Design and Test Design of a Pneumatic Precision Metering Device for Wheat.pdf

1、小麥?zhǔn)侵匾Z食作物，小麥排種器也是人們研究的重點(diǎn)，為了克服傳統(tǒng)小麥播種所帶來的缺點(diǎn)和不足，本文主要目標(biāo)是研制一種氣吸式小麥精量排種器，旨在解決小麥播種時(shí)破損、漏播和播種均勻性問題。該氣吸式小麥精量排種器樣機(jī)在工程實(shí)訓(xùn)中心試制加工，并在實(shí)驗(yàn)室和田間完成排種器性能測試試驗(yàn)，主要性能指標(biāo)有合格指數(shù)、重播指數(shù)、漏播指數(shù)和單位長度播種量。性能試驗(yàn)安排在JPS-12精密播種試驗(yàn)臺上完成，通過機(jī)器視覺系統(tǒng)來檢測在不同工況下小麥氣吸式排種器工作性能，最

2、后將排種器安裝在播種機(jī)上進(jìn)行田間試驗(yàn)驗(yàn)證排種器性能。
　　 為了從理論上分析排種器結(jié)構(gòu)參數(shù)對性能的影響，在排種過程的三個(gè)階段建立動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)方程，分別是吸種階段、護(hù)種階段和投種階段；最后采用流體仿真軟件ANSYS/CFX對排種器負(fù)壓氣室模擬仿真，優(yōu)化氣吸式小麥排種器參數(shù)。
　　 試驗(yàn)結(jié)果表明排種器轉(zhuǎn)速、負(fù)壓以及它們的交互作用對排種性能有極其顯著影響。當(dāng)排種盤轉(zhuǎn)速達(dá)到19轉(zhuǎn)/分，負(fù)壓為2.5kPa時(shí)，排種器合格指數(shù)達(dá)到最

3、高92.98%，重播指數(shù)為2.01%，漏播指數(shù)為5.09%，單位長度播種量比精播量小。當(dāng)排種器轉(zhuǎn)速達(dá)到34轉(zhuǎn)/分，負(fù)壓為4.5kPa時(shí)，單位長度播種量達(dá)到53顆時(shí)，滿足畝播量要求，排種器的合格指數(shù)為89.11%，重播指數(shù)為9%，漏播指數(shù)為1.88%，試驗(yàn)結(jié)果表明該氣吸式排種器可以達(dá)到精量播種的要求。
　　 通過排種過程動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)分析并在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，試驗(yàn)分析表明排種器排種性能受負(fù)壓和轉(zhuǎn)速的影響顯著。當(dāng)負(fù)壓增大時(shí)，

4、排種器合格指數(shù)增加，重播指數(shù)和漏播指數(shù)降低；當(dāng)排種器的轉(zhuǎn)速增大時(shí)，合格指數(shù)降低，漏播指數(shù)增加。通過對排種器進(jìn)行動力學(xué)分析，當(dāng)增加排種盤摩擦系數(shù)tanαg，可以增加排種器的吸種性能，我們可以通過選擇具有較大摩擦角材料來提高排種器吸種性能；同時(shí)增大排種盤型孔孔徑可以增加吸附力，提高排種器的吸種性能。
　　 將氣力式小麥精量排種器安裝在播種機(jī)上完成田間播種，田間試驗(yàn)表明：氣力式小麥精量排種器能實(shí)現(xiàn)小麥精量排種，排種均勻性較好。小麥出苗

5、后測量其粒距，統(tǒng)計(jì)分析其平均粒距為62mm，跟試驗(yàn)室條件下測試粒距64mm基本一致，田間試驗(yàn)排種器平均合格指數(shù)為72.25%，此次數(shù)據(jù)測量重復(fù)十次，其中單次最高合格指數(shù)可達(dá)85.7%。
　　 采用流體軟件ANSYS模擬在不同負(fù)壓條件下，分析排種器負(fù)壓區(qū)氣室內(nèi)壓強(qiáng)變化云圖，仿真試驗(yàn)表明：當(dāng)負(fù)壓值為2.5kPa、3.5kPa和4kPa時(shí)，負(fù)壓氣室內(nèi)云圖跟實(shí)際接近，且氣室內(nèi)壓強(qiáng)云圖較均勻，仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果一致。在實(shí)驗(yàn)室條件下對排種器