【正文】 Chemical Engineering，2009，33(1)：256266． [27] Pianet G，Bertrand F，Vidal D，etc．Modeling the pression of particle packings using the discrete element method[C]．TAPPI advanced coating fundamentals symposium proceedings，2008，278288． [28] Doucet J，Bertrand F，Chaouki J．Experimental characterization of the chaotic dynamics of cohesionless particles：Application to a Vblender [J]．Granular Matter，2008，10(2)：133138．[29] 龐昌樂(lè)，鄂卓茂，蘇聰英，等．氣吸式雙層滾筒水稻播種器設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2000，16(5)：5255． [30] 小林悅男，小田富広，重光裕昭．ドラム揺動(dòng)式播種裝置：日本，8322332A[P]，19961210． [31] 劉銀嶺．水稻播種機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：中國(guó)，200620021542 [P]．2006824．.。并設(shè)計(jì)了擋土板，可以有效地防止了土壤落在導(dǎo)流板和秧盤中時(shí)四處飛濺。2）確定了排土滾筒的排土量和轉(zhuǎn)速與 V 形推土片寬度、生產(chǎn)率、播土厚度之間的數(shù)學(xué)模型。 本文在全面介紹了國(guó)內(nèi)外的育秧技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r和國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的播土裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，分析并指出了現(xiàn)有播土裝置的不足，提出新型播土裝置，并對(duì)此進(jìn)行了系統(tǒng)的理論分析與研究。工廠化育秧包括播土、播種、覆土、灑水等主要過(guò)程。 3D 圖。以下圖44444和45為播土裝置的關(guān)鍵部件。毛刷擋土板導(dǎo)流板秧盤 擋土板示意4 CATIA 的播土裝置 3D 實(shí)體建模 零件在設(shè)計(jì)播土裝置之前，首先要對(duì)裝置的各零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)。擋土板最下端與秧盤上表面的距離設(shè)計(jì)為 10mm，用于安裝鋼刷，將穴坑邊緣上的土壤刷落到穴坑中。 圖 中的 B 點(diǎn)是導(dǎo)流板表面的延長(zhǎng)線與秧盤上表面的交點(diǎn)，經(jīng)計(jì)算，B 點(diǎn)到導(dǎo)流板最下端的水平距離為 ，因此擋土板的位置應(yīng)該在 B 點(diǎn)的后方，且 K，取 30mm。因此，設(shè)計(jì)了擋土板，并在擋土板的下方安裝鋼刷，如圖 所示。 排土滾筒在排土的時(shí)候，會(huì)有很少一部分土壤會(huì)粘在推土片上，對(duì)隨后的排土不利，因此，在導(dǎo)流板上端和滾筒之間安裝了鋼刷，用它來(lái)刷去滾筒上殘留的土壤。由式可知，當(dāng) λ=2/3，L1=20mm，P=500（盤/小時(shí)）時(shí)，n≈，遠(yuǎn)小于 ，滿足生產(chǎn)要求。當(dāng) γ=40186。~35186。根據(jù)表 3—2，所選土壤與金屬的摩擦角為 26186。假設(shè)土壤落在導(dǎo)流板的最下端，則： (313)為了保證土壤能夠完全落到導(dǎo)流板上，將導(dǎo)流板的最上端低于軸線 OB 以下。假設(shè)土壤從土箱排土口排出后，就離開(kāi)了滾筒表面做拋體運(yùn)動(dòng)，設(shè)在 A 點(diǎn)的速度為 v土，在水平方向和豎直方向的分速度分別為 vx和 vy。結(jié)構(gòu)示意圖如圖 所示。因此，設(shè)計(jì)了導(dǎo)流板，這樣可以緩解土壤對(duì)秧盤的沖擊，可相對(duì)減小排土高度，減少塵土飛揚(yáng)，而且還可以使土壤在導(dǎo)流板上均勻分散開(kāi)來(lái)，提高排土均勻性。39。39。39。對(duì)于平盤育秧，根據(jù)育秧要求，平盤中床土厚度為 20mm~25mm 之間，平盤尺寸為長(zhǎng)寬=600300mm 秧盤厚度為 5mm。 設(shè)育秧生產(chǎn)率為 P（盤/小時(shí)），秧盤的長(zhǎng)度為 S（mm），則播完一盤床土所用的時(shí)間 t（s）和秧盤輸送帶速度 v（mm/s）分別如下：t =v =而在時(shí)間 t 內(nèi)，滾筒的排土量應(yīng)該與秧盤中的土量相等，則：Qt = Q39。播床土?xí)r，1/2≦λ≦2/3；播表土?xí)r，1/3λ1/2。根據(jù)穴盤育秧要求，每個(gè)穴坑中床土體積占穴坑總體積的 1/2~2/3。根據(jù)排土結(jié)構(gòu)的工作原理，排土滾筒在單位時(shí)間內(nèi)由推土片排出的土量 Q1（mm3）為：Q1= (34)式中：n—滾筒轉(zhuǎn)速（r/min）。在土壤不被堵塞的情況下，排土口開(kāi)口取最小值，本文用 a 表示排土口大小，單位為 mm，則 ≦a≦5。在此取排土口的最大開(kāi)口為 5mm。在某一生產(chǎn)率條件，秧盤中的土壤厚度如不能達(dá)到生產(chǎn)要求，可以通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)口大小，增大排土滾筒的排土量。承土箱滾筒螺栓螺母開(kāi)口調(diào)節(jié)板這樣，任何土壤都不會(huì)從土箱中自由落下。所以，∠AOB=75186。~20186。排土口的位置不能太低，否則土壤會(huì)自由落下。 （4）．土箱開(kāi)口位置的確定 圖 為土箱開(kāi)口位置示意圖。因此，根據(jù) V 形推土片在滾筒表面的分布，同時(shí)為了保證排土效率，L1的取值為 20≦L145mm。即最左側(cè)推土片作用區(qū)域最小，最右側(cè)推土片作用區(qū)域最大，而推土片作用區(qū)域?qū)挾扰c推土片幅寬相等。B180。A180。 三種推土片作用區(qū)域示意圖從圖中可知，寬度 ABA180。180。180。180。180。180。E180。C180。α，多邊形 ABCDE、A180。 土壤與鋼的摩擦系數(shù)f隨土壤濕度增加而變化的情況根據(jù) V 形推土片的排土原理，當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)后，推土片所掃過(guò)區(qū)域內(nèi)的土壤將被排出土箱，圖 表示了三種推土片的作用區(qū)域示意圖，圖中 B2180。重型砂壤土及粘土22176。輕型及中型砂壤土20176。砂土及粘性砂壤土176。表32 土壤與鋼的摩擦系數(shù)與摩擦角的計(jì)算值土壤類型摩擦系數(shù)f摩擦角Φ砂土及砂壤土（松散的）16176。表 3—2 給出了土壤與鋼之間的摩擦系數(shù) f 與摩擦角 φ。本文所用的土壤為壤土，土壤與鋼的最大摩擦角為 35186。αφ，即 0α90186。αφ 時(shí)，土壤與推土片側(cè)面之間就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，部分土壤向推土片前進(jìn)方向的反方向移動(dòng)，在 V 型推土片附近就不會(huì)有土壤被滯留。αφ 時(shí)，與推土片側(cè)面接觸的土壤不能自由滑動(dòng)，會(huì)在推土片附近形成滯留區(qū)，90186。本文中，V 型推土片寬度 B1=10mm；為了方便表述，定義 L1為 V 形推土片幅寬，B2為 V 形推土片長(zhǎng)度。與滾筒軸線垂直，角度 α 是推土片側(cè)面與滾筒表面的交線的螺旋傾角。 圖中的 OO180。在本文中，推土片厚度 M=3mm。在排土結(jié)構(gòu)正上方是土箱，土箱后擋板與排土滾筒表面的距離必須要比推土片厚度大，但是也不能太大，否則，土箱中的土壤就會(huì)滑出土箱，只要滾筒在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，推土片與土箱后擋板之間不相互干涉即可。在滾筒圓周上分布 16 排的推土片，每一排有 8 個(gè)推土片，這樣每一排上的相鄰兩個(gè)推土片之間的中心距離為 45mm，排與排之間的弧長(zhǎng)約為 ，即圖 （b）中 B=，L=45mm。 橡膠彈性板平面示意圖 秧盤型號(hào)與播寬B秧對(duì)照表名稱缽體盤缽體毯狀盤毯狀盤秧盤總穴數(shù)規(guī)格尺寸比播寬B秧 mm2515 2512600:350 600:300345 3002616 3616585:356 600:300352 2804016 3618 3020600:300280（2）．V 形推土片在滾筒表面上的分布 圖 所示為 V 形推土片在滾筒表面分布情況的平面展開(kāi)圖及局部放大圖。設(shè)于箱體內(nèi)的橡膠彈性板的前部貼附在勺式外槽輪的左右兩側(cè)和后方，其前方開(kāi)口(圖 )，寬度與秧盤播寬B秧 相等，控制著外槽輪的充種區(qū)域，同時(shí)與外槽輪接觸，使其隨外槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)，促進(jìn)外槽輪充種。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)有播土裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，確定滾筒直徑 D=200mm。當(dāng)∑FY0 時(shí)，土壤就會(huì)被推土片推出土箱，完成秧盤播土工作。=tanφ, φ 是土塊與金屬之間的摩擦角。）； Fτ—土壤產(chǎn)生剪切破壞所需的最小剪切力（N）181。因此有： （32）式中：F181。為滾筒表面對(duì)土壤的摩擦力，另外，滾筒表面給土塊的作用力為 N。)c—床土的粘結(jié)力(N/mm2)刮板 刮板排土原理從（31）式可知，造成土壤剪切破壞的最小剪切力由土壤顆粒之間的粘結(jié)力和土粒沿著剪切面移動(dòng)的摩擦力組成。刮板刮土正是源于這一原理，刮板在播土箱的一側(cè)從底部向床土作用一推力 F（等于剪切力 τA）剪切床土，使底層床土從一側(cè)向另一側(cè)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)床土從土箱排出。螺栓滾筒端面法蘭盤軸 排土滾筒結(jié)構(gòu)示意圖2）排土滾筒的工作原理對(duì)于刮板式播土結(jié)構(gòu)的工作原理如圖 。法蘭盤通過(guò)平鍵與滾筒軸配合，端面與滾筒是焊接在一起的，端面與法蘭盤用螺栓固定在一起。由于生產(chǎn)環(huán)境的限制，不宜采用泥漿播土。3 播土裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 排土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)1）排土滾筒結(jié)構(gòu)的確定按照排土結(jié)構(gòu)的不同，有平帶式、槽輪式、波紋滾筒式、刮板式，另外還有泥漿鋪土裝置。其中導(dǎo)流板可以起到緩解土壤對(duì)秧盤