【摘要】：播種是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的基本組成部分,播種質(zhì)量是增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的先決條件。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的開展和播種模式的改進(jìn),近年來中國的播種技術(shù)和播種機(jī)械有了良好的發(fā)展。排種器是播種機(jī)的核心工作部件,其特性和工作性能對播種品質(zhì)有著直接的影響。排種器在播種單體上的安裝位置及質(zhì)量、體積受到了嚴(yán)格限制。氣力式排種器具有不傷種、通用性好,能夠滿足播種機(jī)高速作業(yè)等優(yōu)點。該文結(jié)合簡化播種單體,提高播種質(zhì)量,適應(yīng)大豆寬幅高速、窄行密植農(nóng)藝對播種機(jī)的要求,采用滑落吸種、碰撞清種的方式設(shè)計了一種集排式大豆精量排種器。主要研究內(nèi)容如下:(1)采用滑落吸種、碰撞清種的方式,設(shè)計集排式大豆精量排種器。對集排式大豆精量排種器總體結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵部件進(jìn)行設(shè)計,對工作原理和排種器其他結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析介紹,并通過理論計算得到了滾筒直徑、吸孔直徑、軸向吸孔數(shù)和徑向吸孔排數(shù)等結(jié)構(gòu)參數(shù),以及密封裝置氣室安裝鉸接點的位置。(2)對集排式大豆精量排種器排種過程進(jìn)行理論分析。通過對充種過程中種子未被吸附狀態(tài)和已吸附狀態(tài)進(jìn)行受力分析,探究影響種子吸附的相關(guān)因素;利用點的速度合成定理,對下落種子與已吸附的種子之間的相對速度進(jìn)行分析,獲得下落種子相對滾筒速度以其通過吸孔的次數(shù)變化規(guī)律。(3)運用EDEM仿真軟件對集排式大豆精量排種器種子下落碰撞過程開展仿真分析。明確了排種器內(nèi)大豆種群運動規(guī)律,分析了排種器碰撞清種過程的下落種子流的軌跡、速度對已吸附種子的影響。(4)利用JPS-12型排種器性能檢測試驗臺對集排式大豆精量排種器進(jìn)行了排種器單因素試驗和多因素試驗研究,利用高速影像系統(tǒng)為排種器排種過程進(jìn)行動態(tài)影像分析。通過對單因素試驗,得到了導(dǎo)種板間隔寬、導(dǎo)流板夾角等結(jié)構(gòu)參數(shù),氣壓值、作業(yè)速度等工作參數(shù)對排種器排種性能的影響規(guī)律;選擇合格指數(shù)A、重播指數(shù)D、漏播指數(shù)M作為評價指標(biāo),氣壓值、作業(yè)速度作為試驗因素,進(jìn)行二次旋轉(zhuǎn)正交組合試驗。參數(shù)優(yōu)化得出,當(dāng)氣壓值5.2kPa、作業(yè)速度8 km/h時,合格指數(shù)A為98.4%,重播指數(shù)D為1.2%,漏播指數(shù)M為0.45%。并通過驗證試驗對優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行驗證;通過對高速影像分析,獲得排種器排種過程種子的運動規(guī)律。
【圖文】：

圖 1-1 國外機(jī)械式精量排種器Fig. 1-1 Foreign mechanical precision seed-metering device了提高播種機(jī)的作業(yè)速度，50 年代后期國外開始出現(xiàn)氣力式精量排種器[42]，伴隨著種器的出現(xiàn)，精量排種技術(shù)發(fā)展速度大大加快。氣力式排種器具有不傷種、通用性好現(xiàn)播種機(jī)快速作業(yè)等優(yōu)點，逐漸成為精量排種器的研究熱點。國外現(xiàn)有的氣力式排為氣吸式排種器，結(jié)構(gòu)種類多樣，但工作原理基本相同[43]，如圖 1-2 所示。國 Monosem 公司生產(chǎn)的氣吸式精量排種器采用多種材料偶聯(lián)，通過增加攪拌裝置提動性，排種精度高，作業(yè)速度可達(dá) 10 km/h。德國 Amazone 公司生產(chǎn)的氣吸式精量采用凸臺式吸孔的排種盤，具有攪種作業(yè)同時還可以提高清種性能，為了保證排種定工作，采用齒輪形式設(shè)計排種盤外圓，同時該排種盤有多種形式，可以對多種作種，粒距合格指數(shù)高。意大利 Maschio 公司生產(chǎn)的氣吸式排種器結(jié)構(gòu)緊湊，采用雙排種器的清種性能高。美國 Case IH 公司生產(chǎn)的氣吸式排種器通過增加柔性滾輪，種器的清種質(zhì)量，同時降低了清種裝置對種子的破壞；同時排種器還配備攪種撥指輪種群進(jìn)行擾動，提高排種器充種質(zhì)量。美國 John Deere 公司研制的氣吸式排種器，型孔盤和圓孔盤兩種配套系列，型孔盤對種子適應(yīng)性好，降低了所需真空度；圓孔適應(yīng)性更好，但對所需真空度要求較高。美國 Precision Planter 公司研制的 vSet 精，，將排種盤吸孔設(shè)計成凸起圓孔狀，提高了種子流動性，能夠適應(yīng)高速作業(yè)，配合 G

Fig. 1-1 Foreign mechanical precision seed-metering device為了提高播種機(jī)的作業(yè)速度，50 年代后期國外開始出現(xiàn)氣力式精量排種器[42]，伴隨著氣力式排種器的出現(xiàn)，精量排種技術(shù)發(fā)展速度大大加快。氣力式排種器具有不傷種、通用性好，能夠?qū)崿F(xiàn)播種機(jī)快速作業(yè)等優(yōu)點，逐漸成為精量排種器的研究熱點。國外現(xiàn)有的氣力式排種器多數(shù)為氣吸式排種器，結(jié)構(gòu)種類多樣，但工作原理基本相同[43]，如圖 1-2 所示。法國 Monosem 公司生產(chǎn)的氣吸式精量排種器采用多種材料偶聯(lián)，通過增加攪拌裝置提高種子流動性，排種精度高，作業(yè)速度可達(dá) 10 km/h。德國 Amazone 公司生產(chǎn)的氣吸式精量排種器，采用凸臺式吸孔的排種盤，具有攪種作業(yè)同時還可以提高清種性能，為了保證排種盤高速穩(wěn)定工作，采用齒輪形式設(shè)計排種盤外圓，同時該排種盤有多種形式，可以對多種作物進(jìn)行播種，粒距合格指數(shù)高。意大利 Maschio 公司生產(chǎn)的氣吸式排種器結(jié)構(gòu)緊湊，采用雙側(cè)清種，排種器的清種性能高。美國 Case IH 公司生產(chǎn)的氣吸式排種器通過增加柔性滾輪，提高了排種器的清種質(zhì)量，同時降低了清種裝置對種子的破壞；同時排種器還配備攪種撥指輪，用以對種群進(jìn)行擾動，提高排種器充種質(zhì)量。美國 John Deere 公司研制的氣吸式排種器，分別配有型孔盤和圓孔盤兩種配套系列，型孔盤對種子適應(yīng)性好，降低了所需真空度；圓孔盤對種子適應(yīng)性更好，但對所需真空度要求較高。美國 Precision Planter 公司研制的 vSet 精量排種器，將排種盤吸孔設(shè)計成凸起圓孔狀，提高了種子流動性，能夠適應(yīng)高速作業(yè)，配合 GPS等電子測控技術(shù)，實現(xiàn)基于地理信息的變量播種。
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S223.2

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