可为网式过滤器的优化设计提供参考。