氣吸滾筒式精密排種器的優(yōu)化設(shè)計
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摘要
世界各國都很重視精量播種技術(shù)，精密播種可以節(jié)約大量的種子，節(jié)省田間間苗定苗用工，增加作物產(chǎn)量。本文在對國內(nèi)外現(xiàn)有的氣吸滾筒式精密排種器深入研究的基礎(chǔ)上，對原有的設(shè)計進(jìn)行了改進(jìn)并制造了一種新型的氣吸滾筒式精密排種器。該排種器具有以下的特點:首先，對主軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，采用了一根主軸形成兩個壓腔的設(shè)計方法，既保證了同軸度又減少了軸承的磨損，大大延長了軸承的使用壽命。其次，由于采用了彈簧結(jié)構(gòu)，在隔氣板與滾筒內(nèi)壁接觸轉(zhuǎn)動的過程中，減少了因摩擦而導(dǎo)致的磨損漏氣的問題。第三，對種箱進(jìn)行了激振，使種子在種箱中形成“沸騰”狀態(tài)，更有利于滾筒的吸種。
結(jié)合該氣吸滾筒式精密排種器，本文主要開展了以下幾個方面的研究工作:
1.對氣吸滾筒式精密排種器的吸種及排種過程進(jìn)行了理論分析，得到了吸附力、吸種高度、排種誤差、碰撞角和碰撞速度等數(shù)學(xué)模型，并對影響吸排種效果的因素進(jìn)行了分析。
2.運用ANSYS有限元分析軟件對吸孔及正負(fù)壓腔的氣流場進(jìn)行了建模與仿真試驗，結(jié)果表明:直孔的吸種性能比錐形孔和沉孔好:孔徑越大，吸種能力越強(qiáng);吸孔導(dǎo)程對吸種性能無顯著影響;滾筒壁上的吸孔靠近正負(fù)壓腔氣流大的地方，受到氣流的影響也較大。
3.對該排種器進(jìn)行了試驗研究，著重對吸孔的形狀、吸孔的孔徑、吸孔的內(nèi)外壓差、種箱振動頻率、吸種滾筒轉(zhuǎn)速五個關(guān)鍵因素進(jìn)行了分析。運用DPS軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理。通過極差和方差分析，得出了影響試驗因素的主次順序及最優(yōu)組合。
4.運用二次多項式回歸模型，建立單粒率、空穴率與各個顯著因素的關(guān)系式。以油菜種子為試驗對象，經(jīng)過組合選優(yōu)及試驗驗證，當(dāng)吸孔孔徑為1mm，吸孔為錐形孔，吸孔壓差為2kPa，振動頻率為80Hz,滾筒轉(zhuǎn)速為14r/min時，單粒率達(dá)到92%,空穴率為4%。
通過對氣吸滾筒式精密排種器的理論分析、計算機(jī)仿真及試驗研究，得到了一些規(guī)律，為其實際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ).
關(guān)鍵詞:精密播種;氣吸滾筒式精密排種器;有限元分析;理論分析;試驗
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