磁吸板式精密排種器充排種過(guò)程動(dòng)力學(xué)建模與仿真分析.pdf

1、磁吸式精密排種技術(shù)是解決蔬菜花卉等小顆粒種子精密播種難題的一種有效方法。本文針對(duì)原電磁鐵磁吸式精密排種器體積大、易發(fā)熱、結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)復(fù)雜、所用包衣種子磁粉含量高等不足,選用體積小、磁場(chǎng)穩(wěn)定、控制方便的圓柱形永磁體為排種元件,設(shè)計(jì)了一種新型永磁體磁吸板式精密排種器,運(yùn)用離散元法仿真分析與物理樣機(jī)試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,開(kāi)展了如下研究工作:
　　 1、通過(guò)分析磁粉包衣種子在排種過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)、受力情況,建立其力學(xué)模型,找出影響排種器播

2、種精度的主要影響因素。分析得到在充種過(guò)程中,永磁體磁場(chǎng)強(qiáng)度、播種板位置角和種箱移動(dòng)速度是影響排種器充種性能的主要因素;在攜種過(guò)程中,永磁體磁場(chǎng)強(qiáng)度、播種板減速階段的加速度以及播種板翻轉(zhuǎn)角速度是影響排種器攜種性能的主要因素。
　　 2、通過(guò)對(duì)圓柱形永磁體外磁場(chǎng)空間中任一點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度和梯度計(jì)算公式的簡(jiǎn)化,得到永磁體軸線上任一點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度和梯度計(jì)算公式。利用公式計(jì)算出在磁場(chǎng)強(qiáng)度不同的永磁體軸線上一系列點(diǎn)處種子所受的磁吸力,擬合出在不同

3、磁場(chǎng)強(qiáng)度下種子所受磁吸力與氣隙高度之間的數(shù)學(xué)模型,為排種器充種過(guò)程的離散元法仿真提供依據(jù)。利用離散元軟件EDEM的二次開(kāi)發(fā)功能開(kāi)發(fā)了顆粒體力插件來(lái)將種子所受磁吸力加載到仿真中。
　　 3、采用離散元法對(duì)排種器充種工作過(guò)程進(jìn)行了仿真研究,得到了種箱移動(dòng)速度、永磁體端面磁場(chǎng)強(qiáng)度和充種位置角對(duì)排種器充種性能的影響規(guī)律以及各因素最優(yōu)組合。仿真得出排種器充種性能最優(yōu)的工作參數(shù)組合為充種位置角110°、種箱移動(dòng)速度0.08m/s、永磁體端面

4、磁場(chǎng)強(qiáng)度150mT;在此工作參數(shù)下排種器充種精度最高:單播率為89.57%、重播率為7.86%、漏播率為2.57%。
　　 4、研制了永磁體磁吸板式精密排種器樣機(jī)一臺(tái)。采用單因素試驗(yàn)法,以鐵粉含量為10%的磁粉包衣種子為試驗(yàn)對(duì)象,進(jìn)行了排種器充種性能和整機(jī)性能臺(tái)架試驗(yàn)研究。通過(guò)排種器充種性能的試驗(yàn)研究,所得試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果趨勢(shì)一致,證明了仿真結(jié)果的正確性,以及應(yīng)用離散元法研究磁吸式精密排種器的可行性。通過(guò)排種器整機(jī)性能的試驗(yàn)研