摩擦型立式圆盘排种器投种装置设计与试验

发布时间：2020-09-17 07:16

　　 精量排种器是实现精密播种的关键部件,其性能的可靠性决定其播种质量。排种器投种过程中种子运动易受到田间作业环境的干扰与种子在接触土壤时会发生滑移、弹跳,影响播种质量。为提高播种质量,本文针对摩擦型排种器设计了一种旋转投种装置,对排种器投种过程进行理论分析,利用EDEM软件对摩擦型排种器投种过程进行仿真分析,利用排种器性能检测试验台和土槽试验台对排种器投种装置进行了对比验证试验和多因素试验研究,主要研究内容如下:(1)根据零速投种原理与摩擦型立式圆盘排种器的整体结构,确定投种装置的总体设计方案,阐述了排种器及投种装置的工作原理。通过对投种装置内的种子进行运动分析,建立了种子的运动模型,获得了大豆种子相对投种管位移、速度、加速度及法向力随投种管转动角度的变化规律。(2)根据种子的基本物理参数及其在投种管内的运动规律,设计了投种装置的关键部件。由种子尺寸及排种器的结构确定了投种管的长度与截面参数;由种子相对位移随投种管转动角度的变化规律,确定排种口的位置与长度参数;对排出投种管外的种子进行运动分析,由种子自由下落运动规律确定投种凸轮的位置与长度、投种开关的初始角等结构参数,得到排种口长度为30 mm、投种开关初始角为45°以及投种凸轮长为65 mm等参数。(3)利用EDEM离散元软件对摩擦型立式圆盘排种器投种装置的工作过程进行仿真分析。通过单因素预试验选取仿真因素及其范围,获得了排种器转速、投种摩擦力、投种初始位置对排种器合格指数、变异系数的影响规律。采用二次正交旋转试验方法,以排种器转速、投种初始位置、投种摩擦系数为试验因素,建立以合格指数、变异系数为响应指标的回归方程,探索了投种装置投种最佳工作参数组合,为后续排种器的试验研究提供参考。为验证基于离散元仿真的排种器投种装置优化设计的准确性,运用精密排种器性能检测试验台架进行单因素试验,检验设计合理性,对仿真得出的工作参数及结构参数进行单因素验证,试验验证了仿真结果准确可信。(4)对投种装置作业性能进行全因素试验测试,寻求投种装置的适应范围,分析各因素对性能指标的影响,并利用高速摄影系统对排种器投种过程及种子下落运动情况进行动态影像分析,探究排种器投种工作性能,由试验结果可知,投种高度50 mm、株距60 mm、前进速度2 m/s时,排种器合格指数为96.0%,重播指数为1.6%,漏播指数为2.4%,变异系数为8.4%,可以满足精密播种要求;对摩擦型排种器投种装置进行对照试验,验证了投种装置可有效提高排种器投种性能。
【学位单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S223.2

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本文编号：2820414