【文章內(nèi)容簡介】 期 tA——電磁吸力最大時(shí)刻 tB——電磁吸力最小時(shí)刻在電磁力最大瞬間，排種盤在吸力作用下，帶著種子從前上方向后下方運(yùn)動，種子受到與排種盤運(yùn)動方向相反的慣性力的作用。此時(shí)，與排種盤垂直的慣性力分量向上，使種子作用在排種盤上的正壓力減小，摩擦力也減小；若與排種盤平行的慣性力大于摩擦力時(shí)，種子便沿排種盤螺旋軌道向前上方滑移；若與排種盤垂直的慣性力分量大于種子自重在垂直排種盤方向的分量時(shí)種子將跳起來。 (a)中從位置B2到B3。 種子騰空時(shí)間與升移量的關(guān)系如果種子騰空時(shí)間等于排種盤下降時(shí)間，則種子再與排種盤接觸時(shí)，就升移了一大步， (a)所示，種子從B1到B4。如果種子騰空時(shí)間小于排種盤下降時(shí)間，則種子將過早的返回排種盤，隨排種盤一起下降，有如在排種盤上“進(jìn)一步退兩步”，每次升移都很小， (b)所示。如果種子騰空時(shí)間大于排種盤下降時(shí)間，則種子將過晚返回排種盤，跳的很高落得很近；甚至落回原位，沒有升移。 (c)所示。 種子的受力分析 種子的受力分析種子在排種盤內(nèi)的受力情況可以分為兩種狀態(tài)，一種是在電磁力減小到零的時(shí)候，一種是電磁力在增加到最大的時(shí)候。（a）、（b）所示。其中：F——種子與螺旋軌道之間的摩擦力；m——種子的質(zhì)量；g——重力加速度；N——螺旋軌道的反力；a——排種盤的加速度；α——螺旋軌道的升角（螺旋軌道與水平面夾角）；β——螺旋軌道的振動升角或種子的拋射角；根據(jù)達(dá)蘭貝爾原理，作用在工件上沿螺旋槽方向的力，除摩擦力F和工件重量沿x方向的分量外，還有慣性力；而由于排種盤圓周速度不大，離心力對工件沿x方向運(yùn)動的影響很小，可以忽略。 故種子在排種盤上的運(yùn)動微分方程為： 式（21）式(21)中 ——種子沿螺旋軌道相對移動的加速度。為了確定種子的輸送條件，可以對排種盤作進(jìn)一步分析，當(dāng)彈簧長度和排種盤振幅之比值很大時(shí)，排種盤振動方向與彈簧垂直。設(shè)排種盤在此方向以角頻率和振幅A作簡諧振動，則在t時(shí)間，排種盤的位移s，速度v，加速度a分別為： ； ； 將加速度值帶入（21）式中，得： 式（22）摩擦力F的方向取決于相對運(yùn)動的方向，即當(dāng)相對速度大于0時(shí)，F(xiàn)＝N 當(dāng)相對速度小于0時(shí)，F(xiàn)＝+N式中 ——種子與螺旋軌道之間的摩擦系數(shù)。由圖24可知： 式（23）式(23)中“+”用于排種盤向前升移時(shí)，“－”用于排種盤向后降移時(shí)。將F值帶入(22)式并整理后，得： 式（24）式(24)中兩括號內(nèi)的正號用于種子向前升移時(shí)，負(fù)號用于種子向后降移時(shí) 。 種子的運(yùn)動分析種子在排種盤上的運(yùn)動主要有兩種形式，即跳躍和滑移。下面就對這兩種運(yùn)動形式的產(chǎn)生條件進(jìn)行理論分析，如下：產(chǎn)生跳躍的條件：種子產(chǎn)生跳躍的情況發(fā)生在電流I0時(shí)，螺旋槽在電磁力的吸引下，向左下方加速運(yùn)動時(shí)，由于種子受慣性力作用而脫離螺旋槽，作瞬時(shí)微小的跳躍。由于螺旋槽突然離開種子，向左下方運(yùn)動，使得式（23）中的N0時(shí)，種子便產(chǎn)生騰空現(xiàn)象，此時(shí)式（23）可以改寫成： 式（25）所以，種子產(chǎn)生跳躍的條件為： 式（26） 產(chǎn)生滑移的條件：排種盤振動時(shí)，與螺旋槽平行的慣性力分量大于靜摩擦力F以及種子重量在螺旋槽方向分量的代數(shù)和時(shí)，種子才有可能向前或向后滑移，故種子滑移的條件是： 式（27）種子向后降移的條件是： 式（28）種子向前升移的條件是： 式（29）其中 由此可知，種子運(yùn)動狀態(tài)主要取決于慣性力的大小，慣性力又取決于使種子獲得加速度的排種盤的振幅的大小。設(shè)螺旋槽沿x方向的最大振幅為故螺旋槽的瞬時(shí)振幅為：令、分別表示種子向前、向后滑移和跳躍時(shí)，螺旋槽沿x方向所必須的振幅值，由式（26）、（28）、（29）得 式（210） 式（211） 式（212）由以上分析可知，通過調(diào)整排種盤的振幅，可以得到種子的各種運(yùn)動狀態(tài)。當(dāng)然，對于設(shè)計(jì)者來說，追求的就是種子的連續(xù)向前升移。種子在排種盤上運(yùn)動的平均速度取決于排種盤的螺旋升角、振動升角、和種子的形狀、尺寸及二者之間的摩擦系數(shù)，還同電磁鐵的激振頻率f和螺旋槽方向振幅Ax的大小有關(guān)。 =式中 ——排種盤的最大速度，k ——速度損失系數(shù)，種子沿螺旋槽滑移前進(jìn)時(shí)，k＝～；種子沿螺旋槽跳躍前進(jìn)時(shí)，k=~。因此電磁振動排種器的輸種速度可由下式估算： 式（213）式中 f——電磁鐵激振頻率；l——種子長度；——充滿系數(shù)，形狀簡單而表面光滑的種子，＝～，復(fù)雜而又帶毛刺的種子，＝～。由主振彈簧的安裝角及排種盤的升角確定，角的大小直接影響到種子的運(yùn)動狀態(tài)。因此，角選擇應(yīng)保證在其它條件相同的情況下，使種子沿排種盤前進(jìn)的速度最大。根據(jù)$，令x＝，＝0176。，對式（24）化簡，然后積分，得到種子速度與角的函數(shù)關(guān)系，再求速度對角的偏導(dǎo)數(shù)，并令其值等于零，經(jīng)計(jì)算得： 式(214)其中，0——種子與排種盤之間的靜摩擦系數(shù) 一般當(dāng)激振頻率f＝100HZ時(shí)，＝10～16176。；激振頻率f＝50HZ時(shí)，＝20～25176。經(jīng)過試驗(yàn)測量得到，棉種與排種盤之間的靜摩擦系數(shù)0＝，將其帶入式(214)中，得： ＝23176。由升程及中徑大小確定，太大則速度降低，甚至無法輸種：小些，輸種速度提高，但升程減小，一般?。?～3176。，對摩擦系數(shù)大的種子，可適當(dāng)?shù)娜〈笠稽c(diǎn)，?。?～5176。根據(jù)$，種子向前滑移的條件為,在極端情況下，令＝，由式（210）、（211），可得許可的最大排種盤傾角為：， ——種子與排種盤之間的摩擦系數(shù) 式(215)在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)， 角應(yīng)比 小些，即 k， k——可靠系數(shù)，～ 式(216)經(jīng)過試驗(yàn)測量得到，棉種與排種盤之間的動摩擦系數(shù)為=，已求得＝23176。，將以上數(shù)據(jù)帶入式（215）中，得176。)176。取k＝，由式（316）得：＝176。 排種盤基本結(jié)構(gòu)尺寸 排種盤基本結(jié)構(gòu)尺寸排種盤的形式確定后，排種盤的基本結(jié)構(gòu)尺寸主要取決于種子的形狀、尺寸、螺旋槽的整理要求，以及兩者之間的摩擦系數(shù)、輸種速度等因素。如已知棉種尺寸為：lp——種子的長度；bp——種子的寬度；hp——種子的高度。則排種盤的基本結(jié)構(gòu)尺寸可由表1初步確定。為保證結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能夠適應(yīng)于大多數(shù)棉種，設(shè)計(jì)時(shí)依據(jù)較大尺寸的棉種為準(zhǔn)。經(jīng)初步粗略測量，得到光籽棉種的幾何尺寸如下： lp=， bp=， hp= 在$＝3176。，取s＝3mm，e＝3mm，根據(jù)表1中計(jì)算公式，得出排種盤的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)為：t= hp+s=62mmB＝bp＋3＝8mmD外＝D中＋B＋2e＝76mmD內(nèi)＝D中－B＝54mmH＝ D外23mm 排種盤基本尺寸計(jì)算公式待定參數(shù)參數(shù)計(jì)算公式及說明螺旋槽間距tt= hp+s (mm) 或滿足：2 hp+st hp+s螺旋槽板厚度s車制螺旋槽：s=3～5 (mm)，鈑金螺旋槽：s＝1～2 (mm)排種盤中徑D中(mm)排種盤外徑D外D外=D中+B+2e (mm)螺旋槽寬度BB=bp+2～3 (mm)排種盤壁厚度e車制螺旋槽：e=3～5 (mm) ，鈑金螺旋槽：e＝1～2 (mm)排種盤內(nèi)徑D內(nèi)D內(nèi)＝D中－B，一般D內(nèi)＝（8～11）lp (mm)排種盤高度HH＝（～）D外 (mm)，一般保證H＝（～3）t在實(shí)際工作中，為了避免頻繁的添加棉種，并保證種子更快更穩(wěn)定的從排種盤內(nèi)輸出，種子在排種盤內(nèi)的層數(shù)不易過多，所以