气吸式排种器吸孔气流场的有限元分析

运用ANSYS有限元分析软件对影响气吸式排种器吸种效果的吸孔气流场进行了仿真和试验研究。仿真分析了吸孔形状、孔径及吸种导程对吸种效果的影响,并在排种器试验台上对仿真结果进行了验证。结果表明:吸孔直径越大,吸种效果越好;锥形孔的吸种效果优于直孔和沉孔;吸孔导程对吸种效果影响不大,只起到了调整和稳定气流的作用。     

玉米精播机圆管式气吸排种装置试验研究

提出了一种适用于玉米精播机的圆管式气吸排种装置,介绍了结构和原理.通过实验研究分析了吸种管转速、吸种孔孔径和真空度对排种效果的影响.与目前普遍采用的垂直圆盘气吸排种器相比,圆管式气吸排种装置结构简单、转动力矩小,可降低滑移率,简化了气路结构,减少了气压损失环节,可以降低负压风机功率.     

吸盘式精密排种装置吸种过程气流场中种子受力研究

运用计算流体动力学软件Fluent研究了吸种区域气流场中的种子颗粒受力。选取相对压力、吸孔孔径、种子与吸孔的距离、种子姿态4个因素进行正交仿真试验,分析排种装置工作参数对气流场中颗粒受力的影响。建立了种子颗粒在气流场中受力数学模型,得出影响种子颗粒受力的因素主次顺序为:种子与吸孔的距离、种子姿态、相对压力、吸孔孔径。吸孔吸附距离范围为0.34~1.90 mm。在精密排种装置试验台上进行试验,试验结果与理论分析基本吻合,表明了所建模型的正确性。     

大豆播种机偏置双圆盘气吸式排种器

设计了一种大豆播种机偏置双圆盘气吸式排种器。通过分析偏置双圆盘气吸式排种器取种、排种作业原理,对其关键部件进行了设计、优化。以排种器播种吸盘转速、气流运动速度为试验因素,漏播率为试验指标分别进行单因素试验和二次通用旋转组合试验,运用Design-Expert软件得出回归曲面并建立数学模型,得出最佳因素组合为气流速度220 m/s、排种器播种吸盘转速100 r/min,此时漏播率为2.72%。     

气吸式水稻直播排种器参数设计与优化

根据水稻直播农艺要求,确定了气吸式圆盘排种器相关部件参数的取值范围,采用均匀试验设计方法进行了排种性能试验研究,并分析了吸孔孔径、孔数、排种盘转速和气室真空度对合格指数、漏播指数及重播指数的影响,建立了排种器性能指标与相关参数的数学回归模型;在单盘单排孔气吸式排种器试验研究的基础上,研制了新型双盘气吸式排种器,并进行了排种性能试验.结果表明:影响水稻气吸式排种器合格指数的因素依次为气室真空度、排种盘转速、吸孔孔数和孔径,优化参数为:孔径2.2～2.4mm、孔数为54个、转速不超过65rpm和真空度在2.8～3.6kPa时,可以满足水稻芽种直播作业要求.结果对完善排种器设计、提高排种性能具有实际应用价值.     

气吸振动式精播装置吸种气流场分析及其改进

首先计算了气吸振动式穴盘精密播种装置吸种部件吸种气流场最大马赫数,得到吸种气流场为不可压缩气体的定常流动;根据气体动力学点源理论及其迭加原理,得到了吸种气流场的组织结构分布及其相应的数学模型,对该播种装置的设计具有理论和实践指导意义.同时,从提高吸种部件吸种和固种能力应用的角度,对播种装置的机械结构提出了改进设计原则和方案.     

提高气吸式垂直圆盘排种器性能的研究

通过对垂直圆盘气吸式排种器种子吸附过程的计算分析,找出了传统计算排种器真空度公式的不足,给出了新的计算方法。理论分析指出:减小种子与吸种盘之间的相对速度可以提高垂直圆盘气吸式排种器对种子的吸附能力,从而提高排种器的工作效率。在此基础上,设计了能够提高种子初速度的装置—助吸销。经试验证明,该装置能够高效与可靠地工作。     

气吸式水稻育秧整盘播种机吸孔流场模拟与播种试验

以2BZQZ-300型水稻育秧播种机播种气室为研究对象,建立了不同孔径吸孔的局部吸种模型,运用Fluent软件对吸孔在空载工况、种子被横向和纵向吸附的负载工况时吸孔周围流场特性进行数值模拟,对其播种性均匀性进行了验证试验。结果表明:在空载和负载时,气室下部吸孔的上下负压区相对压力分布均匀,气室内吸孔之间的气流没有明显干涉;种子被横向和纵向吸附时,种子表面的气流主要集中于吸孔与种子间;随着吸孔直径增加,种子表面的有效受力面积基本呈线性增加,种子被横向吸附时有效受力区域的相对压力随孔径增加明显升高,而种子被纵向吸附时有效受力区域的相对压力变化较小,种子被横向吸附时受到的表面力明显高于纵向吸附时的表面力,有利了提高吸种率和携种稳定性。播种试验表明,播种后水稻种子在秧盘内分布均匀,总体播种均匀性系数为94.9%。     

2BQM-2型播种机气吸式排种器气流场的分析与试验研究

针对2BQM-2型播种机气吸式排种器真空度、吸孔数和排种盘转速3个因素不同水平下的气流场进行分析,并对排种器进行性能试验。气吸室及管道气流场有限元分析显示:不同真空度及负压区孔数形成不同的气流速度场。真空度越大,入口平均速度越大;负压区孔数越多,入口平均速度越小;弯管接头采用90°光滑圆形弯管对管道气流场影响最小。单因素试验结果表明:排种器真空室适宜真空度范围为-3~-5k Pa。当真空度为-3k Pa时,排种盘转速在30~45r/min范围内,排种质量比较好;气吸室负压区孔数对排种器排种质量影响不是很明显。三因数三水平正交试验结果表明:影响排种性能的主要因素是真空度,其次是排种盘转速,负压区孔数对排种性能的影响最小。当真空度为-4k Pa、排种盘转速为35m/s和负压区孔数为15时,排种质量最好,是排种器正常工作时的最优组合。     

垂直圆盘气吸式排种器的理论分析与研究

排种器是播种机的核心部件,其可靠性和稳定性直接影响播种质量。为此,针对垂直圆盘气吸式排种器,分析了其结构及工作原理,应用理论解析方法对种子在工作时进行了受力分析,并对种子随排种盘运动和种子脱离吸种孔时的运动进行理论探讨,找到影响垂直圆盘气吸式排种器工作的主要结构参数,且推导出相应公式,为播种机工作参数的设定提供了理论支持与依据。     

玉米种子力学特性的有限元分析

在建立玉米种子几何模型与有限元计算模型的基础上，通过有限元分析方法对玉米种子在压载作用下不同作用部位的应力分布进行了分析，获得了玉米种子在不同施力部位压载作用下的微观力学性质，从而为深入研究玉米种子的力学性质、损伤机理、优化脱粒机械提供理论依据。经模型计算和试验结果相比较，得出种子的宏观破裂位置和破裂方向与模拟结果相吻合，种子的宏观破裂是由内部裂纹引起。     

莲子受力有限元分析

建立了莲子受静态正压力的有限元分析模型,设定了短轴方向加载集中力、加载均布的线载荷、加载一定区域内的面载荷3种受力工况,对莲子在该3种工况下的应力、应变情况进行分析计算。分析结果表明,最佳脱壳的施力方式是在莲子短轴方向加载沿长轴均布的线载荷,这时莲子的应力、应变分布有一定方向性,有利于裂纹扩展,使莲子有效脱壳,从而为脱壳设备的研制提供了参考依据。     

基于EDEM-CFD耦合的内充气吹式排种器优化与试验

针对内充气吹式排种器对圆形种子适应性差、排种效果不佳的问题,对内充气吹式排种器进行优化设计,为增强种子充填容积和气流压附力在型孔底部开设不同结构的槽孔。基于离散单元法理论建立玉米籽粒粘结颗粒模型,运用EDEM-CFD耦合分析方法,以型孔内种子在排种盘转动过程中所受的曳力值为指标,在入口风速为30 m/s、前进速度为8 km/h的工作条件下对3种不同型孔结构排种盘进行圆粒种子排种效果的耦合仿真,分析排种过程中圆粒种子所受曳力的变化情况及清种和压种性能。仿真结果表明:同一排种盘中,因大圆粒种子迎风面积大于小圆粒种子,所受曳力均大于小圆粒,迎风面积大的颗粒更易被清出型孔;径向内开方孔盘型孔内气流对颗粒的曳力及压附力均较大,且增大了型孔对种子在径向方向的充填容积,该盘对圆粒种子及混合种子的工作效果均较好。为验证仿真结果进行台架试验,当前进速度为8 km/h时进行3种排种盘工作压强的单因素试验,结果表明,径向内开方孔盘合格率随工作压强的增大而增大,当工作压强大于5.5 k Pa时,合格率超过95%,明显优于其他2个排种盘;对径向内开方孔盘进行前进速度为4~12 km/h、工作压强为4~8 k Pa的双因素试验,结果表明,合格率随着前进速度和工作压强的增大而增大,针对不同前进速度,当工作压强高于6 k Pa时,合格率接近96%,漏播率低于1%。     

丸粒化玉米种子薄层干燥的数学模型

采用多元线性回归分析程序,将常见的谷物薄层干燥模型化为线性模型。在对丸粒化玉米种子进行三因素三水平干燥试验的基础上,通过试验数据的分析,对不同风温下的干燥曲线进行模型比较,经拟合得出适合丸粒化玉米种子的数学模型为Page模型。丸粒化玉米种子干燥特性不同于非丸粒化种子,丸粒化种子有其薄层干燥方程。该模型能较好地预测各干燥阶段的干燥速率及含水率,确定合理的干燥工艺以便调控干燥环境,达到高效低耗的目的。     

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。     

YZ4DE柴油机气缸盖螺栓沉孔深度对凸轮轴孔的影响

以YZ4DE柴油机的凸轮轴孔为研究对象,利用PRO/E三维软件和HyperMesh软件建立结构的实体模型和网格模型,采用3种不同的方案用ANSYS软件进行计算,从而得出不同气缸盖螺栓的沉孔深度对凸轮轴孔的影响。计算结果表明:沉孔深度越大,凸轮轴孔的受力变形越大。这一结论可以给设计人员在设计气缸盖螺栓沉孔深度的过程中提供一定的技术支持。     

双工位马铃薯切种装置的仿真设计与制造

目前,马铃薯的块茎的切种工作仍以人工为主,耗时长,成本高,因此研制了一种小型、高效的双工位马铃薯块茎切割装置.利用UG、ANSYS和ADAMS等软件对机器进行三维模型的建立、有限元和仿真运动分析,并制造实物样机,验证装置实际操作的可行性.试验结果表明:使用该装置所得的马铃薯种子合格率达到98％,且相同时间切种数量远高与...     

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。     

扰动促充机械式绿豆精量排种器设计与试验

我国绿豆种植机械化水平较低,多采用撒播或条播,良种浪费严重,针对该问题并结合种植地块小且分散,每穴2～3粒的农艺播种要求,设计了一种采用凹型携种孔兜种、导种槽促进充种、毛刷清种护种的扰动促充机械式绿豆精量排种器。分析了扰动促充力学关系,确定了导种槽、携种孔和清种毛刷参数的设计方法。采用离散元软件EDEM仿真优化方法,以携种孔的结构尺寸参数为试验因素进行了三因素三水平的正交仿真试验,确定了较优的携种孔参数组合为：携种孔长度10.5mm、宽度6.5mm、深度5mm,对较优参数组合进行了验证试验,试验结果表明排种器的最优充种指数为96.05%,合格充种指数为1.64%,漏充指数为1.57%,与仿真优化结果一致。为考察排种器对速度的适应性,进行了速度单因素试验,试验结果表明作业速度小于等于8km/h时,合格指数大于90%,漏播指数小于5%,重播指数小于2%。为验证排种器对不同品种绿豆的适应性,进行了品种适应性试验,试验结果表明所选绿豆品种的合格指数大于95%,漏播指数小于5%,重播指数小于3%,均满足设计要求。     

负压驱动水稻精量直播排种器设计与试验研究

为满足目前农户和育种专家对水稻精量穴直播的农艺种植要求,减少育秧插秧环节的人工劳动强度,采用储种仓预充种、负压多孔吸种、高压气力排种与清堵等多种方式和技术,设计开发了一种气力圆盘式水稻穴精量直播排种器,并采用有限元分析软件Fluent15. 0分析了吸种孔的孔径、吸种盘厚度的对气室内部压强、气流速度的作用,进而研究对排种性能的影响。将开发的排种器在自行改造的试验台架上进行了正交试验,研究了吸种孔的尺寸、圆盘转速、负压真空度对排种器排种性能的影响。结果表明:影响排种器排种性能的主次因素依次为:吸种孔直径尺寸、吸种盘的转速和气室的真空度,确定了排种器较为合理的参数:对于圆柱型吸种孔,孔的直径为1.4 mm、转速为30～35 r/min、气室负压值为1. 2～1. 4 k Pa时达到育种要求。同时,对优化后的排种器(吸种盘转速35 r/min、吸种孔直径1. 4 mm和气室负压值1. 4 k Pa)进行台架试验,结果表明:播种合格率为84. 22%,重播率为8.81%,漏播率为5. 97%,满足JB/T 10293-2013《单粒(精密)播种机技术条件》中的参数指标。