油菜直播機(jī)精量排種器氣力系統(tǒng)負(fù)壓特性及其控制策略研究.pdf

1、油菜是我國主要油料作物，種植機(jī)械化對其產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展有著重要意義。本課題針對2BFQ系列油菜精量聯(lián)合直播機(jī)精量排種器氣力系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)時受負(fù)載的變化、地表特征等要素的影響，難以保證排種器負(fù)壓處于理想工況的現(xiàn)實(shí)問題，開展油菜直播機(jī)精量排種器氣力系統(tǒng)負(fù)壓特性及其風(fēng)機(jī)參數(shù)匹配設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究，提出了一種穩(wěn)壓控制策略及其配套系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)精量排種器氣力系統(tǒng)負(fù)壓特性分析。開展油菜直播機(jī)精量排種器氣力系統(tǒng)負(fù)壓特性試驗(yàn)

2、研究，明確系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作參數(shù)對排種器氣室負(fù)壓的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:單個排種器氣室周向不同測量點(diǎn)負(fù)壓平均值差異不顯著，變異系數(shù)在1.32％以內(nèi)，氣室負(fù)壓分布均勻性好，與仿真研究結(jié)果一致;排種盤轉(zhuǎn)速對氣室負(fù)壓平均值影響不顯著，排種器氣室負(fù)壓波動周期與排種盤轉(zhuǎn)過一周的時間相同，排種盤轉(zhuǎn)速越快氣室負(fù)壓的波動頻率越大;排種器氣室負(fù)壓絕對值隨排種器數(shù)量增多而遞減，隨風(fēng)機(jī)額定功率、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速增大而增大。
　　(2)風(fēng)機(jī)參數(shù)匹配建模。借助1st

3、Opt軟件，建立了2BFQ系列直播機(jī)的排種器數(shù)量、風(fēng)機(jī)最大風(fēng)量與排種器負(fù)壓間的風(fēng)機(jī)選型模型，由該模型確定設(shè)定排種器數(shù)量的風(fēng)機(jī)額定功率選取范圍，模型決定系數(shù)為0.99、驗(yàn)證相對誤差在-8.23％～6.62％以內(nèi);并構(gòu)建了排種器負(fù)壓與排種器數(shù)量、風(fēng)機(jī)額定功率、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速關(guān)系模型，決定系數(shù)在0.92以上，通過該模型確定設(shè)定排種器數(shù)量所選風(fēng)機(jī)的工作轉(zhuǎn)速，模型驗(yàn)證相對誤差在-6.12％～8.25％以內(nèi)。臺架與田間驗(yàn)證試驗(yàn)表明所構(gòu)建的精量排種器氣力系

4、統(tǒng)風(fēng)機(jī)參數(shù)匹配數(shù)學(xué)模型及求解可應(yīng)用于2BFQ系列油菜精量直播機(jī)精量排種器氣力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和參數(shù)的確定。
　　(3)田間作業(yè)時風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速測試與分析。直播機(jī)田間作業(yè)時，拖拉機(jī)同一檔位及不同檔位下風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化范圍為2340～3000r/min，同一作業(yè)過程中風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速波動變異系數(shù)在4.38％以內(nèi)，不同作業(yè)過程風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速波動變異系數(shù)在9.20％以內(nèi);存在風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時排種器氣壓絕對值偏大，使重播指數(shù)快速上升、合格指數(shù)快速下降降低播種質(zhì)量問題。

5、r>　　(4)穩(wěn)壓控制策略設(shè)計(jì)與分析。提出了一種穩(wěn)壓控制策略及其配套系統(tǒng)，用于調(diào)節(jié)直播機(jī)精量排種器氣力系統(tǒng)氣壓使其在要求范圍內(nèi)，同時穩(wěn)壓控制系統(tǒng)能通過釋壓降低風(fēng)機(jī)工作載荷提高其使用壽命。結(jié)果表明，風(fēng)機(jī)在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，穩(wěn)壓控制系統(tǒng)能將排種器負(fù)壓、正壓偏差率分別降低109.67％、44.5％，使其保持在直播機(jī)作業(yè)要求范圍內(nèi)，排種量變異系數(shù)減小2.68％，該控制系統(tǒng)可有效解決排種器氣壓絕對值偏高問題、提高排種穩(wěn)定性，且調(diào)壓響應(yīng)性及穩(wěn)定性較好