氣力杯勺式馬鈴薯排種器的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究.pdf

1、馬鈴薯是我國(guó)的四大主要糧食作物之一，具有生長(zhǎng)期短、營(yíng)養(yǎng)豐富、產(chǎn)量高和適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。目前，我國(guó)馬鈴薯的種植面積和總產(chǎn)量已位于全球首位，而單產(chǎn)水平卻低于世界水平，馬鈴薯的全程機(jī)械化已成我國(guó)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，高效可靠的馬鈴薯排種器是全程機(jī)械化的迫切需求。
　　馬鈴薯排種器是播種機(jī)械的核心裝置，播種質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到了馬鈴薯產(chǎn)量的高低。本文在系統(tǒng)比較和分析國(guó)內(nèi)外馬鈴薯機(jī)械化播種技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)馬鈴薯的種植農(nóng)藝要求，設(shè)計(jì)出了一

2、種氣力杯勺式馬鈴薯排種器，該排種器主要由種箱、間歇式喂入機(jī)構(gòu)、限流擋板、輸種鏈條、種子室、氣室殼體、輸種管、杯勺等部分組成，采用杯勺與氣力排種相結(jié)合的方式來(lái)提高排種性能來(lái)降低馬鈴薯的損傷率。本文主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　(1)馬鈴薯的物理機(jī)械特性
　　馬鈴薯種薯物理機(jī)械特性的研究，為排種器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。測(cè)得的中薯3號(hào)和華薯1號(hào)的長(zhǎng)度大都集中45～60mm，寬度大部分集中在40～50mm，厚度則集中在30～45mm;中薯

3、3號(hào)大多屬于圓形，而華薯1號(hào)大多屬于圓形和橢圓形;測(cè)得的在華薯1號(hào)、華薯2號(hào)和紅島這三種馬鈴薯頂部的曲率半徑大都集中在20mm左右，腰部的曲率半徑大部分集中在30～35mm，底部的曲率半徑大都集中在20mm左右。馬鈴薯的形狀尺寸、曲率半徑等為氣力杯勺式馬鈴薯排種器關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。碰撞損傷力學(xué)特性試驗(yàn)為降低馬鈴薯的損傷率提供了參考。
　　(2)氣力杯勺式馬鈴薯排種器關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)與研制
　　結(jié)合馬鈴薯的種植農(nóng)藝要

4、求，設(shè)計(jì)出了一種氣力杯勺式馬鈴薯排種器，并對(duì)排種器關(guān)鍵部件進(jìn)行了相關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)與計(jì)算。其中動(dòng)盤和定盤的直徑都為185mm，動(dòng)盤的圓周上均布12個(gè)型孔;通過(guò)馬鈴薯的三軸尺寸和曲率半徑確定了杯勺的最大直徑為50mm，杯勺半球形的半徑為30mm;由吸種管和杯勺組成的攪種裝置，對(duì)種子室里最底層的馬鈴薯產(chǎn)生擾動(dòng)，防止了架空現(xiàn)象的產(chǎn)生;通過(guò)對(duì)排種器工作過(guò)程的關(guān)鍵位置進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，計(jì)算得出了單個(gè)杯勺吸孔最小臨界真空度的理想值P1臨=2.1808KP

5、a，并推導(dǎo)得出了能使排種器順利工作的實(shí)際最小臨界真空度P2臨，為設(shè)計(jì)真空度相關(guān)的試驗(yàn)提供了參考依據(jù)。
　　(3)氣力杯勺式馬鈴薯排種器的性能試驗(yàn)
　　通過(guò)單因素試驗(yàn)和析因試驗(yàn)，對(duì)自行設(shè)計(jì)的氣力杯勺式馬鈴薯排種器進(jìn)行了排種性能的檢測(cè)。單因素試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)輸種軸轉(zhuǎn)速為5r/min，氣室真空度為14KPa時(shí)，合格指數(shù)隨著排種軸轉(zhuǎn)速的增加呈先上升后下降的趨勢(shì)，排種軸轉(zhuǎn)速為15r/min時(shí)合格指數(shù)最高，為46.95％;當(dāng)排種軸轉(zhuǎn)速為

6、15r/min，氣室真空度為14KPa時(shí)，合格指數(shù)隨著輸種軸轉(zhuǎn)速的增加總體呈下降的趨勢(shì)，當(dāng)輸種軸轉(zhuǎn)速為3r/min時(shí)，馬鈴薯的喂入量較合適，合格指數(shù)最高，為48.65％;當(dāng)輸種軸轉(zhuǎn)速為5r/min，排種軸轉(zhuǎn)速為15r/min時(shí)，合格指數(shù)呈隨著氣室真空度的增加上升的趨勢(shì)，當(dāng)氣室真空度為14KPa時(shí)，合格指數(shù)最高，為46.95％。
　　析因試驗(yàn)研究表明，排種軸轉(zhuǎn)速和輸種軸轉(zhuǎn)速有顯著的交互作用，其中，排種軸轉(zhuǎn)速為10r/min時(shí)對(duì)試驗(yàn)指