氣吸式排種裝置排種性能理論分析與試驗(yàn).pdf

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1、第26卷2010笠第9期9月農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)TransactionsoftheCSAE、，01．26No．9Sep．2010133氣吸式排種裝置排種性能理論分析與試驗(yàn)劉文忠1，趙滿全2※，王文明2，一，趙士杰2(1．內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)能源與交通工程學(xué)院，呼和浩特010018；2．內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，呼和浩特010018；3．邢臺(tái)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系，邢臺(tái)054035)摘要：為了探討提高氣吸式排種裝置排種性能的方法，該文從理論上分析了氣吸式排種器的吸附機(jī)理，建立了氣吸室空氣流場(chǎng)方程，并通過(guò)對(duì)種子在氣吸狀態(tài)下的受力情況及種子脫離吸種孔后的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分

2、析計(jì)算，建立了種子運(yùn)動(dòng)方程。利用移動(dòng)式排種器試驗(yàn)臺(tái)分別以排種盤轉(zhuǎn)速、氣吸室真空度為試驗(yàn)因素，對(duì)氣吸式排種裝置排大豆時(shí)的影響進(jìn)行了單因素試驗(yàn)，結(jié)果表明：排種盤轉(zhuǎn)速、氣吸室真窄度對(duì)氣吸式排種器的排種性能影響顯著，與粒距合格率的相關(guān)系數(shù)均在0．96以上：當(dāng)排種盤轉(zhuǎn)速為21．7r／min、氣吸竄真空度為2．5kPa時(shí)排種效果最好，合格率達(dá)到91．26％。關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械，轉(zhuǎn)速，試驗(yàn)，氣吸式，排種裝置，真空度doi：10．39698．issn．1002—6819．2010．09．022中圖分類號(hào)：S157．4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1002-6819(20

3、10)-09—0133—06劉文忠，趙滿全，王文明，等．氣吸式排種裝置排種性能理論分析與試驗(yàn)[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010，26(9)：133—138．LiuWenzhong，ZhaoManquan，WangWenming，eta1．Theoreticalanalysisandexperimentsofmeteringperformanceofthepheumaficseedmeteringdevice[J】．TransactionsoftheCSAE，2010。26(9)：133—138．(inChinesewithEnglishabstrac

4、t)0引言播種是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，播種機(jī)是實(shí)現(xiàn)播種高效、高質(zhì)，保證高產(chǎn)的重要裝備。排種器作為播種機(jī)的核心部件，是決定播種機(jī)特性和工作性能的主要因素，其性能的好壞直接影響著播種機(jī)的播種質(zhì)量，因此加強(qiáng)對(duì)排種器的研究是提高播種機(jī)性能的關(guān)鍵。目前，國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的排種器按其能否形成等時(shí)距均勻種子流、精確控制排種量分為精密排種器和非精密排種器。精密排種器主要有機(jī)械式和氣力式2種，機(jī)械式排種器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在實(shí)際應(yīng)用中占有一定比例：但對(duì)種子尺寸要求嚴(yán)，排種頻率低，無(wú)法適應(yīng)高速作業(yè)。氣力式排種器包括氣吸式、氣吹式和氣壓式3種形式，而氣吸式排種器具有省種、不傷種

5、、對(duì)種子尺寸要求不嚴(yán)、適應(yīng)力強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)單粒精播和作業(yè)速度高等諸多優(yōu)點(diǎn)【l之J，且可以通過(guò)更換不同的排種盤播種玉米、大豆、向日葵等不同作物，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，因此，了解氣吸式排種器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握和分析其工作性能的影響因素，對(duì)于推進(jìn)其研究具有重要意義。排種器試驗(yàn)是播種機(jī)研發(fā)過(guò)程中所使用的主要手段，試驗(yàn)臺(tái)是實(shí)現(xiàn)高性能播種機(jī)更新?lián)Q代必不可少的試驗(yàn)設(shè)備131。隨著精密排種器朝著快速、高效的方向發(fā)展，收稿日期：2010-0625修訂日期：2010-09．15基金項(xiàng)目：內(nèi)蒙古自治區(qū)自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2009zdll)：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(

6、NDP、nD2010．8)作者簡(jiǎn)介：劉文忠(1976一)，男，內(nèi)蒙古呼和浩特市人。呼和浩特內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)能源與交通工程學(xué)院，Olool8。Email：1wzl997@126．com※通信作者：趙滿全(1955一)，男，內(nèi)蒙古土右旗人，教授，中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員(E041200061S)．主要從事工程力學(xué)與農(nóng)業(yè)機(jī)械的教學(xué)與研究。呼和浩特內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，010018．Email：mgzmq@yahoo．c,om．cn其研究和測(cè)試的手段和方法也在不斷更新，目前國(guó)內(nèi)采用的方法主要有：裸眼直接觀測(cè)、人工黃油粘膠帶法、高速攝影法、基于微機(jī)的檢

7、測(cè)法、基于虛擬儀器的檢測(cè)系統(tǒng)和基于圖像處理的檢測(cè)法等[1,41。但當(dāng)前排種器試驗(yàn)臺(tái)采用的承種方法主要是在帆布帶上涂抹黃油或者其他粘膠物料的帆布帶法，還有就是利用沙坑或同定沙盤作為承種床的移動(dòng)式排種器試驗(yàn)臺(tái)。1氣吸式排種裝置排種性能影響因素分析影響氣吸式排種裝置排種性能的因素很多，包括結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)排種性能的影響以及上作過(guò)程中的動(dòng)態(tài)參數(shù)的選擇對(duì)排種性能的影響。筆者主要針對(duì)其中的主要因素加以分析。1．1結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)排種性能的影響分析對(duì)氣吸式排種裝置排種性能影響較大的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要是吸種孔的直徑、結(jié)構(gòu)形式以及吸種孔的數(shù)量和分布形式。種子在吸附過(guò)程中的受力分析如

8、圖l，排種器工作時(shí)，若忽略摩擦力的作用，則種子主要受到重力G，慣性力J及吸孔對(duì)種子的支持力Ⅳ的作用。其中J=mRc02(m——種子質(zhì)量，