氣力式水平圓盤馬鈴薯排種器的設(shè)計與試驗研究.pdf

1、馬鈴薯作為世界第四大糧食作物，全球種植面積已達(dá)1946萬hm2，總產(chǎn)3.7億t，是全球糧食系統(tǒng)的重要組成部分。中國是馬鈴薯種植面積最大、產(chǎn)量最高的國家，但單產(chǎn)水平卻與世界平均水平存在著較大的差距。截止2013年統(tǒng)計，我國馬鈴薯單產(chǎn)量15.4t/hm2，低于世界平均水平的18.9t/hm2，而大洋洲的單產(chǎn)水平已達(dá)到40.4t/hm2，是我國單產(chǎn)量的2.7倍。如此大的差距，除了種薯品種的差異外主要原因還有機(jī)械化水平的顯著差異。據(jù)統(tǒng)計我國馬鈴

2、薯機(jī)械化播種水平僅為20％左右，而發(fā)達(dá)國家馬鈴薯播種的機(jī)械化作業(yè)率已超過80％(盧肖平2015)。較低的機(jī)械化程度嚴(yán)重制約了我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此本課題在系統(tǒng)比較和分析國內(nèi)外馬鈴薯機(jī)械化播種技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種氣力式水平圓盤馬鈴薯排種器。該排種器采用間歇輸種與氣力排種相結(jié)合的方式來提高排種性能，降低傷種率。
　　本課題主要研究內(nèi)容包括:
　　(1)試驗樣品種薯的物理機(jī)械特性
　　馬鈴薯種薯物理機(jī)械特性的研究，為

3、排種器結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)的設(shè)計提供了依據(jù)。測得三個樣品種薯的長度大都集中46～60mm、寬度大部分集中在41～50mm、厚度則集中在31～40mm;中薯5號大多呈現(xiàn)圓形，而費(fèi)烏瑞它和華薯2號則主要呈現(xiàn)橢圓形甚至是長條形。種薯的幾何尺寸及形狀參數(shù)將為排種盤及型孔等結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供參數(shù)依據(jù)。種薯的容積密度、粒子密度、孔隙率以及摩擦特性將為種箱的設(shè)計提供重要的參數(shù)依據(jù)。
　　(2)馬鈴薯排種器方案的選擇與設(shè)計
　　設(shè)計了三款結(jié)構(gòu)簡單

4、的機(jī)械式馬鈴薯排種裝置。通過分析比較，最終選擇了對種子適應(yīng)性好、通用性好的氣力式排種原理作為后期排種裝置設(shè)計的方向。最終設(shè)計了一款氣力式水平圓盤馬鈴薯器該排種方式采用間歇輸種與氣力排種相結(jié)合的方式來降低傷種率。以期為馬鈴薯排種器的設(shè)計提供一種新的思路。
　　(3)氣力式水平圓盤馬鈴薯排種器關(guān)鍵部件的設(shè)計與研制
　　對排種裝置的關(guān)鍵部件進(jìn)行了參數(shù)的設(shè)計和計算。由種薯的三軸粒徑確定了輸種鏈條彎板長度為120mm，寬度為12mm，

5、彎折高度選為10～20m以及排種盤直徑為350mm，排種型孔直徑為28mm。計算了間歇式輸種裝置的工作速度vIt，排種盤的工作轉(zhuǎn)速ωp，拖拉機(jī)工作的前進(jìn)速度vt之間存在的理論數(shù)學(xué)關(guān)系。并根據(jù)種薯在型孔處的受力情況分析出當(dāng)排種盤轉(zhuǎn)速小于種薯離開排種盤時排種盤的臨界轉(zhuǎn)速，種薯則不需要吸附力就能在排種盤上保持穩(wěn)定。而當(dāng)排種盤轉(zhuǎn)速高于種薯離開排種盤時排種盤的臨界轉(zhuǎn)速，氣力系統(tǒng)則必須提供一定的負(fù)壓才能使種薯在型孔上保持穩(wěn)定。
　　(4)氣力

6、式水平圓盤馬鈴薯排種器試驗臺架的搭建及性能試驗
　　利用自行搭建的排種器試驗臺和檢測裝置，以合格指數(shù)、漏播指數(shù)、重播指數(shù)為試驗指標(biāo)，開展了氣力式水平圓盤馬鈴薯排種器臺架試驗的研究。通過試驗明確了排種盤轉(zhuǎn)速與輸種轉(zhuǎn)速（喂入量）對試驗指標(biāo)的影響。其中當(dāng)排種盤轉(zhuǎn)速較高，輸種軸轉(zhuǎn)速（喂入量）也相對較高時，排種器的排種性能最佳。排種盤轉(zhuǎn)速為55r/min，輸種軸轉(zhuǎn)速（喂入量）為10r/min時，排種器的排種性能優(yōu)于其他試驗轉(zhuǎn)速。試驗表明提高