發(fā)布時間：2020-04-11 09:48

【摘要】：油菜是我國長江中下游地區(qū)重要的油料作物,為降低生產(chǎn)成本,簡化播種機(jī)結(jié)構(gòu),提高各行排種一致性,本文根據(jù)油菜種子的物料特性,研制了一種油菜氣力式多行同盤精量排種器。該排種器內(nèi)設(shè)置有四圈型孔分布于同一排種盤,實現(xiàn)一器四行排種功能,并可通過在排種器負(fù)壓氣室安裝氣壓調(diào)節(jié)片改變負(fù)壓區(qū)氣壓值,同時開展了排種盤上種子間距精度分析評價方法的研究。主要研究內(nèi)容包括:(1)油菜氣力式多行同盤精量排種器的設(shè)計與試驗。設(shè)計了一種油菜氣力式多行同盤精量排種器,開展了不同轉(zhuǎn)速和負(fù)壓組合下的排種性能試驗。試驗確定了不同轉(zhuǎn)速和負(fù)壓條件下的排種性能。排種盤轉(zhuǎn)速在5r/min、10r/min、15r/min、20r/min、25r/min、30r/min時,吸種性能最優(yōu)時的負(fù)壓值分別為-1.1k Pa、-1.25k Pa、-1.35k Pa、-1.65k Pa、-1.8k Pa、-2.0k Pa,并以此建立了各轉(zhuǎn)速對負(fù)壓的回歸模型;排種量多重比較的檢驗表明轉(zhuǎn)速與負(fù)壓對排種量的影響顯著(P0.05)。臺架試驗表明:轉(zhuǎn)速一定,負(fù)壓值變化時,第一行最大排種量為3.17g/min,第四行最小排種量為2.79g/min;負(fù)壓一定、轉(zhuǎn)速變化時,第一行最大排種量為3.96g/min,第四行最小排種量為3.05g/min。轉(zhuǎn)速越高,各行之間的排種量差異越明顯,且排種盤上距轉(zhuǎn)動中心最遠(yuǎn)的一行受轉(zhuǎn)速及負(fù)壓的影響最大。試驗表明油菜氣力式多行同盤精量排種器能滿足油菜精量播種要求,具有各行排量一致性高,破損率低等優(yōu)點。(2)油菜氣力式多行同盤精量排種器排種盤種子間距精度評價方法研究采用氣壓調(diào)節(jié)片在排種器負(fù)壓氣室調(diào)節(jié)負(fù)壓值的大小,開展負(fù)壓區(qū)氣壓值對各行油菜排種性能影響試驗。氣壓調(diào)節(jié)片位于型孔吸種區(qū)(第1行和第2行)的旋轉(zhuǎn)中心,轉(zhuǎn)速為15~20 r/min時,根據(jù)負(fù)壓值的大小,對不同氣壓調(diào)節(jié)片與排種盤之間的間隙進(jìn)行了測量,確定了同吸種和排種的最佳間隙為1mm。試驗結(jié)果表明,轉(zhuǎn)速為15r/min、20r/min時的最佳負(fù)壓分別為-1.15 k Pa、-1.25 k Pa。轉(zhuǎn)速為15r/min時,各行合格指數(shù)分別為91.34%、92.83%、91.7%、90.65%,轉(zhuǎn)速為20r/min時,各行合格指數(shù)分別為89.81%、92.23%、89.86%、92.05%。轉(zhuǎn)速為15r/min、20r/min時,第2行合格指數(shù)能最優(yōu);當(dāng)轉(zhuǎn)速為20r/min時,第1行的合格指數(shù)最低(89.81%)。不同轉(zhuǎn)速下,各行排種穩(wěn)定性和行間排種一致性變異系數(shù)均小于2%,轉(zhuǎn)速在15r/min時比20r/min的排種性能更優(yōu)。排種器氣壓調(diào)節(jié)片精確調(diào)節(jié)方法能滿足精量排種要求,種子無破損,可開展進(jìn)一步的深入研究。(3)三種油菜氣力式多行同盤精量排種器排種盤對吸種一致性的研究為探究氣壓調(diào)節(jié)片、刮種板和負(fù)壓值對排種器各行吸種一致性的影響,開展了不同轉(zhuǎn)速和負(fù)壓下,各裝置對吸種一致性影響試驗。試驗轉(zhuǎn)速在5r/min、10r/min、15r/min、20r/min水平下對應(yīng)最佳負(fù)壓分別為-0.61.2k Pa、-0.91.2k Pa、-11.2k Pa、-1.2k Pa;當(dāng)氣壓調(diào)節(jié)片與排種盤間隙為1mm、2mm,正壓為0.2 k Pa、0.4 k Pa、0.6 k Pa、0.8 k Pa、0.9 k Pa、1k Pa時開展臺架試驗,試驗表明,不同轉(zhuǎn)速下,正壓調(diào)節(jié)裝置的最佳各行吸種一致性變異系數(shù)為0.72%~2.25%,曲面邊緣對排種性能的影響比正壓裝置大,其各行吸種一致性變異系數(shù)范圍為1.87%~2.86%,氣壓調(diào)節(jié)片對排種性能的影響最大,其各行吸種一致性變異系數(shù)范圍為2.24%~3.78%。與正壓裝置相比,氣壓調(diào)節(jié)片和曲面邊緣吸種量較多,其中第1行吸種量變化最明顯;排種盤轉(zhuǎn)速為5r/min、10r/min、15r/min、20r/min時,吸種一致性最優(yōu)時的正壓值為0.8、0.9k Pa、0.91k Pa、1k Pa。(4)負(fù)壓可調(diào)分配裝置排種器性能優(yōu)化排種盤的每個型孔需要一定的負(fù)壓值才能保證種子穩(wěn)定吸附于排種盤上,以完成排種器各行的吸種環(huán)節(jié)。研究了負(fù)壓可調(diào)分配裝置對排種盤各行型孔因負(fù)壓不均勻?qū)е挛N不一致影響的臺架試驗。實驗中,在負(fù)壓值最優(yōu)的條件下,分別對6種開角和6種轉(zhuǎn)速進(jìn)行了試驗,確定了排種盤第1行、第2行、第3行和第4行型孔所對應(yīng)的最佳開角為4°、7°、10°和30°。試驗表明,在同一速度和開角下,增加負(fù)壓可提高各行吸種一致性,各行型孔吸種量隨負(fù)壓開角增大而增加。當(dāng)開角為5°時,第1行的吸種量最大,第4行的吸種量最小;開角或轉(zhuǎn)速增大時,各行排種一致性變異系數(shù)且在1.33%~7.20%之間波動,開角為10°時最優(yōu)。當(dāng)開角為5°、10°、10°、10°、10°、5°對應(yīng)的轉(zhuǎn)速為5r/min、10r/min、15r/min、20r/min、25r/min、30r/min時,最優(yōu)的各行一致性變異系數(shù)分別為3.20%、2.38%、1.33%、2.08%、2.70%和1.94%。試驗表明,開角對排種性能的影響顯著。不同開角下的排種效果優(yōu)于相同開角。轉(zhuǎn)速為5r/min、10r/min、15r/min、20r/min、25r/min、30r/min時,排種均勻性變異系數(shù)分別為2.01%、1.78%、1.89%、1.34%、1.77%、2.45%。(5)田間試驗與分析2017年至2018年分別開展了田間試驗,油菜品種為華油雜62。田間試驗表明,當(dāng)種植密度在每平方米34株至40株時,其株距變異系數(shù)小于20%。當(dāng)每米長度分布植株為9.1株至11.7株時,其株距變異系數(shù)為10%。當(dāng)株距為94mm至110mm時,其株距一致性變異系數(shù)為6.5%。,故合理調(diào)整排種器所需負(fù)壓值和正壓值,可使種子分布更規(guī)律,并減少漏播及降低種子破損率。田間試驗表明,該排種器滿足油菜精量播種的要求。創(chuàng)新點1:設(shè)計了一種四行同盤的油菜氣力式精量排種器,可實現(xiàn)一器四行播種功能,簡化了播種機(jī)結(jié)構(gòu)。創(chuàng)新點2:依據(jù)四行同盤油菜氣力式排種器結(jié)構(gòu)特征,提出了一種排種均勻性評價方法,并建立了排種器轉(zhuǎn)速與負(fù)壓關(guān)系的回歸模型。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S223.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2623448