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《型孔輪式水稻排種器排種機構的優(yōu)化設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2010年8月農機化研究第8期型孔輪式水稻排種器排種機構的優(yōu)化設計王在滿，楊文武，蔣恩臣(華南農業(yè)大學a．南方農業(yè)機械與裝備關鍵技術省部共建教育部重點實驗室；b．工程學院，廣州510642)摘要：繪制了稻種經過護種機構后在排種管內的排種軌跡，結合排種過“速攝像分析結果，確定在3O。落種處的排種軌跡作為排種管結構形狀的優(yōu)化設計依據。為了降低不同型孔的稻種在排種管相遇的幾率，排種管總長度設計為l00mm；為了實現(xiàn)穴徑小于50mm的目的，排種口尺寸沒計為20mmx20mm；按照稻種排種軌跡，設計了“斜邊+直
2、邊”的排種管形狀，減少了稻種在排種管內壁碰撞而造成傷種傷芽現(xiàn)象；排種管采用滑道和單螺絲的安裝方式，拆裝方便。關鍵詞：排種器；排種過程；高速攝像；優(yōu)化設計中圖分類號：s223．23文獻標識碼：A文章編號：1003—188X(2010)08-0016—04排種間隔時問t，計算結果如表1所示。0引言排種過程是型孔輪式水稻排種器的最終工作過程。型孔輪式水稻排種器排種機構的主要元件是排種管(又稱輸種管)，其作用是讓稻種能順利地落到田面播種溝內。稻種經過彈性隨動護種帶機構后從型孔中掉出，并靠稻種自身的重力落下。為
3、了使大部分稻種均為自由落體，避免與排種管內壁產生碰撞以及沿內表面滑動，排種管的傾斜角應與稻種流動軌跡相適應¨。本文根據稻種掉出型孔瞬間的線速度計算稻種的運動軌跡，并結合高速攝像技術對稻種在排種管中的排種過程進行了分析，最后優(yōu)化設計了排種管的形狀與結構。1．排種管2．護種機構3．排種輪4．毛刷輪圖l排種器示意圖1排種軌跡的計算Fig．1Schemeoffeedmechanism表1轉速、線速度與排種間隔時間型孔輪式水稻排種器工作示意圖如圖1所示。排Tab．1Rotationalspeeds．veloci
4、tyandtheintervaltimeofseed—falling種輪逆時針轉動，先后經過充種過程、刷種過程、護種過程和排種過程。型孔處線速度可分解為水平方向速度和垂商方向速度。排種輪直徑D=100mm，型孔數(shù)m=8，排種器轉速n分別采用13．8，20．9，26．8，36．7和45．8r／min，相對應的試驗臺調速器擋位為l，2，3，4和5擋。由公式n=60V／(1TD)計算出型孔處線速度；由公式n=T／m=60／(／zm)可計算相鄰型孔之間的水平方向速度=VeosO，垂直方向速度=收稿日期：201
5、0—01—26VsinO。設落種點和排種輪中心點的連線與垂直方向基金項目：國家“863計劃”項目(2006AA10A307)；農業(yè)科技成果轉化資金項目(2007GB2E000235)；粵港關鍵領域重點突破的夾角為0，最低點為0。，順時針分別取l5。和30。兩個招標項目(2007A020904001)位置進行計算。根據以上公式，可計算出在不同落種作者簡介：王在滿(1979一)，男，廣東汕頭人，實驗師，工學碩士，(E—mail)wangzaiman@seaH．edu．cn。點和不同轉速條件下稻種在排種管中
6、的水平方向速度·l6·2010年8月農機化研究第8期和垂直方向速度，計算結果如表2所示。22．1mm。這說明，在30。落種處的排種軌跡相對集中，表2不同落種點的速度汁算有利于排種口的設計。而落種點0。，15。和30。等5種Tab．2Velocitycalculationunderthedifferentfallingspotsm／s轉速的排種軌跡最大垂直位移差為0，6．6，12．8mm，3種情況都不影響稻種的成穴性。另外，考慮到護種帶在排種輪上的包角不宜太大(否則護種帶彎曲和受力增大)，因此選擇30。
7、落種處的排種軌跡作為排種管形狀結構優(yōu)化設計的依據。為了降低不同型孔的稻種在排種管內相遇的幾率，還應限制限種管的長度。以排種輪最大轉速為45．8r／min時相鄰型孔之問的排種問隔時問0．16s來計為了降低不同型孔的稻種在排種管內相遇的幾算。由公式L=4．9t+f計算排種管(包括排種器率，主要考慮轉速最高時的排種間隔時間(即0．16s)，以時間問隔0．02s為步長，根據以下位移公式可計算出殼體部分高度)的最大長度為0．144m。稻種在排種管中的位移。即水平方向位移S=t，垂2高速攝像分析1直方向位移5=￡
8、+f，根據計算結果可分別繪二2．1試驗材料與設備制出稻種在0。，15。和30。等3個落種位置的下落軌跡，試驗稻種為特優(yōu)721品種，浸種催芽，芽長2mm。如圖2所示。試驗設備為高速攝像系統(tǒng)采用美國PHOTRON公司生產的FASTCAMSuperIOK型高速攝像機，包括高速攝像機主機、攝像頭、LCD顯示屏、光源(1．3kW鎢燈)、變壓器、光纜和電源線等。最大分辨率為512×480像素，最大拍攝幀速為10000幀／s。試驗參數(shù)為幀速125幀／s，分辨率512×
