畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-組合式排種器設(shè)計(jì)說(shuō)明書

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1、 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 設(shè)計(jì)題目:組合式排種器 學(xué)生姓名：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 學(xué) 號(hào)：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 專業(yè)班級(jí)：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 指導(dǎo)教師：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 20 年 月 日 摘要：玉米作為重要的糧食和飼料作物，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位。我國(guó)玉米產(chǎn)量占全世界玉米產(chǎn)量的22.4%以上，種植面積和總產(chǎn)量均居世界第二位。目前

2、，我國(guó)農(nóng)業(yè)正面臨著從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的歷史時(shí)期，玉米種植機(jī)械化是其重要的組成部分。 玉米精密播種機(jī)械化技術(shù)是農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，國(guó)內(nèi)外已得到普遍應(yīng)用與發(fā)展。排種器是精密播種機(jī)的核心部件，它決定了精密播種性能。如何提高精密排種器工作性能一直是國(guó)內(nèi)外科研攻關(guān)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。氣吸式排種器是一種先進(jìn)的播種裝置，由于其獨(dú)特的性質(zhì)而被國(guó)內(nèi)外廣泛地應(yīng)用農(nóng)作物播種上。本文提出了一種適用于玉米精播機(jī)的滾筒式氣吸排種裝置，介紹了其結(jié)構(gòu)和原理，對(duì)其進(jìn)行深入的研究并自行設(shè)計(jì)了一款氣吸滾筒排種器，其中對(duì)傳統(tǒng)的的滾筒式排種器進(jìn)行了一些改進(jìn)，減少了氣腔的漏氣性。使其結(jié)構(gòu)更加合理簡(jiǎn)單。該排種器得結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，

3、軸采用空心設(shè)計(jì)，產(chǎn)生負(fù)壓差,滾筒上設(shè)計(jì)三列十二孔每周。 關(guān)鍵詞:精確農(nóng)業(yè);精密播種;滾筒式氣吸排種器。 全套圖紙加V信153893706或扣 3346389411 Abstract: as the most important grain and grass crop，corn takes an important role in the development of national economy. The eom output of our country accounts for above 22.4% of that of the world , and the

4、planting area and the total output occupy the second in the world.At present, the agriculture of our eountry are facing the historieal period of the transform form the traditional agriculture to the modem agrieulture,and the meehzation of the corn planter is an important constituent. The mechanizat

5、ion technology of the com Precision planting is the combination of the agronomy and the modern science technology of the farm machinery, and has been widely used and developed at home and abroad. The seeding device is the core part of the precision seeder，which determines the performance of seeding

6、. How to enhance the working performance of the precision seeding mechanism has been the key point and difficulty of research projects at home and abroad.The air-suction metering device is an advanced seeding device ,which is mainly used in the seeding of the tilled crop and has been widely used at

7、home and abroad by its unique advantage.This paper presents a drum-tape air-suetion seed metering device adapted for corn，and does an in-depth study and self-designed a roller air-suction metering device.I carry out a number of improvements to one of the tradional roller seed-metering device, reduci

8、ng the leakage of air-space to make it more simple and reasonable structure. The metering device was simple in structure, which use of hollow shaft design, resulting in negative pressure ,and three roller design tin weekly and twelve roller in every lap. Keywords:precise agriculture;precision seedi

9、ng; roller air-suction seed metering device. 目錄 第1章 緒論 4 1.1 課題來(lái)源 4 1.1.1課題背景 4 1.1.2保護(hù)性耕作技術(shù)的基本概念 4 1.1.3保護(hù)性耕作技術(shù)的應(yīng)用效果 5 1.1.4研究的目的和意義 5 1.2目前國(guó)內(nèi)排種器存在的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì) 5 1.2.1目前我國(guó)排種器概況 5 1.2.2幾種傳統(tǒng)排種器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及存在的問(wèn)題 5 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 5 存在的問(wèn)題 5 1．3國(guó)內(nèi)外精密播種機(jī)的研究概況 6 1.3.1精密播種的基本概念. 6 1.3.2國(guó)內(nèi)外精密播種機(jī)的發(fā)展情況 6 1.3.3國(guó)

10、內(nèi)外氣力式精密播種機(jī)的研究現(xiàn)狀 8 1.3.4國(guó)外氣力式精密播種機(jī)的研究現(xiàn)狀 8 1.3.5國(guó)內(nèi)氣力式精密播種機(jī)研究現(xiàn)狀 9 1.4 課題研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線 10 1.4.1本文研究的內(nèi)容 10 1.4.2技術(shù)路線 10 第2章排種器的理論分析與設(shè)計(jì) 11 2.1玉米單播的農(nóng)藝要求 11 2.2總體方案的確定 11 2.2.1組合式排種器的吸附機(jī)理 12 2.2.2種子吸附過(guò)程中的受力分析 12 2.2.3吸室及吸室真空度的確定 13 2.2.4真空壓力值對(duì)播種質(zhì)量的影響 13 2.2.5影響吸種性能的因素分析 14 第3章主要零部件的設(shè)計(jì) 15 3.1總體結(jié)構(gòu)

11、如圖 15 3.2排種器的設(shè)計(jì) 15 3.2.1吸孔孔徑的確定 15 3.2.2吸種孔數(shù)的分析及確定 16 3.2.3刮種器 17 3.3配氣盤 17 第4章總結(jié) 17 致謝 18 參考文獻(xiàn) 19 第1章 緒論 1.1 課題來(lái)源 1.1.1 課題背景 玉米是世界上分布最廣的作物之一，從北緯58度到南緯35至40度的地區(qū)均有大量栽培。北美洲種植面積最大，亞洲、非洲和拉丁美洲次之。種植面積最大、總產(chǎn)量最多的國(guó)家依次是美國(guó)、中國(guó)、巴西、墨西哥。從栽培面積和總產(chǎn)量看，玉米僅次于小麥和水稻。世界玉米播種面積達(dá)20億公頃，玉米總產(chǎn)量達(dá)6000億kg

12、[l]。 我國(guó)是糧食生產(chǎn)大國(guó)和消費(fèi)大國(guó)。小麥和玉米作為我國(guó)兩大主要糧食作物，其生產(chǎn)水平對(duì)保障糧食安全和種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整影響巨大。我國(guó)是一個(gè)玉米生產(chǎn)大國(guó)，我國(guó)玉米產(chǎn)量占全世界玉米產(chǎn)量的22.4%以上，種植面積和總產(chǎn)量均居世界第二位。玉米用途廣泛，作為重要的糧食和飼料作物，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位。玉米是世界上最好的飼料作物，被譽(yù)為“飼料之王”，目前全國(guó)生產(chǎn)的玉米有70%~75%被用作精飼料，玉米秸稈不僅在農(nóng)區(qū)是動(dòng)物粗飼料的主要來(lái)源，同時(shí)也大量調(diào)往牧區(qū)?？梢哉f(shuō)，玉米已經(jīng)成為畜牧業(yè)發(fā)展所依賴的最主要飼料來(lái)源。另外，有10%左右的玉米籽粒用于工業(yè)加工，被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、輕化工等行業(yè)，加工產(chǎn)品

13、多達(dá)500種以上。隨著我國(guó)城鄉(xiāng)居民收入的增加和消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變，國(guó)內(nèi)肉、蛋、奶類產(chǎn)品市場(chǎng)需求旺盛，增長(zhǎng)潛力巨大，農(nóng)區(qū)畜牧業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)今后畜牧業(yè)發(fā)展的主要方向。玉米生產(chǎn)的發(fā)展，必將極大地推進(jìn)農(nóng)區(qū)畜牧業(yè)的快速發(fā)展，隨著我國(guó)畜牧業(yè)的發(fā)展和玉米精深加工新技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，我國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)玉米的需求也必將越來(lái)越大。因此，玉米生產(chǎn)不僅對(duì)于保證我國(guó)13億人口乃至全世界的食物安全具有重要的地位，同時(shí)還關(guān)系到人民生活水平的提高以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但是，我國(guó)的玉米種植從玉米的生產(chǎn)手段上落后于水稻和小麥，生產(chǎn)過(guò)程活勞動(dòng)投入較多，機(jī)械化程度低，特別是玉米種植機(jī)械化水平很低，成為了我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的“瓶頸”[2]。

14、 1.1.2 保護(hù)性耕作技術(shù)的基本概念 保護(hù)性耕作是一種新型旱地耕作法。它主要包括免耕播種、施肥、深松、控制雜草秸稈及地表處理等內(nèi)容，核心是免耕播種，主要作業(yè)均使用機(jī)械完成。 保護(hù)性耕作的一般定義為農(nóng)作物播種后，地表的秸稈覆蓋量不少于30%的耕作方法。另外一種說(shuō)法是:相對(duì)于傳統(tǒng)耕作來(lái)說(shuō)，能夠減少水土流失的任何耕作方法。 傳統(tǒng)耕作也可能減少水土流失，但是，保護(hù)性耕作與傳統(tǒng)耕作相比，其保持水土的效果更好。我國(guó)學(xué)者在多年科學(xué)研究的基礎(chǔ)上，把保護(hù)性耕作定義為“以水土保持為中心，保持適量的地表覆蓋物，盡量少翻動(dòng)土層，而又能保證作物正常生長(zhǎng)的耕作方法”。保護(hù)性耕作的主要內(nèi)容包括: 1

15、) 在地表覆蓋作物的殘茬； 2) 在盡量不翻轉(zhuǎn)土壤的前提下，進(jìn)行免耕播種和施肥； 3) 必要時(shí)進(jìn)行深松等作業(yè)來(lái)改善土壤結(jié)構(gòu)； 4) 主要利用化學(xué)藥劑進(jìn)行除草和防治病蟲害。 1.1.3保護(hù)性耕作技術(shù)的應(yīng)用效果 1) 減少地表徑流，減輕土壤風(fēng)蝕水蝕，改善環(huán)境，增加水分入滲； 2) 增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)； 3) 提高水、土、光等資源的利用率； 4) 產(chǎn)量提高； 5) 生產(chǎn)成本下降，收入增加，經(jīng)濟(jì)效益改善秸稈覆蓋、少耕、免耕是各種保護(hù)性耕作共有的基本要素。旱地農(nóng)業(yè)保護(hù)耕作的主要優(yōu)勢(shì)，是通過(guò)將作物殘茬保留在地表從而保護(hù)水土資源。 1.1.4研究的目的和意義

16、播種是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中極為重要的一環(huán)，“種好收一半”是長(zhǎng)期以來(lái)人們進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐得出的對(duì)播種重要性的總結(jié)。隨著播種技術(shù)的發(fā)展，播種方式、播種工具也在不斷的發(fā)生變化，從原始的刀耕火種，經(jīng)過(guò)了撒播、條播、普通穴播，到精密播種；從瓠、耬開(kāi)始，在不同階段先后創(chuàng)制出結(jié)構(gòu)形式眾多的撒播機(jī)、條播機(jī)、穴播機(jī)和精播機(jī)。然而，不論是什么樣的播種機(jī)，它都有一個(gè)共同點(diǎn)，那就是都有一個(gè)排種部件或排種裝置，它是播種機(jī)主要的構(gòu)成部分，而不同的只是這個(gè)構(gòu)成部分的簡(jiǎn)易復(fù)雜程度懸殊而已。在現(xiàn)代免耕播種機(jī)上，這一排種部件即稱為排種器。排種器是播種機(jī)的核心部件，其性能的優(yōu)劣直接影響著播種質(zhì)量。 由于育種學(xué)和種子加工技術(shù)的快速發(fā)展，谷物

17、播種的技術(shù)要求愈來(lái)愈高玉米的精量播種和半精量播種在工藝技術(shù)上已成為可能。但與其相匹配的播種機(jī)械十分的稀少，究其原因很多。例如：玉米種子形狀的不規(guī)則性、壓緊摩擦力過(guò)大、現(xiàn)有排種器對(duì)種子適應(yīng)性差等。上述問(wèn)題是影響玉米等谷物精量或半精量播種實(shí)施的重要原因。另外，隨著大中型拖拉機(jī)保有量的增加和節(jié)水灌溉技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及保護(hù)地作業(yè)要求，高效率大寬幅耕播聯(lián)合作業(yè)機(jī)組的研制，應(yīng)用與推廣勢(shì)在必行。因此，研制一種新型的排種器通過(guò)中央分配器實(shí)現(xiàn)機(jī)械定量多行播種作業(yè)可大大簡(jiǎn)化機(jī)具整體結(jié)構(gòu)，便于耕整工作部件與排種系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，為半精量播種和耕播聯(lián)合作業(yè)創(chuàng)造條件。 1.2目前國(guó)內(nèi)排種器存在的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)　

18、 1.2.1目前我國(guó)排種器概況 　 迄今為止，我國(guó)的播種機(jī)械專家、學(xué)者、工程師幾乎涉獵了世界上所有的排種器形式。屬于引進(jìn)、仿制、研究、探討的有：外槽輪排種器、離心式排種器、內(nèi)側(cè)囊種式排種器、垂直圓盤式排種器、水平圓盤式排種器、傾斜圓盤式排種器、氣吸式排種器、氣壓式排種器等等。屬于我國(guó)獨(dú)創(chuàng)特色的獲得大量生產(chǎn)應(yīng)用的排種器有：遼寧70-2型窩眼輪式排種器、魯抗的擺桿式排種器、張波屏的紋盤式排種器、張波屏的錐盤式玉米精密排種器等等?！? 1.2.2幾種傳統(tǒng)排種器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及存在的問(wèn)題 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)　 1)氣吸式排種器 氣吸式排種器是利用真空吸力原理排種的。當(dāng)排種圓盤回轉(zhuǎn)時(shí)，在真空室

19、負(fù)壓作用下，種子被吸附一于吸孔上，隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)。種子轉(zhuǎn)到圓盤下方位置時(shí)，附有種子的吸孔處于真空室之外吸力消失，種子靠重力或推種器下落到種溝內(nèi)。這種排種器通用性好，更換具有小同大小吸孔和小同吸孔數(shù)的排種盤，便可適應(yīng)各種小同尺寸的種子及株距要求。 2)水平圓盤式排種器 水平圓盤式排種器是一種較早使用的播種中耕作物的排種器，它以更換排種盤來(lái)實(shí)現(xiàn)穴播或單粒點(diǎn)播多種中耕作物。它的主要工作部件是一個(gè)位于底部的水平排種圓盤，圓盤周邊有根據(jù)種子尺寸、穴粒數(shù)、粒型和種子排序制成的型孔。當(dāng)圓盤山地輪通過(guò)鏈輪和錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)而回轉(zhuǎn)時(shí)，種箱內(nèi)的種子靠自重充入型孔并隨型孔轉(zhuǎn)到刮種器處，由刮種舌將型孔上的多余種子刮

20、去。留在型孔內(nèi)的種子運(yùn)動(dòng)到排種口時(shí)，在自重和推種器的作用下，離開(kāi)型孔落入種溝，完成排種過(guò)程。 水平圓盤排種器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、均勻性好:可換裝能播帶絨棉籽的棉花排種器，作為棉花條播機(jī)使用:還可換裝磨盤式排種器以條播中耕作物，擴(kuò)大播種機(jī)的使用范圍。 3)外槽輪式排種器　 工作時(shí)外槽輪旋轉(zhuǎn)，種子靠重力充滿槽輪凹槽，并被槽輪帶著一起旋轉(zhuǎn)進(jìn)行強(qiáng)制排種；處于槽輪外面的一層種子在槽輪外圓的撥動(dòng)和種子粒間的摩擦力作用下也被帶動(dòng)。這一層種子稱為帶動(dòng)層。帶動(dòng)層內(nèi)的種子運(yùn)動(dòng)速度不等，位于槽輪圓周界面上的速度最大，但仍低于槽輪速度。距槽輪中心愈遠(yuǎn)、速度愈小、 直至為零。在帶動(dòng)層外的種子不受外槽輪

21、作用，為相對(duì)靜止層。該層內(nèi)的種子僅靠重力作用而自流，由槽輪強(qiáng)制帶出和帶動(dòng)層帶出的種子從排種舌上掉入輸種管，然后經(jīng)開(kāi)溝器而落入種溝內(nèi)。外槽輪排種器的播量取決于槽輪的有效工作長(zhǎng)度和轉(zhuǎn)速。外槽輪排種器的通用性好，能播麥類、高粱、顯類、玉米、粟類和油菜等各種粒型的光滑種子。特別適合播麥類、高粱等粒型的種子。 存在的問(wèn)題 水平圓盤排種器的排種盤線速度的許用值較低，從而對(duì)高速播種的適用性較差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)播種速度超過(guò)6--7km/h后，空穴率增加，播種質(zhì)量明顯下降。在單粒精密播種時(shí)，對(duì)尺寸要求嚴(yán)格，種子必須按尺寸分級(jí)，增加了播種作業(yè)共序。并且這種排種器要按照各種種子的不同尺寸級(jí)配各

22、相應(yīng)的排種盤，增加了各用件制造、選配、使用及保管的復(fù)雜性。 外槽輪式排種器雖然具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作比較可靠、播量調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)，但這種排種器在排種過(guò)程中，排量有脈動(dòng)現(xiàn)象，排種均勻性差。此外，它的排種均勻性受機(jī)器振動(dòng)的影響較大。 氣吸式排種器充種室種子群狀態(tài)不合理影響排種性能，氣室密封要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且易磨損。此外，一般氣壓（或真空度）在300—800cmH2O。對(duì)風(fēng)機(jī)及其動(dòng)力傳遞結(jié)構(gòu)要求較高。 1．3國(guó)內(nèi)外精密播種機(jī)的研究概況 1.3.1精密播種的基本概念. 精確農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的復(fù)雜巨系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)低耗、高效、優(yōu)質(zhì)、安全的根本途徑。綜觀近年來(lái)世界精確農(nóng)

23、業(yè)發(fā)展，其體系包括現(xiàn)代信息技術(shù)、現(xiàn)代生物技術(shù)和現(xiàn)代工程裝備技術(shù)。 現(xiàn)代工程裝備技術(shù)是精確農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的重要組成部分，是“硬件”，其核心技術(shù)是“機(jī)電一體化技術(shù)”，在現(xiàn)代精確農(nóng)業(yè)中，應(yīng)用于農(nóng)作物播種、施肥、灌溉、收獲等各個(gè)環(huán)節(jié)。 精確播種就是將精確種子工程與精確播種技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，要求精確播種機(jī)具有播種均勻、精量播種、深淺一致。與傳統(tǒng)播種方法相比精密播種具有如下優(yōu)點(diǎn):精密播種使田間株距分布、播深均勻一致，達(dá)到合理密植，使作物在田間獲得最佳分布，為作物的生長(zhǎng)、發(fā)育創(chuàng)造最佳環(huán)境，從而大大提高作物對(duì)營(yíng)養(yǎng)和太陽(yáng)能的利用率，利于苗期生長(zhǎng)，便于機(jī)械化田間管理和收獲;克服了條播、點(diǎn)播苗期爭(zhēng)肥、爭(zhēng)水和爭(zhēng)光的

24、弊端;播種精度高，播種缺損率低，因此可以節(jié)省大量?jī)?yōu)良種子(玉米可節(jié)省1一1.5K留畝，大豆可節(jié)省1.5Kg/畝，棉花可節(jié)省5Kg/畝，谷子可節(jié)省0.3K留畝)，利于良種化;節(jié)省間苗人工(玉米、大豆每畝節(jié)省0.2個(gè)工，谷子每畝節(jié)省1一1.5個(gè)工)[3];通風(fēng)透光性好，能夠充分利用土壤的營(yíng)養(yǎng)、水分達(dá)到苗齊、苗壯、抗早衰，能夠提高單位面積產(chǎn)量和品質(zhì)。 工廠化育苗的播種條件相對(duì)穩(wěn)定，單粒穴播比較容易實(shí)現(xiàn)。對(duì)傳統(tǒng)條播的大田作物來(lái)說(shuō)實(shí)現(xiàn)單粒穴播相對(duì)復(fù)雜和困難。目前，限于種子發(fā)芽率、精播機(jī)播種質(zhì)量等原因，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有廣泛使用真正的單粒穴播，多數(shù)采用的是1.5一2倍精播量的小粒距均勻點(diǎn)條播方式。這種方式比單粒

25、穴播易保全苗，比條播省籽，缺點(diǎn)是等距間苗比較困難。所以，隨著種子質(zhì)量和精播機(jī)質(zhì)量的提高，單粒穴播是必然發(fā)展趨勢(shì)。 1.3.2國(guó)內(nèi)外精密播種機(jī)的發(fā)展情況 精密播種機(jī)是精密播種實(shí)現(xiàn)的載體。精密播種機(jī)的任務(wù)是定量、定距、定深地將種子播入土壤中井給予適當(dāng)?shù)膲簩?shí)。為了保證田間出苗率和出苗整齊度，播種、株距、播深等量化指標(biāo)必須滿足農(nóng)藝要求[4]。不同的作物品種有不同的種植要求，而且不同的氣候條件、土壤墑情又使播種參數(shù)要相應(yīng)變化所以實(shí)用的精密播種機(jī)首先要能保證播種量和種子分布均勻度達(dá)到規(guī)定指標(biāo)，同時(shí)還必須有一定范圍內(nèi)的靈活調(diào)控播種深度的功能，有良好的覆土、壓實(shí)效果。 我國(guó)從60年代開(kāi)始研究精播

26、機(jī)，到80年代有了較大的發(fā)展，研究的原理、結(jié)構(gòu)形式多種多樣，除了研究玉米、甜菜、大豆等主要中耕作物的精播機(jī)外，還研究了花生小麥、水稻、人參等的精播，并取得了一定成果，許多排種器試驗(yàn)研究效果較好，但應(yīng)用于實(shí)際的不多實(shí)際生產(chǎn)中的精密播種機(jī)處于機(jī)型較老、類型少和性能較落后的狀態(tài)有待于進(jìn)一步發(fā)展[5]。 精密播種機(jī)的核心部件是排種器，排種器按照工作原理可分為兩大類:機(jī)械式排種器和氣力式排種器。機(jī)械式精密排種器根據(jù)種子粒型和大小，利用排種器的型孔將種子從種群中分離出來(lái)，充種、清種和卸種等環(huán)節(jié)靠種子自重或機(jī)械裝置來(lái)完成。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低等優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)應(yīng)用中得到了廣泛應(yīng)用[6]缺點(diǎn)是對(duì)種子尺寸要求嚴(yán)格

27、，作業(yè)速度較低，常用于中小型播種機(jī)上。如階梯型內(nèi)窩孔式排種器、內(nèi)側(cè)充種垂直圓盤排種器、轉(zhuǎn)勺式排種器、磨紋式排種器、水平圓盤式和環(huán)帶式排種器。 氣力式精密排種器通常由拖拉機(jī)動(dòng)力輸出帶動(dòng)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生真空吸力或空氣壓力，使種子按粒(單粒或多粒)貼附在型孔上，充種或清種環(huán)節(jié)靠氣力來(lái)完成。氣力式精密播種器按排種原理的不同可分為氣吸式、氣壓式和氣吹式等種類播種器[7]。排種器具有適應(yīng)性強(qiáng)、通用性好、不傷種和對(duì)種子尺寸要求不嚴(yán)等優(yōu)越性，適應(yīng)高速播種作業(yè)，在國(guó)內(nèi)外己廣泛用在大中型精密播種機(jī)上，近年來(lái)氣力式精密排種器在我國(guó)應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大。 1.3.3國(guó)內(nèi)外氣力式精密播種機(jī)的研究現(xiàn)狀 氣力式播種是一種

28、利用氣流的吸附力或壓附力，將種子從種子堆分離出來(lái)，達(dá)到單?；螂p粒的精量播種技術(shù)[8]吸式精密排種器就是利用氣流壓力差從種子室吸取單粒種子并依次將其排出，它是以氣流為載體完成排種的，與機(jī)械式精量排種相比，具有省種，不傷種，作業(yè)速度高諸多優(yōu)點(diǎn)，而且對(duì)種子相對(duì)尺寸要求不嚴(yán)，傷種少，易實(shí)現(xiàn)單粒播種，通用性好，作業(yè)速度提高潛力大，所以氣吸式精密排種器一直是國(guó)內(nèi)外科研的攻關(guān)重點(diǎn)。 1.3.4國(guó)外氣力式精密播種機(jī)的研究現(xiàn)狀 國(guó)外己對(duì)精密播種機(jī)進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究，結(jié)構(gòu)樣式多種多樣，滿足了中耕作物和某些蔬菜播種的農(nóng)藝要求，并己實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用性。氣力式精密播種機(jī)按排種原理的不同可分為氣吸式、壓

29、式和氣吹式等種類播種機(jī)。許多農(nóng)業(yè)先進(jìn)的國(guó)家在50年代就開(kāi)始推廣使用氣吸式、壓式和氣吹式等種類播種機(jī)。如南斯拉夫的潑尼瑪什一2型氣吸式播種機(jī)的排種機(jī)構(gòu)采用氣吸式垂直圓盤式，盤的一面是真空室與風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口相連，使種子室產(chǎn)生負(fù)壓。盤的另一面是種子室，作業(yè)時(shí)排種盤旋轉(zhuǎn)，吸孔在充種區(qū)吸附種子，經(jīng)過(guò)刮種器刮掉多余的種子，從而使每個(gè)吸孔只保留一粒種子在開(kāi)溝器上方轉(zhuǎn)出真空室，吸力消失，種子靠自重下落到種溝里。能夠節(jié)約種子和節(jié)省勞力;但也有整機(jī)重量大、需要大馬力拖拉機(jī)配套、使用不方便等缺點(diǎn)[9]。 氣壓式是靠種子重力和刮種器完成排種，如美國(guó)的哈維斯特公司的cyclo-500型氣壓式播種機(jī)的排種器[10]由排種滾

30、筒、毛刷刮種器、橡膠卸種輪等部件組成，作業(yè)時(shí)，風(fēng)機(jī)將氣流壓入排種滾輪和種箱，種子在自重和氣壓差的作用下，被壓附在窩眼內(nèi)并隨之轉(zhuǎn)到上部，多余的種子由自重回落，少數(shù)窩眼上存在的多粒種子由毛刷刮下，因而轉(zhuǎn)到上部的各窩眼內(nèi)僅留下一粒種子，形成單粒精密播種。該排種器工作可靠、均勻度高。與氣壓式相比，氣吹式排種器是用高速氣流吹走多余的種子，如德國(guó)貝克爾公司的Aeromat-2型氣吹式播種機(jī)利用增壓氣流清種圈，使窩眼內(nèi)僅保留一粒種子，還利用余壓充種，播種幅寬大，速度高，生產(chǎn)率也高。在這三種類型的排種器中，垂直圓盤氣吸式因結(jié)構(gòu)緊湊，排種性能和通用性較好，可以精密點(diǎn)播、穴播多種作物而被國(guó)外許多精密播種機(jī)所采用。

31、其工作原理是垂直圓盤上的吸孔利用圓盤兩側(cè)形成的負(fù)壓吸種，隨著排種盤的旋轉(zhuǎn)將種子帶入無(wú)吸力區(qū)，種子靠自重落入種溝。 國(guó)外對(duì)小麥精量播種機(jī)的研究始于20世紀(jì)70年代[11]初是采用對(duì)中耕作物的精密播種機(jī)加以改進(jìn)來(lái)精播小麥，如1976年前后，德國(guó)研制了GS一23氣吸式小麥精密播種機(jī)，其排種器是由種子室和真空室組成，但是該機(jī)難以實(shí)現(xiàn)單粒排種，而且播種均勻度很差，重播嚴(yán)重。后來(lái)，法國(guó)研制出一種單粒氣吸式小區(qū)播種機(jī)，它的排種器是一個(gè)安裝在轉(zhuǎn)軸上的金屬盤，盤的周緣側(cè)布著若干個(gè)吸嘴與圓盤內(nèi)腔的真空負(fù)壓相連。該機(jī)通過(guò)更換不同的吸嘴可以播種小麥、玉米，向日葵等作物。但是，由于小麥和中耕作物種子形狀的差異，用改進(jìn)

32、后的中耕作物的精密播種機(jī)不能達(dá)到小麥精播的技術(shù)要求。 80年代初，奧地利Wintersteiger公司研制成功了由一個(gè)固定的帶螺旋槽的圓盤和一個(gè)帶有徑向槽的圓盤相疊的組合吸孔式排種器的小區(qū)精密播種機(jī)[12]機(jī)通用性好，可播種各種規(guī)格的種子，精確性高，無(wú)清種裝置，具有良好的單粒排種效果，在世界各國(guó)的小區(qū)育種作業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，但該機(jī)成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，作業(yè)速度低，不能應(yīng)用大田生產(chǎn)。 總之，國(guó)外己對(duì)精密播種機(jī)進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究，結(jié)構(gòu)樣式多種多樣，滿足了中耕作物和某些蔬菜播種的農(nóng)藝要求，并己實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用性。其中Win型排種器更以其獨(dú)特新穎的結(jié)構(gòu)、良好的通用性、優(yōu)良的排種性能而深受重視。

33、 1.3.5國(guó)內(nèi)氣力式精密播種機(jī)研究現(xiàn)狀 我國(guó)從60年代開(kāi)始研究精播機(jī)叫，到80年代有了較大的發(fā)展，研究的原理、 結(jié)構(gòu)多種多樣，除了研究玉米、甜菜、大豆等主要中耕作物的精播機(jī)外，還研究了花生、水稻、小麥、人參等的精播，并取得了一定的成果，許多排種器試驗(yàn)研究效果好，但應(yīng)用于實(shí)際得不多叫。實(shí)際生產(chǎn)中的精播機(jī)處于機(jī)型較老、類型少和性能落后的狀態(tài)，有待于進(jìn)一步發(fā)展。 近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)的氣力式精密排種器和精密播種機(jī)的研究進(jìn)人了一個(gè)較快的發(fā)展時(shí)期，先后研制了多種精密播種機(jī)[13]zBQ一M3型免耕施肥氣吸精密播種機(jī)(沈陽(yáng)市通用長(zhǎng)青機(jī)械廠)。該機(jī)采用氣吸式，不傷種，適應(yīng)種子包衣，催芽播種和一次性

34、正側(cè)深施肥等科學(xué)種田的要求更換排種盤和鏈輪可進(jìn)行玉米、花生、大豆、高粱、向日葵、甜菜等作物的單粒全株距或單粒半株距穴播或條播作業(yè)。一次可完成切莖桿破茬，開(kāi)溝作種床、施肥播種，種床鎮(zhèn)壓、覆土等工序。該機(jī)主要適用于東北地區(qū)的播種作業(yè)。另外還有一種有代表性的就是遼寧瓦房店生產(chǎn)的垂直圓盤氣吸式播種機(jī)。該機(jī)適用于播種玉米、大豆、高梁、棉花等作物。該機(jī)采用V型雙圓盤播種開(kāi)溝器進(jìn)行種床殘茬清理，提高了播種機(jī)的通過(guò)性;滑刀式施肥開(kāi)溝器具有較好的破茬和入土性能;一次作業(yè)可完成破茬、開(kāi)溝、分離覆蓋物、施肥、播種、覆土、鎮(zhèn)壓等工序;適用于秸稈切碎覆蓋地、豆茬地、小麥茬地免耕播種;主要適用地區(qū)為東北、河北等地。 農(nóng)

35、哈哈集團(tuán)研制的ZBYQF一4玉米氣吸播種機(jī)。該機(jī)采用垂直圓盤氣吸式播種玉米，實(shí)現(xiàn)了單粒精播;播種機(jī)采用單體安裝，行距可調(diào)，多級(jí)變速，滿足了不同株距要求.滑刀式開(kāi)溝器阻力小，省動(dòng)力，四連桿單體仿形可保證播種機(jī)構(gòu)在平地，凹地，坡地等任何情況都能仿形，保證播種深淺一致;一級(jí)多楔帶式風(fēng)機(jī)傳動(dòng)形式，結(jié)構(gòu)緊湊傳動(dòng)效率高囚。該機(jī)適應(yīng)性廣，能夠滿足我國(guó)北方早田作業(yè)地區(qū)的農(nóng)藝要求，作業(yè)行距、深度、株距、播種量都能根據(jù)要求方便地進(jìn)行調(diào)節(jié)。對(duì)種子的幾何形狀要求不嚴(yán)，平均直徑在6一8毫米之內(nèi)均可播種，并且出苗整齊，平均比其它排種器增收5%左右。氣吸排種器靠風(fēng)機(jī)產(chǎn)生氣壓將種子吸到排種盤上，當(dāng)轉(zhuǎn)到泄風(fēng)口處，種子靠自重落入

36、土中，不傷種子，不磕籽，確保播種準(zhǔn)確，出苗率高。 1990年，黑龍江農(nóng)科院成功地仿制了ZXJB一4型小區(qū)精密播種機(jī)，并在小范圍進(jìn)行了應(yīng)用，但沒(méi)有普及推廣。為提高該機(jī)的利用率，西北農(nóng)業(yè)大學(xué)對(duì)其做了用于大田的改進(jìn)研究，使該機(jī)能夠連續(xù)均勻供種，但還存在作業(yè)速度低的問(wèn)題。另外，還研制出了一批已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的精密排種器，如吉林工業(yè)大學(xué)研制了氣力輪式排種器[14]滿足大豆的高速小株距播種要求;新疆建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)墾科學(xué)研究院設(shè)計(jì)的ZBJQD一2型氣吹式排種器，播甜菜5cm粒距，株距合格率為96%。 ZBOYF一6硬茬播種機(jī)是氣壓式精密排種器，它采用結(jié)構(gòu)獨(dú)特的排種盤使充種、攜種可靠，而且控制了充種室內(nèi)的種

37、子群，使種子形成比較合理的充種狀態(tài)。該機(jī)主要適用于小麥高茬地夏播作物的施肥精密播種，在一些地區(qū)得到了推廣使用。另外，ZBDY-6型大豆氣力高速精密播種機(jī)所采用的氣力輪式精密排種器也屬于氣吹式，該排種器主要由排種輪、推種片、風(fēng)嘴等組成。該機(jī)具有配套能力強(qiáng)、生產(chǎn)率高，播種均勻等優(yōu)點(diǎn)。 1995年西北農(nóng)業(yè)大學(xué)對(duì) v/intersteiger公司的氣力式小區(qū)精密播種機(jī)的雙吸盤排種器進(jìn)行了理論研究，簡(jiǎn)述了該排種器的構(gòu)造、工作原理，分析了主要工作部件的結(jié)構(gòu)及參數(shù)，通過(guò)回歸分析，建立了極坐標(biāo)方程，對(duì)種子在排種器內(nèi)的受力及運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了分析，同時(shí)探討了影響排種器性能的幾個(gè)因素。近來(lái)，中國(guó)農(nóng)大又對(duì)組合吸孔式小麥精

38、密排種器作了改進(jìn)，其排種性能優(yōu)于機(jī)械式排種器，而且排種器作業(yè)速度高，均勻性好，較好地實(shí)現(xiàn)了小麥單粒精密播種，但要整機(jī)大田推廣還有許多工作要做。 總體來(lái)說(shuō)，氣力式播種機(jī)在國(guó)內(nèi)發(fā)展較晚，大部分是從國(guó)外引進(jìn)并改造的，而且只是適用于小區(qū)作業(yè)。 1.4 課題研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線 1.4.1本文研究的內(nèi)容 鑒于組合式排種器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工精度低、功率小、成本低、對(duì)種子箱無(wú)特殊要求、容易實(shí)現(xiàn)單粒精播等特點(diǎn),加之玉米對(duì)生種子的不規(guī)格形狀,故本設(shè)計(jì)采用了氣吸式排種器。氣吸排種器具有播量準(zhǔn)確、省種、不損傷種子并對(duì)種子分級(jí)要求不高等特點(diǎn)，在高速作業(yè)時(shí)仍能保證良好的可靠性，但國(guó)內(nèi)圓盤氣吸式排種器

39、的工作速度普遍較低,一般為4~6 km·h-1,且實(shí)現(xiàn)雙條排種的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。故這次設(shè)計(jì)小型滾筒式氣吸排種器。 1.4.2 技術(shù)路線 為了使研究結(jié)果建立在科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯炕A(chǔ)上，研究方法的原則與運(yùn)用至關(guān)重要，在研究過(guò)程中采取了如下技術(shù)路線: 查找關(guān)于免耕播種機(jī)的資料 對(duì)原機(jī)進(jìn)行思考，提出問(wèn)題 文獻(xiàn)調(diào)研 理論分析與研究 找出設(shè)計(jì)中的問(wèn)題 確定解決問(wèn)題的方案 確定最佳改進(jìn)的方案 完成設(shè)計(jì) 圖1 技術(shù)路線圖 第2章排種器的理論分析與設(shè)計(jì) 2.1玉米

40、單播的農(nóng)藝要求 玉米播種的農(nóng)藝要求是:播種的行數(shù)為3行，行寬40cm，株距為250mm。播種深度控制在10 mm 以內(nèi)。要求播深一致，落籽均勻。 2.2總體方案的確定 為了滿足玉米單條播種的農(nóng)藝要求，保證播深和播寬以及各行播量一致性。同時(shí)克服原有玉米免耕播種機(jī)性能上的缺陷，在擬總體方案時(shí)，主要考慮了以下幾個(gè)問(wèn)題: 1)初步選定研制能與20---30馬力的四輪拖拉機(jī)配套的組合式玉米免耕播種機(jī)的排種器。 2) 根據(jù)農(nóng)藝技術(shù)要求，設(shè)計(jì)適合玉米單條精播（作業(yè)速度不大于5km/h）氣吸式排種器及為氣吸式排種器配套的風(fēng)機(jī)及相關(guān)部件。性能指標(biāo)要求玉米氣吸式排種器粒距合格指數(shù)≥9

41、0% ，重播指數(shù)≤10%，漏播指數(shù)≤5% ，種子破損率≤1%[15]。 氣吸式排種器具有投種精確，對(duì)種子的傷害較小的優(yōu)點(diǎn)。 2.2.1氣吸式排種器的吸附機(jī)理 氣吸式排種器的吸附部件主要由殼體、排種盤、配氣盤、風(fēng)機(jī)（外置）等組成。排種器的工作過(guò)程為：配氣盤的內(nèi)腔是一封閉的真空負(fù)壓室，排種盤表面的排布孔與真空室相通，真空室與空心軸相通，軸與風(fēng)機(jī)相通，風(fēng)機(jī)工作時(shí)，真空室形成負(fù)壓，滾筒轉(zhuǎn)到吸種區(qū)時(shí)，種子依靠真空室的內(nèi)外壓差通過(guò)清種區(qū)被吸附在吸孔上，清種區(qū)部位有刮種器可將多余種子剔除掉。滾筒繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)將種子攜帶至投種區(qū)，投種區(qū)的滾筒一側(cè)與大氣相通，真空度為零，種子在重力的作用下下落，投入漏斗

42、導(dǎo)種管中。 2.2.2種子吸附過(guò)程中的受力分析 在充種區(qū)作用在種子上的力及其變化是復(fù)雜的，為便于分析，做如下假設(shè): (l)由于吸孔間距離遠(yuǎn)大于吸孔直徑，故忽略各吸孔間相互影響，研究單個(gè)吸孔對(duì)單粒種子的作用情況。 (2)由于吸種過(guò)程中，排種器吸室內(nèi)空氣流量基本穩(wěn)定，所以假設(shè)為定常流。 (3)種子重心距空心軸中心距離為C，種子質(zhì)量為m。 以滾筒為例，選滾筒上上下兩點(diǎn)處種子為研究對(duì)象。當(dāng)排種器工作時(shí)，種子所受外力主要有種子重力 G、種子旋轉(zhuǎn)慣性力 J、吸孔吸附力 P 及水滴形窩孔產(chǎn)生的支持力 N。種子離開(kāi)種子群開(kāi)始移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力可忽略，如圖: 圖2 種子受力圖 當(dāng)滾筒等

43、速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，慣性力 J 的大小保持恒定，而其方向不斷變化，重力 G 的大小和方向恒定不變。從受力分析圖可以看出，合力的大小在開(kāi)始吸種時(shí)最大，隨后減小，到滾筒頂部時(shí)所受合力最小，隨后又開(kāi)始增大。當(dāng)Ｇ與 J 方向相反時(shí)，即種子達(dá)到滾筒頂部時(shí)種子所受外力的合力最小，此時(shí)所需吸孔的吸附力最小，要求的真空度亦最小。當(dāng)種子轉(zhuǎn)過(guò)頂部逐漸下降時(shí)所受合力又逐漸增大。計(jì)算真空室所需最小真空壓力時(shí)，應(yīng)以充種區(qū)所需真空壓力為基準(zhǔn)。因此，要使吸孔吸住種子，就必須滿足下列條件： P·d/2≥T·h 其中 pa 為大氣壓力； p1為在吸種部分的壓力。 2.

44、2.3吸室及吸室真空度的確定 吸室的真空度直接影響到排種孔吸種的性能，各吸種孔處的均勻程度對(duì)排種質(zhì)量有較大影響。吸室的結(jié)構(gòu)形式主要有兩種，即圓環(huán)形和梯形。根據(jù)氣吸式排種器的設(shè)計(jì)要求選用圓環(huán)形吸室結(jié)構(gòu)較為合適，這樣有利于結(jié)構(gòu)的布置及室內(nèi)真空度的一致性。 根據(jù)文獻(xiàn) ，吸室所需真空度的最大值計(jì)算公式為： Hcmax=2K1K2mgC(1+ v2/ gr+ λ)/sd [16] 式中： Hcmax— 氣吸室真空度最大值，kPa； d — 滾筒吸孔直徑，mm； C—種子重心離空心軸吸孔之間距，mm； m—粒種子的質(zhì)量，kg； s- 吸種孔面積； v—滾

45、筒吸孔中心處的線速度，m./s； r—滾筒吸孔處的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，mm； g—重力加速度，m./s2； λ—種子的摩擦阻力綜合系數(shù)，λ=（6-10）tanθ，θ為種子自然休止角； K1—吸種可靠性系數(shù)，取 1.8-2.0，種子千粒重小、形狀近似球形時(shí)，取小值； K2—外界條件系數(shù)，取 1.6-2.0，種子千粒重大時(shí)，取大值。 由計(jì)算公式可知，氣吸式排種器所需真空度極限值與吸孔直徑、滾筒吸孔處線速度及種子物理特性等有關(guān)。由此估算播種玉米時(shí)氣吸室所需真空度為 2.819kPa。 2.2.4真空壓力值對(duì)播種質(zhì)量的影響 真空壓力的大小受種子類型及品種的制約，每一種作物品種都有一個(gè)最佳

46、的真空壓力范圍。真空度減小時(shí)，漏吸率會(huì)增大，當(dāng)真空度超過(guò)最佳值時(shí)，重吸率將會(huì)增加。同時(shí)，隨著真空度的增大，漏吸率減小，重吸率略有增加，排種性能有所改善，但對(duì)排種質(zhì)量影響不明顯。原因是氣壓值過(guò)低時(shí)吸附力不足以克服種子的重力使囊種率下降漏播增加，反之，重播增加。實(shí)際工作中由于風(fēng)機(jī)與排種器之間存在管路壓力損失（一般為 40%左右）及機(jī)器振動(dòng)的影響，在設(shè)計(jì)時(shí)一般取值稍大。不同作物品種真空壓力值見(jiàn)表[17] 表一 不同作物對(duì)真空度的要求 品種 玉米 大豆 高粱 向日葵 真空壓力/Mpa 0.0027-0.0029 0.0027-0.0029 0.0022-0.0024 0.00

47、59-0.00782 2.2.5影響吸種性能的因素分析 通過(guò)對(duì)種子在各區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行受力分析，可知影響排種器吸種可靠性的主要因素有: (l)真空度的影響: 真空度直接關(guān)系到能否精確吸種、攜種，當(dāng)真空度太低時(shí)，吸種孔的吸附力不夠，就可能吸附不住種子或吸附不穩(wěn)定，在有振動(dòng)時(shí)會(huì)掉落，造成嚴(yán)重的漏播;如果真空度太大，在吸種孔處的吸附力就會(huì)太大，會(huì)使一個(gè)吸種孔同時(shí)吸附多粒種子，致使重播率增加，因此在充種區(qū)和攜種區(qū)需要適當(dāng)高的真空度以保證吸種的可靠性。 (2)滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)播種質(zhì)量的影響： 滾筒的轉(zhuǎn)速應(yīng)為保證合格排種質(zhì)量下的最大工作速度。一方面,滾筒轉(zhuǎn)速越高,種子的離心慣性力越大,氣吸室

48、所需的真空度越大,為防止出現(xiàn)漏吸,就需要提高風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。另一方面,隨著滾筒轉(zhuǎn)速的提高,吸孔與種子的接觸時(shí)間縮短,使得部分吸孔由于來(lái)不及吸種或吸種不充分造成空穴,這也需要提高真空度。但真空度的增加,又會(huì)使重播率增大。因此,為保證排種器的排種質(zhì)量滾筒的轉(zhuǎn)速不能太高。 (3)吸種孔面積的影響: 在真空度不變的條件下，吸孔面積增大，則對(duì)種子的吸力增大，吸孔與種子接觸面積大，容易造成一個(gè)吸種孔同時(shí)吸附多粒種子，重播率增加，并且氣流的泄漏損失增大;吸孔面積太小，吸孔與種子接觸面積小，吸附力也小，吸附種子的概率就會(huì)下降，造成漏播出現(xiàn)。因此要選擇一個(gè)合適的吸孔以確保精播質(zhì)量。 (4)種子的特性: 由

49、于玉米種子形狀不規(guī)則，不同型號(hào)種子的長(zhǎng)、寬、厚相差很大，種子之間相互碰撞以及種子和排種器表面之間的碰撞，也會(huì)降低播種精度。 (5). 投種高度: 投種高度對(duì)播種質(zhì)量的影響投種高度是決定播種質(zhì)量的重要參數(shù),對(duì)播種均勻性有很大影響。從排種口均勻排出的種子經(jīng)過(guò)落地之前的這段路程后,由于受空氣阻力和導(dǎo)種管壁碰撞的影響,無(wú)法保持初始時(shí)的均勻間距。投種高度愈大,種子經(jīng)歷的路程愈長(zhǎng),所受的干擾就愈大,容易引起種子落點(diǎn)不準(zhǔn)。因此,應(yīng)盡量縮短其導(dǎo)種管長(zhǎng)度,減小開(kāi)溝器高度,降低投種高度。 第3章主要零部件的設(shè)計(jì) 3.1總體結(jié)構(gòu) 總體結(jié)構(gòu)主要由以下組成：殼體、配氣盤、排種盤

50、、外蓋、進(jìn)料口、出料口、主軸等。 3.2排種器的設(shè)計(jì) 影響排種器吸排種性能的因素主要有:吸孔的形狀及大小、排種盤負(fù)壓的大小、振動(dòng)系統(tǒng)的頻率高低、滾筒轉(zhuǎn)速、投種高度和投種速度等。是否合理選擇吸孔的形狀大小、滾筒內(nèi)部負(fù)壓、振動(dòng)頻率及滾筒轉(zhuǎn)速將顯著影響排種器的吸排種性能。 滾筒是滾筒排種器的主體，滾筒采用鋁合金鑄造而成，滾筒的設(shè)計(jì)參數(shù)如下：直徑D=300mm，寬B=506mm,滾筒的厚度T=10mm， 3.2.1吸孔孔徑的確定 吸種孔形式及孔徑的大小對(duì)所需的吸室真空度影響很大，直接影響著排種器對(duì)種子的吸附能力，吸種孔徑越大其吸附種子的能力也越大，但過(guò)大的吸孔直徑對(duì)氣壓的損失

51、也較大。氣吸式排種器的排種性能與滾筒吸種孔徑關(guān)聯(lián)性密切。隨孔徑的增大，孔徑面積增大，吸附種子所需要的真空度降低，排種性能逐漸提高；當(dāng)孔徑增加到一定值時(shí)，漏氣量逐漸增大，排種性能又開(kāi)始逐漸降低。在保證排種性能的情況下，孔徑小需要的真空度較高，相應(yīng)地要提高風(fēng)機(jī)的性能，但對(duì)于一個(gè)風(fēng)機(jī)，當(dāng)達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速后真空度再有所提高的速度非常緩慢；在真空度相同的條件下，孔徑過(guò)小而使吸力不足，會(huì)使漏播增加；孔徑過(guò)大而使漏氣量增加，排種效果同樣會(huì)變差。因此，需要選擇合適于種子大小的吸種孔徑。由試驗(yàn)方法確立的吸孔直徑公式：d=(0.64～0.67)b[18]b—種子的平均寬度，mm。 表2 種子的尺寸特征

52、 注：供試種子尺寸特征如表[19]式對(duì)于玉米滾筒吸孔尺寸 d 取為3 mm。 3.2.2吸種孔數(shù)的分析及確定 吸種孔數(shù)與播種速度、播種頻率及粒距有較大關(guān)系, 吸孔數(shù)量應(yīng)該在不影響吸孔的吸種、刮種和落種的情況下多一點(diǎn)好，但是吸孔數(shù)量受到吸孔與吸孔之間距離和布局的限制，同時(shí)跟種距有關(guān)，每?jī)闪Ｓ衩追N之間的距離直接影響滾筒上每周的吸孔數(shù)量。氣吸式排種器的排種性能與滾筒吸種孔數(shù)有一定的關(guān)系。在機(jī)器作業(yè)速度一定的情況下，隨孔數(shù)的增多，滾筒轉(zhuǎn)速降低，充種時(shí)間較長(zhǎng)，排種性能逐漸提高；同樣隨著孔數(shù)的增多，兩吸種孔之間距離逐漸變小，當(dāng)孔數(shù)增加到一定值時(shí)，兩吸孔吸種

53、出現(xiàn)相互干擾，使得種子在排種孔上排列出現(xiàn)混亂，造成排種性能逐漸降低。因此影響吸種孔的因素很多。吸種孔太多，吸種孔間距太近，排種頻率就會(huì)太快，在吸附種子時(shí)，兩相鄰吸孔之間容易吸附多余的種子，刮種器也不易刮除多余的種子，影響排種器性能。此外，吸孔多，漏氣也會(huì)增多，要求提供更大的真空度。根據(jù)牽引拖拉機(jī)的速度和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比和滾筒的轉(zhuǎn)速等因素設(shè)計(jì)該排種器采用一周十二個(gè)吸孔。 由于此次任務(wù)是設(shè)計(jì)一次播種三行的玉米免耕播種機(jī)的排種器，所以再滾筒上設(shè)計(jì)三排吸種孔，而兩列種子之間的距離是有導(dǎo)種管的距離決定的，而與滾筒上的兩列孔距是沒(méi)有關(guān)系的，因此設(shè)計(jì)兩列孔距是160mm。 3.2.3刮種器

54、 吸種過(guò)程中，由于孔徑與負(fù)壓大小的影響會(huì)有多粒種子被吸附在某一吸種孔處隨吸種管轉(zhuǎn)動(dòng)而上升，當(dāng)種子轉(zhuǎn)到一定的角度時(shí)，留在吸種孔處多余的種子被清除在重力作用下回落到充種區(qū)，最后只剩一粒穩(wěn)定處于吸種孔的種子。為實(shí)現(xiàn)多余種子被清除，排種器內(nèi)部與種子分離部件相配合的刮種(清種)部件也是十分重要的。刮種器有助于提高分離精度，’但同時(shí)又容易造成種子破碎。所以，刮種器也是重要的研究?jī)?nèi)容，刮種器若清種性能好，多余的種子在清種區(qū)會(huì)被全部清除且不傷種，重播率低;相反，清種不充分，重播率就高。 氣吸式播種機(jī)上采用的刮種器是多種多樣的，有振動(dòng)式、氣吹式、刷式、刮板式、杠桿式等。該排種器的刮種器采用剛性刮板式叫，其結(jié)構(gòu)

55、如圖所示:采用一個(gè)厚度40mm半圓套，半圓套的上下兩端焊接角鐵并鉆出螺栓孔用以安裝，將來(lái)種箱也安裝在半圓套上。清種的關(guān)鍵部位是刮種槽的設(shè)計(jì)，半圓套的中間位置加工出一個(gè)槽，通過(guò)該槽使種子與吸種管直接接觸，進(jìn)而使種子被吸種孔吸附。該槽大部分的寬度約為三個(gè)種子寬度之和，在該槽開(kāi)到半圓套水平位置之前會(huì)左右各出現(xiàn)一個(gè)凸起，兩凸起間距離寬度稍大于一個(gè)種子寬度，兩個(gè)凸起不在同一水平，分別起到刮掉被吸附的多余種子作用，使多余種子落回種箱。刮種板與吸種管之間是轉(zhuǎn)動(dòng)配合，半圓套套住吸種管垂直線左側(cè)的半個(gè)圓周如圖所示:間隙既要保證吸氣管轉(zhuǎn)動(dòng)靈活還要避免種子進(jìn)入間隙被碾碎，因此間隙要小于種子的厚度[20]。

56、 3.3配氣盤 種子進(jìn)入排種器內(nèi)內(nèi)部后先是通過(guò)排種盤的孔內(nèi)，當(dāng)排種盤旋轉(zhuǎn)到一定角度后，進(jìn)入到配氣盤的負(fù)壓腔范圍，種子被負(fù)壓吸附在排種盤內(nèi)，隨著旋轉(zhuǎn)到上方時(shí)，種子會(huì)因?yàn)殡x心力和吸力的作用留在排種盤內(nèi)，其余種子掉落回儲(chǔ)種空間內(nèi)，當(dāng)種子旋轉(zhuǎn)到正壓腔時(shí)，會(huì)應(yīng)為氣壓的作用而被吹出排種盤，從出料口掉落。配氣盤由負(fù)壓腔、正壓腔、安裝孔等組成。 第4章 總結(jié) 本文在全面深入地認(rèn)識(shí)和研究了國(guó)內(nèi)外氣吸式精密排種器的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)一款氣吸滾筒式排種器，并在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上做了一些的改進(jìn)。該排種器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同時(shí)便于適時(shí)調(diào)節(jié)。通過(guò)對(duì)該排種器進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究，在整個(gè)過(guò)程中也收獲不少，從一個(gè)對(duì)農(nóng)機(jī)的半

57、文盲，到現(xiàn)在對(duì)播種機(jī)，特別是播種機(jī)的排種器這方面的深入了解，使自己的農(nóng)機(jī)知識(shí)也擴(kuò)展不少，在設(shè)計(jì)中做了一些關(guān)于對(duì)排種質(zhì)量的影響因素的分析的總結(jié)。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究分析了吸種管轉(zhuǎn)速、吸種孔孔徑和真空度對(duì)排種效果的影響，做出了以下工作:通過(guò)對(duì)吸附在吸種孔上種子受力分析，可知影響排種器吸種可靠性的主要因素有:吸種管轉(zhuǎn)速、吸種孔徑和真空度。本文對(duì)這些主要因素對(duì)排種性能的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明: (l)隨著吸種管轉(zhuǎn)速的提高合格指數(shù)有所下降，超過(guò)70r/min時(shí)明顯下降，而且漏播指數(shù)明顯上升。(2)真空度的影響與吸種孔徑有關(guān)，孔徑小的時(shí)候，真空度增大只會(huì)增加吸種可靠性，但是隨著孔徑的增大，在相同真空度下，

58、重播率顯著提高。因此在吸種孔徑較大的時(shí)候，真空度是需要重點(diǎn)考慮的因素。(3)在轉(zhuǎn)速和真空度相同的情況下，當(dāng)孔徑為5毫米時(shí)能夠得到最佳的排種效果，這在正交試驗(yàn)中也可得到驗(yàn)證。該排種器的試驗(yàn)結(jié)果表明，圓管式氣吸排種器性能良好，適合高速作業(yè)要求，而且平均合格指數(shù)達(dá)到了78.%%，在孔徑為5毫米，轉(zhuǎn)速為60r/min時(shí)，合格指數(shù)最高達(dá)到了85.46%。 設(shè)計(jì)在排種器的發(fā)展?fàn)顩r和發(fā)展趨勢(shì)及滾筒式排種器的設(shè)計(jì)、理論分析方面做了一些研究，但受客觀條件的限制，仍有不少需要完善及探索的地方，一些改進(jìn)的地方：制作整機(jī)，進(jìn)行田間試驗(yàn)，檢驗(yàn)該排種器在田間的工作效果，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析對(duì)影響因素進(jìn)一步優(yōu)化；該排種器的耐久性

59、試驗(yàn)有待于進(jìn)一步深入研究；在此排種器的基礎(chǔ)上加工出不同外形的吸種孔，以適應(yīng)不同作物種子，進(jìn)而研制能播種多種農(nóng)作物的多功能播種機(jī)，需要進(jìn)一步研究。在種箱振動(dòng)的時(shí)候，一部分種子會(huì)從種箱與滾筒的間隙中掉落，影響播種效果，還有就是如何減少負(fù)壓腔的漏氣現(xiàn)象等，這些都需進(jìn)一步的解決。由于時(shí)間及加工條件的限制，沒(méi)有做關(guān)于滾筒排種性能影響因素方面的試驗(yàn)與仿真分析等，這些都需要以后的進(jìn)一步試驗(yàn)與研究。在研究過(guò)程中可以輔助高速攝像，這樣會(huì)對(duì)種子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，為排種器今后的進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)奠定基礎(chǔ)。 致謝 衷心感謝導(dǎo)師****副教授給予的精心指導(dǎo)和無(wú)私的幫助。從設(shè)計(jì)的選題到設(shè)計(jì)的完

60、成，自始至終都是在導(dǎo)師的精心指導(dǎo)下完成的。在整個(gè)設(shè)計(jì)中，導(dǎo)師的言傳身教令我終生難忘。導(dǎo)師實(shí)事求是、一絲不茍的科學(xué)態(tài)度，令我不敢有絲毫松懈，導(dǎo)師忘我工作、不斷進(jìn)取的治學(xué)精神，給了我無(wú)形的鞭策和激勵(lì);導(dǎo)師平易近人、豁達(dá)體貼的工作作風(fēng)，使我在繁忙中感到舒暢;導(dǎo)師循循善誘、撥云見(jiàn)日的學(xué)術(shù)水平，使我少走很多彎路。在這半年里，我不僅從導(dǎo)師那里學(xué)到了工作方法，而且學(xué)到了治學(xué)、為人和處世態(tài)度，這對(duì)我今后的學(xué)業(yè)和生活將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。在導(dǎo)師身上我不僅學(xué)到了知識(shí)，更重要的是學(xué)會(huì)了許多人生道理。在此，謹(jǐn)向我的**副教授表示最真誠(chéng)的感謝! 在課題的進(jìn)行過(guò)程中，學(xué)校和老師都給予了指導(dǎo)提供了大量幫助，付出了

61、辛勤的汗水。在主要零部件的繪制過(guò)程中，馬老師經(jīng)常給予指導(dǎo)。本研究參閱大量文獻(xiàn)、資料，在此感謝文獻(xiàn)資料的作者。參考文獻(xiàn)目錄中難免有遺漏和筆誤，歡迎指正。再次表示感謝。 最后，衷心感謝在百忙中抽出時(shí)間來(lái)審閱本設(shè)計(jì)的專家、教授。 謝謝?。。? **** 2010年6月 參考文獻(xiàn) [1]全國(guó)農(nóng)牧漁業(yè)豐收計(jì)劃辦公室編. 精量半精量機(jī)械化播種技術(shù)[M].北京:經(jīng)濟(jì)科學(xué)出版社，1996 [2]終屏亞，羅振鋒，矯樹凱.現(xiàn)代玉米生產(chǎn)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社，1998. [3] 高煥文，李問(wèn)盈.保護(hù)性

62、耕作技術(shù)與機(jī)具 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 [4] 高煥文. 北方旱地機(jī)械化耕作模式探討. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 1996 [5] 高煥文，李洪文，陳君達(dá). 可持續(xù)機(jī)械化旱作農(nóng)業(yè)研究. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1999 [6] 張晉國(guó). 帶狀粉碎免耕播種機(jī)試驗(yàn)研究. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文, 2001,3 [7] 蔣金琳 北方夏玉米免耕覆蓋播種技術(shù)及配套機(jī)具的研究.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究, 1997 [8] 胡鴻烈，丁加明，曾愛(ài)軍，施森寶. 2BQM-6A型免耕播種機(jī)的研制. 北京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1993 [9]劉君梅 河北省玉米收獲機(jī)械化發(fā)展研究[D][碩士學(xué)位論文]，2007，11 [1

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