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。     

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。     

气吸式排种装置排种性能试验研究

采用正交试验方法分别就吸种孔直径、气吸室真空度、排种盘转速3个因素对气吸式排种器排玉米种子时的影响进行了试验.通过试验结果分析得出3个因素的最优组合为:吸种孔直径为6mm、气吸室真空度为3.5kPa、排种盘转速为54r/min,此时合格率为92.30%;吸种孔直径对排种性能影响显著,是影响排种性能的主要因素;气吸室真空度在满足吸种要求的前提下,改变真空压力对排种质量影响不大,应保证气吸室压力的稳定性.     

气吸式排种器型孔直径对花生排种性能的影响

对气吸式排种器不同型孔直径的排种盘进行了花生排种试验，找出了型孔直径对花生排种性能的影响规律，并求得最佳型孔直径。     

群组吸孔气吸式芹菜排种器设计与试验

气吸式排种器可实现小颗粒种子的精密排种,但芹菜种子球度较小,且农艺要求一穴多粒,成为芹菜气吸式排种器精量排种的难点。为此本文基于CFD流体仿真,结合多因素、多水平试验分析及验证等方法,设计一种群组吸孔的气吸式芹菜精量排种器。以西芹“文图拉”芹菜种子为研究对象,首先,根据芹菜种子三轴尺寸,确定吸孔形状及尺寸;其次,通过CFD流场仿真研究不同吸孔分布结构下吸孔负压并确定群组吸孔数量;再次,通过理论分析推导确定最低吸种负压;最后,以气室真空度、种盘转速、吸孔分布结构为试验因素,以漏播率、重播率、合格率为试验指标,进行三因素三水平正交试验。通过极差分析和方差分析确定了影响排种性能的主次因素与最佳参数组合。结果表明：气吸式芹菜精密排种器较优组合参数为气室真空度-4 kPa、种盘转速20.75 r/min、吸孔分布结构为正等边三角形,此时播种合格率为88.9%,漏播率为5.1%,重播率为6.0%。田间试验结果为：合格率83.48%,重播率9.15%,漏播率7.37%。本研究实现了气吸式芹菜精密穴播,可为一穴多粒球度较小的小颗粒种子精量排种器设计提供参考。     

气吸式排种装置试验台的设计与研究

为了研究地面激振对气吸式播种机排种性能的影响,设计一台能够模拟地表对播种机的振动试验台,并进行了试验.利用加速度传感器、电荷放大器和磁带机对机器的纵向振动信号进行采集,再将采集的振动信号回放,利用数据分析仪进行分析,得出结论为:播种机振动是一个周期函数,可以用正弦信号模拟;播种机振动的特征频率范围为0～68Hz,振动的最大加速度为25 m/s2,振动最大位移为2.11mm,激振台的激振力为500N.     

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。     

气吸式免耕播种机排种装置的振动试验分析

排种装置作为气吸式免耕播种机的关键部件,其由免耕地表引起的振动对排种性能具有一定的影响。为此,对气吸式免耕播种机排种装置进行了振动分析和基于响应面法的振动排种优化试验。通过振动模型简化和理论分析,由种子振动受力分析得出临界吸附力和临界真空度的计算式。在田间振动测试与理论分析的基础上,利用精密排种试验台进行了排种性能试验。基于响应面法分析的试验结果表明,影响气吸式免耕播种机排种性能指标的因素次序:合格指数主次顺序为振动频率、排种盘转速、真空度;漏播指数主次顺序为真空度、振动频率、排种盘转速。考虑到各因素之间的交互作用和农艺要求,玉米排种的最优参数是真空度为3~3.5kPa,种盘速度为25~30m/s,振动频率为55~65Hz。该结论为免耕播种机气吸式排种装置的性能优化和免耕振动机理的深入研究奠定了基础。     

气吹式排种器气流辅助充种装置的设计及实验

为解决播种机核心部件——气吹式排种器在充种过程中存在的充填速度慢、充填效果不佳等问题,进而达到提高充种效率的目的,设计了气吹式排种器气流辅助充种装置。通过对已掌握资料和实物样机的比较,分析了工作过程原理,在此基础上进行了结构优化。试验分析结果表明,具有气流辅助充种装置的气吹式排种器的排种效果好于一般气吹式排种器,采用气流辅助充种装置充种,间断气流有助于提高充填合格率、充填性能和充种效率。      

气吸振动盘式排种装置工作过程分析与研究

对气吸振动盘式精密排种装置吸、排种过程进行了研究,分析了携种过程中种子颗粒受力,建立了受力模型,推导出带动吸种盘运动的机械手动力学特性要求:随着负压值的增大,机械手临界加速度增加;长度方向吸附的种子最容易发生掉落,机械手设计时应满足长度方向不发生掉落的条件。同时,建立了种子颗粒与吸种盘的碰撞运动数学模型,得出种子颗粒不被碰离吸种盘面板的弹回临界速度与负压值的关系。结果表明:随着负压值增大,种子颗粒弹回临界速度增加;长度方向碰撞的种子最容易发生弹回掉落,当碰撞弹回速度大于临界弹回速度时,种子将脱离气流场约束并弹离吸孔。     

气吸式玉米排种器吸附姿态对投种性能的影响分析

为保证气吸式排种器高速作业状态下投种均匀一致,对玉米籽粒中占据比例较高且长、宽、厚变化较大的大扁形种子进行研究;通过理论分析探明,种子的吸附姿态影响投种稳定性,振动加剧导致投种均匀性不一致;采用DEM-CFD耦合仿真的方法分析了影响投种性能的关键因素——种子吸附姿态,发现不同排种盘角速度下平躺姿态为主要吸附姿态,平躺种子比例越高,合格指数越高,侧躺种子和竖直种子共同影响重播指数和漏播指数;分析了影响投种性能的关键因素——投种时机,研究发现,提早投种状态下种子的主要姿态为竖直和侧躺,正常投种状态下平躺种子占绝大部分,延时投种状态下侧躺种子所占比例较高,合格指数与正常投种比例的变化趋势一致,增大种子平躺姿态的比例可有效提高播种质量。进行了风压和角速度匹配试验,结果表明,排种器在较优作业速度8~12km/h范围内、风压在-4.5~-3kPa区间内,合格指数不低于93.4%,漏播指数不高于4.5%,重播指数不大于3.1%,并通过高速摄像慢速回放得出,种子姿态变化情况与仿真结果一致,从而验证了仿真模拟的准确性。     

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。     

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.     

基于均匀设计的小麦气吸式精密排种器的试验研究

针对小麦精播技术节省种子、减少田间间苗定苗用工、提高农作物产量与品质、减少制种用田等优点,利用气吸式精密排种器的工作原理,进行小麦精密排种器的参数优化设计;研究吸孔直径、风机压力和排种盘转速对播种性能的影响,并确定因素的取值范围;采用均匀试验设计的方法安排试验,建立排种合格指数的回归方程;分析各因素对排种性能指标的影响规律,进行参数优化,对模型寻优得出最优参数组合.试验证明:最优组合好于其他组合,满足了小麦精密播种的要求.     

气吸式排种器卸种机构设计与试验

为解决气吸式排种器因吸孔堵塞、种盘振动较大导致的漏播问题和气流扰动引发的投种不均匀现象,优化设计了卸种机构。改进了卸种机构安装位置,确保排种器在携种区能够对种子有较好的吸附作用,防止飞种,同时减少碰撞和弹跳,使得种子在携种区气室末端脱落的概率相比于改进前降低了1.67%。推导出一种适用于卸种轮和种盘之间配合的齿面曲线,并通过ADAMS仿真的方式,提取啮合力、径向力和轴向力3个指标,模拟验证了卸种轮齿设计的合理性,表明该曲线方程适用于不同种盘和吸孔数卸种轮的设计,其啮合平稳可靠,具有良好的通用性。以卸种机构、前进速度和负压为因素进行3因素试验,通过分析不同速度下卸种机构和负压之间的差异性和试验整体方差,确定了影响合格指数、重播指数、漏播指数的关键因素。选取优化后的新卸种机构进行回归分析,通过回归方程得出所设计排种器在10、12、14 km/h作业速度下的最佳作业参数,并进行了试验验证。结果表明:新卸种机构能够有效提高合格指数、降低高速作业漏播指数和粒距变异系数,在作业速度为10~14 km/h、负压为3.43~3.81 k Pa时,合格指数达到96.8%,漏播指数小于等于2.0%,重播指数小于等于1.2%,各项指标优于国标要求。     

气吸双行错置式玉米密植精量排种器设计与试验

针对大豆-玉米复合密植播种模式下传统气吸式排种器单行种盘高转速作业导致充种时间短、气流稳定性差,难以实现高速精量密植播种的问题,设计了一种气吸双行错置式玉米密植精量排种器,阐述了排种器结构与工作原理,对其工作过程及关键部件进行理论分析,构建充种和投种环节的种子力学模型,确定排种盘内外环型孔排布、投种轮、气室等关键结构参数,并开展单、双气道内负压分布、型孔内气流场特性分析,基于DEM-CFD耦合方法对排种器的排种过程进行仿真分析,以作业速度、气室结构和负压为试验因素,充种合格指数、重充指数和漏充指数为评价指标,优选出最优气室结构。通过台架试验开展不同气吸式排种器排种性能对比试验。试验结果表明,在作业速度为5～10 km/h的高速密植工况下,气吸双行错置式密植精量排种器排种合格指数均大于88.7%,且作业速度为10 km/h时,相较于常用单圆环气吸式排种器合格指数提高5.5个百分点,漏播指数降低5.6个百分点;田间试验结果表明,在作业速度为5 km/h下,播种合格指数为95.7%,重播指数为1.6%,漏播指数为2.8%。提出的气吸双行错置式玉米密植精量排种器在高速作业时拥有良好的排种性能,...     

气吸式排种器排种性能影响因素的分析与试验研究

为了研究气吸式排种器主要部件结构参数和工作参数变化对播种机排种性能的影响,分析了排种盘吸种孔型式、吸种孔直径、气吸式真空度和排种盘转速等参数对排种器排种性能的影响,并进行了结构优化设计和试验分析。研究结果表明:排种盘吸种孔型式、吸种孔直径、气吸式真空度和排种盘转速都对排种效果产生影响,排种盘转速和气吸室真空度对排种效果的影响最显著;对吸种孔直径进行单因素试验显示吸种孔直径在5.5mm时,排种器的排种效果最佳。室内试验台试验得出,排种盘转速和气吸室真空度对排种质量都有影响:在排种盘转速一定时,气吸室真空度越大,对种子的吸附力越大,一次性吸附多粒种子的可能性就增加,就会产生重播现象;当气吸室真空度一定时,排种盘转速越大,排种盘吸附种子的时间就越少,种子越不容易被吸附,就会产生漏播现象。通过方差分析得出:当排种盘转速为35r/min、气吸室真空度为4k Pa时,排种器的排种效果最佳。     

垂直圆盘气吸式排种器攫取种子过程分析

目前,我国玉米精量播种面积较大,其中采用垂直圆盘气吸式播种技术进行播种的较多,但该项技术在高速作业时存在排种器攫取种子效果不佳的问题,即出现少播或漏播的现象.为此,针对该问题开展相关技术研究,从理论上对垂直圆盘式气吸式排种器攫取种子的过程及有关参数进行分析,找出解决该问题的方法,提高机械化作业效率.