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。     

勺轮式玉米排种器运动机理的研究

勺轮式玉米排种器以勺轮上的舀勺为排种元件,应用多力联合充种的原理,从充种的角度阐明其排种元件的位置和结构特点,分析玉米籽粒在排种器中的不同状态。本文重点分析了依靠重力、摩擦力、离心力和玉米籽粒间的挤推力以填补空间、相向速度差和同向速度差3种途径进行充种的方式,并运用EDEM软件验证玉米籽粒在排种器的不同状态和充种方式,探究玉米籽粒在排种器中的运动轨迹。结果表明:玉米籽粒的运动状态、充种方式、运动轨迹和理论分析一致,可为勺轮式玉米排种及其关键部件的优化设计提供参考。     

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。     

基于EDEM的链勺式平贝母排种器仿真试验研究

针对现有平贝母播种技术播种不均匀问题,设计了一种播种均匀性良好的链勺式平贝母排种器,利用离散元仿真软件(EDEM)并采用三因素五水平正交法进行排种器工作过程模拟,分析了不同机车行走速度、排种链转速、勺的直径对10 cm内种贝数量的合格率的影响。仿真结果表明当机车行走速度为1.99 km/h、排种器转速为33.31 r/min、勺的直径为40 mm时排种性能较好。为验证排种器的工作性能,进行了田间试验,10 cm内种贝数量的平均合格率为92.71%,结果表明链勺式平贝母排种器的播种均匀性好,满足平贝母播种要求,为平贝母播种器的研制提供理论参考。     

轮勺式半夏精密排种器设计与试验

针对半夏种子形状不规则、表皮易破损造成播种中充种困难、易伤种等问题,在测定半夏种子物料特性的基础上,设计一种轮勺式半夏精密排种器,分析了半夏种子在充种区和清种区的受力情况,阐述了轮勺式精密排种器的工作原理。通过离散元单因素仿真试验,对排种器的种勺数量、取种轮转速、种层高度以及种勺型孔半径进行分析,并以取种轮转速、种层高度和种勺型孔半径为试验因素,以合格指数、重充指数、漏充指数为试验指标,进行了二次回归正交旋转组合台架试验,建立3个指标的回归模型,并利用回归模型进行排种器的设计参数优化。试验结果表明：影响合格指数的主次顺序为取种轮转速、种层高度、种勺型孔半径;当种勺型孔半径为7.5mm,取种轮转速为17.0~19.0r/min、种层高度为123.0~133.0mm,合格指数大于95.5%、漏充指数小于1.0%、重充指数小于3.5%,满足中药材半夏种植要求。     

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。     

玉米勺式排种器变速补种系统设计与试验

针对玉米勺式排种器出现的漏播问题,设计了一种变速补种系统,该系统采用光电传感器在偏离出种口20°位置进行提前检测,漏播发生时由步进电动机改变排种器转速越过空种槽达到实时补种的目的。为了使变速补种系统具有通用性,选取具有一定代表性的玉米籽粒外形形状品种:久龙5号(球形)、九单57(锥形)和郑单958(矩形),以不同转速作为试验因素,运用EDEM软件和排种器性能试验台进行排种性能研究。仿真结果表明:当转速不超过23.1 r/min时,排种性能受变速影响不超过2%,在转速达到27.7 r/min时,变速种子抖落现象明显;在转速达到32.3 r/min时,变速时种子会出现严重的抖落现象;试验结果表明:具有变速补种系统的勺式排种器转速处于13.9~23.1 r/min时,漏播率不超过1.4%,平均补种率达到89.95%,播种率达到98.7%。在转速为27.7 r/min时,比不具有变速补种系统的勺式排种器漏播指数降低10.4%,补种效果最为显著,在转速达到32.3 r/min时,补种效果不显著;3种玉米品种的排种性能优劣次序为:球形、矩形、锥形。     

基于ADAMS的勺式玉米精密排种器的优化分析

在利用Pro/E软件建立勺式玉米精密排种器三维实体模型的基础上,运用ADAMS仿真分析软件对排种器进行仿真分析,按照排种器设计参数对排种器性能的影响规律,对排种器进行排种性能试验,同时运用ADAMS软件对试验建立的排种性能指标进行参数优化分析.优化分析结果是:排种器垂直倾角β=23.505°、水平倾角γ=9°、转动角速度ω=6.031 rad/s.     

大豆高速精密播种机凸勺排种器设计与试验

为满足大豆高速精密播种作业要求,设计一种凸勺排种器,阐述了其基本结构和工作原理,利用数值计算方法对其主要部件进行结构设计。利用离散元软件EDEM进行仿真试验,通过单因素试验确定凸勺半径和凸勺倾角的较优取值范围,并且对凸勺边缘结构进行优化试验,发现当凸勺边缘为两侧倾斜时排种性能较优;设计二次正交旋转组合试验,运用Design-Expert 8.0软件进行试验数据处理,建立凸勺半径、凸勺倾角与合格率和漏播率之间的回归模型,获得最优参数组合为凸勺半径6.8 mm,凸勺倾角-9.4°,凸勺厚度2.2 mm,型孔长度14.1 mm,此时合格率达到95.1%,漏播率为0.6%。台架试验结果与仿真结果一致,播种机前进速度在6~12 km/h时,合格率高于93%,漏播率低于3%,满足播种机高速精密作业要求。     

勺轮式排种器播种质量监测系统设计与试验

由于勺轮式播种质量监测系统存在监测精度差检测不准确的问题,基于勺轮式排种器结构特征,以PLC为核心控制器并结合人机交互、光电监测和霍尔效应等原理,设计了勺轮式播种质量监测软硬件系统,实现了对勺轮式玉米精密排种器播种质量进行实时监测的功能.试验结果表明:监测系统播种量监测精度为97.2％,漏播监测精度为85.0％,重播监...     

基于ADAMS的勺式玉米精密排种器的优化分析

在利用Pro／E软件建立勺式玉米精密排种器三维实体模型的基础上,运用ADAMS仿真分析软件对排种器进行仿真分析,按照排种器设计参数对排种器性能的影响规律,对排种器进行排种性能试验,同时运用ADAMS软件对试验建立的排种性能指标进行参数优化分析。优化分析结果是：排种器垂直倾角β=23．505°、水平倾角γ=9°、转动角速度ω=6．031rad／s。     

预切种甘蔗勺链式排种器设计与试验

针对目前预切种式甘蔗排种器普遍存在充种效果差、合格指数低等问题,设计了一种预切种甘蔗勺链式排种器。基于最速降线理论分析和待充蔗种的充种状态分析,阐明了最速降线可提高充种性能的原理;利用EDEM软件进行了单因素仿真试验,分析了不同种勺倾角和种勺数量对充种性能的影响。仿真结果表明,当种勺倾角为30°、种勺数量为15个时,充种性能较好;通过台架单因素试验,对种层高度调节装置和隔离板倾角进行了分析,为充种过程提供了有利条件。以作业速度、排种器倾角、种层高度为试验因素,以合格指数、漏充指数、重充指数为试验指标,进行二次回归旋转正交组合试验,分析了各试验因素交互作用对合格指数的影响。结果表明,当种层高度为360mm、作业速度为1.45~2.37km/h、排种器倾角为9.53°~15.15°时,排种器平均合格指数为95.33%,平均漏充指数和平均重充指数分别为3.11%、1.56%,满足甘蔗种植要求。     

水稻直播机气吹辅助勺轮式排种器设计与试验

为满足水稻直播精量排种的需要,在勺轮式排种器基础上,设计了一种气吹异形孔勺轮式水稻穴播排种器。在确定最佳排种转速与最佳清种方式情况下,用4种不同型孔的排种盘,与不同气吹压力和气吹角度相配合,对培两优98与Ⅱ优8006,2种杂交水稻进行穴播排种试验。试验结果表明:2种稻种在4个型孔下的各项排种指标均达穴播要求,坡状型孔的穴粒合格率和穴距合格率两项指标在4种型孔中最优,梯形孔的穴距标准差和穴距变异系数两项指标在4种型孔中最优。气吹压力范围在1~1.05 k Pa之间,气吹角度在40°~45°之间,4种型孔穴粒合格率可达93%以上,穴距合格率可达92%以上。通过水稻直播机样机田间试验,验证了排种器和直播机设计参数的准确性和整机传动的可行性,排种性能满足水稻穴直播的农艺要求。     

气压组合勺式玉米精密排种器

结合勺式型孔排种器的特点和气吹式排种器单粒留种的原理,设计出一种气压组合勺式玉米精密排种器,并阐述了其基本结构以及工作原理,确定出关键部件的结构参数。根据重播率、漏播率等性能指标在不同的气压下进行了台架试验,试验结果表明:该排种器最佳工作压力低,单粒率高,工作性能稳定,能够适应高速作业的要求。     

转勺式排种器的研究设计

精密播种机的关键部件是排种器,排种器按其工作特性分为气力式和机械式。就其使用性能指标而言,气力式优于机械式。但气力式排种器要有配套的风泵和相应的输气管路,因此,成本要比机械式高50％以上,所以使用气力式精密播种机的为数不多,大部分仍使用改装的精少量播种机。在目前农机经营体制下,如果研究设计制造出一种小型、物美价廉、使用轻便的机械式精量排种器,有一定的现实意义。     

勺式玉米排种器工作原理及动力学分析研究

玉米排种器是玉米播种机的主要工作部件,其结构与性能设计直接影响播种质量。阐述勺式玉米排种器的结构与工作原理,详细分析排种器充种、清种、投种过程中种子的受力情况,以期为该类型排种器的设计与改进提供理论依据。     

窝孔式玉米排种器结构设计与仿真

为了提高窝孔式排种器的播种精度,设计了一款可进行漏播检测并能及时补种的新型排种器。为了提高仿真准确性,以伊单56玉米种子为研究对象,对种子外形进行分类统计,对各种形状的种子进行尺寸测量,并依据三轴尺寸平均值建立仿真模型。对排种器三维模型进行简化后,利用EDEM软件对其工作过程进行仿真。仿真结果表明：排种盘转速为60r/min时,排种精度最高。该研究结果证明了新型排种器的有效性,能够为后续研究提供一定建议与参考。     

玉米精密排种器的试验与优化

按照勺式玉米精密排种器设计参数对播种机性能的影响,对播种机进行排种性能试验,在利用Pro/E软件建立勺式玉米精密排种器三维实体模型的基础上,运用ADAMS仿真分析软件对排种器进行仿真分析,将试验结果同仿真分析优化结果比较,验证了虚拟样机技术在排种器设计中的重要作用.     

勺链式大蒜取种器的优化设计与试验

排种器是播种机的重要部件,很大程度上决定着播种质量。为此,以勺链式排种器为研究对象,基于金乡紫皮大蒜,对取种勺(取种器)的结构尺寸参数进行了优化。样机试验表明:当v=0.25m/s、B=40mm、L1=1 1 mm、L2=2 3 mm、H=1 0、β=5°时,单粒取种成功率为9 5%,漏取率为1.2%,重取率为3.8%,满足大蒜播种需求。该研究为不同品种、级别大蒜取种勺优化设计提供了参考。