【正文】 電動排種器試驗設(shè)計畢業(yè)論文目 錄1 前言 1 本研究的目的與意義 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 國內(nèi)外常用排種器的分類 1 幾種主要排種器的介紹 2 排種器今后的發(fā)展趨勢和要求 72 排種器工作性能及實驗分析 8 排種器工作性能的分析 8 排種器的實驗分析 15 小結(jié) 213 排種器的設(shè)計 22 22 排種盤的設(shè)計 22 排種器的裝配過程仿真 23 排種器的運(yùn)動仿真 26 小結(jié) 284 電動機(jī)的選擇及連接 28 電動機(jī)型號的選擇 28 電動機(jī)和排種器的連接 29 小結(jié) 295 結(jié)語 29參考文獻(xiàn) 30致 謝 32I1 前言 本研究的目的與意義隨著社會的發(fā)展，播種機(jī)具已經(jīng)從原始的“播種耬”發(fā)展到現(xiàn)今的撒播機(jī)、條播機(jī)、穴播機(jī)和精播機(jī)等多種形式的播種機(jī)具；播種機(jī)的主要構(gòu)成部分——排種部件或排種裝置，即排種器，也從遠(yuǎn)古的“瓠”發(fā)展到現(xiàn)今先進(jìn)的振動氣吸式排種器、液力排種器、集中式排種器等。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 排種器在國外的發(fā)展20世紀(jì)40年代，國外就開始研制各種精密播種機(jī)，如今已達(dá)到相當(dāng)完善的程度，不僅能保證單粒精密播種，而且在播種機(jī)上設(shè)有完善的整地、覆土、鎮(zhèn)壓及施肥、噴藥裝置[2]。50年代研制出的氣力式精密排種器，現(xiàn)已應(yīng)用于播種機(jī)的多種成熟機(jī)型。氣力式排種器又分為負(fù)壓式和正壓式。負(fù)壓式也叫氣吸式，如法國的紐瑪西姆精密排種器，其主要工作部件是一個豎直、帶有吸孔的排種盤。正壓式又分為氣壓式和氣吹式兩種。氣壓式是靠種子重力和刮種器完成刮種，如賽可羅排種器。該排種器是一種氣壓集中排種式，主要由排種滾筒、毛刷刮種器、橡膠卸種輪等部件組成，排種滾筒的圓周上有8排窩眼孔。氣吹式排種器是用高速氣流吹走多余的種子，如埃落瑪特氣吹式排種器。該排種器主要由型孔輪、氣流噴嘴、推種板等組成，型孔輪的輪周均勻分布著錐形通孔[3]。 排種器在國內(nèi)的發(fā)展國內(nèi)排種器早期發(fā)展多為條播類如槽輪式、離心式、匙式等。而精密播種技術(shù)發(fā)展比較遲，20世紀(jì)70年代才開始研究精密播種機(jī)，但其發(fā)展速度非?？?，所涉及到的排種器形式十分廣泛。如各種圓盤式排種器、氣吸式、氣壓式、氣吹式排種器等，而具有我國獨創(chuàng)特色的窩眼輪式排種器、紋盤式排種器、錐盤式精密排種器獲得了大量應(yīng)用[4]。 國內(nèi)外常用排種器的分類目前，國內(nèi)外常用的排種器按播種方式可分為條播和穴播兩大類。條播排種器有外槽輪式、內(nèi)槽輪式、撥輪式、勺式、磨盤式、花盤式、離心式及氣力式等；穴播排種器有各種型孔盤式（水平的、豎直的及傾斜的）、型孔輪式、型孔帶式、指夾式以及各種氣力式（氣吸式、氣吹式及氣送式等）。按排種器能否形成等時距均勻種子流和精確控制排種量，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，其中氣力式排種器包括氣吸式、氣吹式和氣壓式3種形式。 幾種主要排種器的介紹 外槽輪式排種器我國大部分谷物條播機(jī)均采用外槽輪式排種器，由排種盒、排種軸、外槽輪、阻塞輪及排種舌等組成。排種軸通過軸銷帶動外槽輪轉(zhuǎn)動，用槽輪齒將種子排入輸種管。槽輪轉(zhuǎn)動時，阻塞輪不轉(zhuǎn)，內(nèi)齒形擋盤（又叫花擋盤）則隨槽輪一起轉(zhuǎn)動。阻塞套與內(nèi)齒形擋盤可防止種子從種子盒的兩個側(cè)壁漏出。槽輪轉(zhuǎn)動時，凹槽內(nèi)種子隨槽輪一起轉(zhuǎn)動。在槽輪外面有一層種子隨槽輪齒及凹槽內(nèi)種子一起轉(zhuǎn)動，這一層種子稱為帶動層；在帶動層外，則是不流動的靜止層。帶動層內(nèi)種子的運(yùn)動速度低于槽輪的圓周速度， 且向外遞減為零。凹槽排種器和帶動層排種均為強(qiáng)制排種，因而外槽輪排種器的排種量比較穩(wěn)定。但是，凹槽排種具有脈動性，導(dǎo)致種子在行內(nèi)分布的均勻性較差。槽輪在排種盒內(nèi)的伸出長度，稱為槽輪工作長度。軸向移動排種軸，可改變槽輪工作長度，以調(diào)節(jié)播量。1. 種箱 2. 排種輪 3. 種子 4. 排種舌圖 11 外槽輪排種器外槽輪式排種器的特點是：1） 通用性好，能播各種粒型的光滑種子，如麥類、高粱、豆類、玉米、谷子和油菜等。2） 播種量穩(wěn)定，受地面不平度、種子箱內(nèi)種子存量及機(jī)器前進(jìn)速度的影響較小。3） 播量調(diào)整機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)較簡單，調(diào)整方便可靠。4） 結(jié)構(gòu)簡單，制造容易。5） 各行播量一致性較好，但種子在行內(nèi)分布有脈動現(xiàn)象，均勻性較差，且排種均勻性受機(jī)器震動的影響非常大。 圓盤式排種器圓盤式排種器主要用于中耕作物穴播和單粒精密播種。按圓盤回轉(zhuǎn)平面的位置可分為水平、傾斜和豎直3 種形式。水平圓盤排種器構(gòu)造比較簡單，工作可靠，在機(jī)器前進(jìn)速度較低時工作質(zhì)量良好，因而應(yīng)用很廣泛。排種盤有周邊型孔式（稱為槽盤）及型孔式（稱為孔盤，可為圓孔、橢圓孔或其他型孔）兩類。周邊型孔式對種子粒型的適應(yīng)性比較好，所以應(yīng)用較好。型孔盤還可分為穴播型和單粒型。穴播型每孔可容納幾粒種子，用于穴播。單粒型每孔只能容納一粒種子，適用于單粒精密播種。如果在開溝器上裝有成穴裝置，則單粒型型孔盤也可用于穴播。但是水平圓盤式排種器從排種口到種溝溝底距離（投種高度）較大，種子在投種過程中受導(dǎo)種管管壁的阻礙，而且在溝底的彈跳較大，會影響株距而降低株距合格率。采用傾斜圓盤可降低出種口高度，但其傳動比較復(fù)雜。豎直圓盤排種器投種高度小，圓盤的后向分速可部分抵消機(jī)器前進(jìn)速度， 降低種子到達(dá)溝底時絕對速度的水平分速，減少種子在溝底的彈跳，其傳動也比較簡單。但豎直圓盤型孔的充種性能稍差。在高速作業(yè)時，圓盤式排種器充種都比較困難，播種質(zhì)量不易保證。1. 輸種管 2. 排種器殼體 3. 護(hù)種板 4. 刷種輪 5. 第二充種室6. 種箱 7. 第一充種室 8. 鏈條 9. 種子 10. 排種輪圖 12 型孔式精量排種器 圖 13 水平圓盤式排種器圖 14 雙錐面水平圓盤三維模型 氣吸式排種器氣吸式排種裝置是利用空氣真空度產(chǎn)生的吸力工作的，其主要工作部件是一個帶有吸孔的豎直排種圓盤。排種盤的背面有真空室，真空室與風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口相連接，使真空室內(nèi)存在負(fù)壓。排種盤的另一面是種子室。當(dāng)排種盤回轉(zhuǎn)時，在真空室負(fù)壓作用下，種子被吸附于吸孔上，并隨排種盤一起轉(zhuǎn)動。當(dāng)種子轉(zhuǎn)出真空室后，不再承受負(fù)壓，就靠自身質(zhì)量或在推種器作用下落到種溝內(nèi)。刮種片（播量校正片）的作用是除去吸孔上多余的種子，其位置可調(diào)整。排種盤可以更換，以改變吸孔大小和盤上吸孔數(shù)，使之適應(yīng)不同種子尺寸形狀， 并通過播種傳動比和盤上吸孔數(shù)的改變，實現(xiàn)要求的株距。 圖 15 氣吸式精密排種器氣吸式排種器的優(yōu)點是：對種子尺寸形狀要求不嚴(yán)格，通用性好，用吸孔吸種可提高播種機(jī)作業(yè)速度。但是，氣吸式排種器充種室種子群狀態(tài)不合理會影響排種性能；回轉(zhuǎn)的排種盤與不動的真空室配合，氣密性要求高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且容易磨損；刮種片的調(diào)整也比較麻煩；此外，一般氣壓（或真空度） 在 300～800 mm H2O 時，對風(fēng)機(jī)及其動力傳遞結(jié)構(gòu)要求較高。 氣吹式排種器氣吹式排種器由德國貝克公司首先研制成功的[5]。其排種裝置是輪周制成有錐形通孔的行孔輪，用氣流噴嘴代替刮種器，使每個型孔只充入一粒種子而實現(xiàn)精密播種。氣流清種原理是當(dāng)充滿種子的型孔通過氣流噴嘴時，氣流通過錐形型孔、型孔底部的小孔進(jìn)入型孔輪內(nèi)腔再排入大氣。因氣流通過種子與小孔的縫隙時速度較高，形成壓差，因而使一粒種子貼緊在錐形型孔的底部，多余的種子則被噴嘴噴出高速氣流吹出型孔。充有一粒種子的型孔進(jìn)入護(hù)種器后卸壓，靠重力或用排種板將種子推出型孔，排入種溝[6]。文獻(xiàn)[7]合理地在量綱分析的基礎(chǔ)上，去得了充填壓對充填層種子的平均作用力模型，并回歸實驗數(shù)據(jù)得出了型孔極限速度的公式，初步揭示了氣吹式排種器的充種原理。目前，美國約翰迪爾公司生產(chǎn)的播種機(jī)上很多應(yīng)用的是氣吹式排種器，其技術(shù)水平居于世界領(lǐng)先地位。 圖 16 氣吹式排種器氣吹式排種器的特點是：1） 型孔為圓錐形，容積較大，因而充種性能好。2） 對種子的形狀和尺寸要求不很嚴(yán)格，不分級的種子也可用。3） 播種不同作物種類只要更換型孔輪并相應(yīng)地改變氣壓；調(diào)整株距只需改變傳動比。4） 充種性能好，可提高機(jī)具工作速度。 振動氣吸式排種器振動式氣吸播種裝置由供盤機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)構(gòu)、播底土裝置、播種裝置、覆土裝置、噴水裝置和托盤等組成，由輸送機(jī)構(gòu)將各部分按順序串接而成。播種裝置是精密穴播機(jī)的核心，包括吸種部件和振動部件。吸種部件由吸嘴、吸種板、氣室、吸氣管、閥門和真空泵等組成；振動部件由電磁激振器、振動彈簧、種盤和吸鐵等組成，種盤和吸鐵固定連接。工作時，打開激振器，選擇合適的振動參數(shù)，使種盤內(nèi)稻種相互分離，成拋擲運(yùn)動狀態(tài)；開啟真空泵，旋開閥門，使吸種部件氣室內(nèi)形成一定負(fù)壓； 將吸種部件移動到種盤正上方，并接近拋擲運(yùn)動狀態(tài)稻種；稻種在氣室負(fù)壓的作用下被均勻地吸附在吸種板的吸嘴上；吸種后，將吸種部件移至育秧穴盤上方適當(dāng)位置， 迅速釋放氣室內(nèi)負(fù)壓，稻種靠自身重力落入育秧穴盤（即投種），從而實現(xiàn)對靶精播。振動氣吸式播種裝置采用激振機(jī)構(gòu)使種子產(chǎn)生拋擲運(yùn)動， 以克服種子間的內(nèi)摩擦力而形成“準(zhǔn)流體”， 在氣力作用下由吸種部件上的吸嘴完成精密播種。種子的拋擲狀態(tài)、氣力參數(shù)和吸嘴結(jié)構(gòu)及參數(shù)直接影響排種裝置的排種性能：種子拋擲運(yùn)動有利于吸種運(yùn)動的進(jìn)行；合理的氣力參數(shù)有利于吸種運(yùn)動的完成；吸嘴結(jié)構(gòu)的優(yōu)化有利于排