水稻水直播往復(fù)撥叉式排種器的研制與試驗(yàn).pdf

1、通過對國內(nèi)外水稻直播排種器研究進(jìn)展進(jìn)行分析，針對水稻機(jī)械化直播種植要求，本文研制出了一種水稻水直播往復(fù)撥叉式排種器，介紹了該排種器總體結(jié)構(gòu)和工作原理。根據(jù)排種性能要求，以水稻芽種物料機(jī)械特性為基礎(chǔ)，利用PRO/E軟件進(jìn)行了關(guān)鍵零部件的設(shè)計、三維建模及虛擬裝配，并完成了排種器樣機(jī)的制作及調(diào)試;在EDEM軟件中建立排種器離散元模型，分析其排種過程，優(yōu)化刮種裝置;完成排種器樣機(jī)試驗(yàn)，分析了排種性能受排種器重要結(jié)構(gòu)和工作參數(shù)影響。
　　主

2、要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)選用禾盛粳1號、黃華占、中9優(yōu)547三種水稻芽種為研究對象，在濕基含水率18％條件下對影響排種性能的水稻物料機(jī)械特性參數(shù)進(jìn)行測定，并對測定結(jié)果進(jìn)行分析。該問題的研究為往復(fù)撥叉式排種器關(guān)鍵零部件的設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)。
　　(2)根據(jù)往復(fù)撥叉式排種器排種性能要求，進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定了其工作原理及動力傳遞路線，完成了關(guān)鍵零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計及參數(shù)確定。設(shè)計了型孔塊、傳動軸、攪種裝置及刮種裝置等部件的

3、結(jié)構(gòu)形式，確定了偏心輪偏心距、撥叉桿最大臨界運(yùn)行速度等參數(shù)。在PRO/E軟件中，創(chuàng)建了排種器關(guān)鍵零部件的三維模型，并進(jìn)行了虛擬裝配及干涉檢查;加工制作了排種器的各零部件，并進(jìn)行了組裝及調(diào)試。
　　(3)借助EDEM軟件建立了往復(fù)撥叉式排種器的離散元模型，對排種過程中稻種的運(yùn)動姿態(tài)及造成重播、漏播的原因進(jìn)行了分析，并對刮種裝置進(jìn)行了結(jié)構(gòu)仿真優(yōu)化。結(jié)果顯示:排種器的排種量與稻種充入充種孔時的姿態(tài)有關(guān);在仿真時間0.47s至0.57s時

4、間段，標(biāo)識稻種顆粒的速度及受力隨時間變化曲線表明其最大速度為0.90m/s，最大受力為81.02N;所有稻種顆粒的平均速度、平均受力及平均位移隨時間變化曲線顯示:所有稻種顆粒的平均速度最大值為0.033m/s;平均受力最大值為0.10N;平均位移為0.008mm。在轉(zhuǎn)速300r/min、充種孔型號Ⅴ條件下，以三種不同結(jié)構(gòu)形式刮種裝置為分析變量，分別對排種器進(jìn)行仿真分析，確定了排種性能指標(biāo)受刮種裝置的影響曲線。結(jié)果顯示刮種裝置為毛刷結(jié)構(gòu)形

5、式時，排種性能最好，合格率、空穴率、漏播率及重播率依次為80.00％、0、8.00％、12.00％.
　　(4)為分析傳動軸轉(zhuǎn)速、充種孔及刮種刷位置對排種性能的影響，開展了往復(fù)撥叉式排種器樣機(jī)單因素試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:充種孔對排種合格率影響極顯著，對排種漏播率、空穴率及傷種率影響顯著，充種孔型號為Ⅳ時，排種性能最好，合格率高達(dá)86.00％,漏播率、重播率、空穴率及傷種率均低于6.80％;隨著傳動軸轉(zhuǎn)速變化，排種合格率、空穴率受到顯

6、著影響，漏播率、重播率及傷種率受到極顯著影響。在轉(zhuǎn)速為270r/min時，排種性能最好;調(diào)整刮種刷的位置對排種空穴率有顯著影響，但對其他性能指標(biāo)影響不顯著。
　　(5)為分析充種孔與轉(zhuǎn)速之間的交互作用對排種性能的影響，開展了雙因素三水平等重復(fù)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明:排種合格率、空穴率及傷種率受型孔影響極顯著，漏播率、重播率受型孔影響顯著;排種傷種率均受型孔、轉(zhuǎn)速及型孔與轉(zhuǎn)速的交互作用的顯著性影響。在充種孔型號Ⅳ，轉(zhuǎn)速270r/min條

7、件下，排種器排種性能最好，合格率、漏播率、重播率、空穴率及傷種率平均值依次為86.00％、6.80％、4.13％、3.07％、4.495％。
　　(6)為研究以上三個因素對排種性能影響的主次順序，開展了三因素三水平正交試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明:影響往復(fù)撥叉式排種器排種性能各因素主次順序?yàn)檗D(zhuǎn)速＞刮種刷位置＞充種孔，試驗(yàn)因素最優(yōu)組合水平值為轉(zhuǎn)速270r/min、刮種刷位置3mm、充種孔型號Ⅳ，此時排種合格率為87.33％，漏播率及空穴率均不