氣吸滾筒式精密排種器的優化設計
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摘要
世界各國都很重視精量播種技術，精密播種可以節約大量的種子，節省田間間苗定苗用工，增加作物產量。本文在對國內外現有的氣吸滾筒式精密排種器深入研究的基礎上，對原有的設計進行了改進并制造了一種新型的氣吸滾筒式精密排種器。該排種器具有以下的特點:首先，對主軸結構進行了優化設計，采用了一根主軸形成兩個壓腔的設計方法，既保證了同軸度又減少了軸承的磨損，大大延長了軸承的使用壽命。其次，由于采用了彈簧結構，在隔氣板與滾筒內壁接觸轉動的過程中，減少了因摩擦而導致的磨損漏氣的問題。第三，對種箱進行了激振，使種子在種箱中形成“沸騰”狀態，更有利于滾筒的吸種。
結合該氣吸滾筒式精密排種器，本文主要開展了以下幾個方面的研究工作:
1.對氣吸滾筒式精密排種器的吸種及排種過程進行了理論分析，得到了吸附力、吸種高度、排種誤差、碰撞角和碰撞速度等數學模型，并對影響吸排種效果的因素進行了分析。
2.運用ANSYS有限元分析軟件對吸孔及正負壓腔的氣流場進行了建模與仿真試驗，結果表明:直孔的吸種性能比錐形孔和沉孔好:孔徑越大，吸種能力越強;吸孔導程對吸種性能無顯著影響;滾筒壁上的吸孔靠近正負壓腔氣流大的地方，受到氣流的影響也較大。
3.對該排種器進行了試驗研究，著重對吸孔的形狀、吸孔的孔徑、吸孔的內外壓差、種箱振動頻率、吸種滾筒轉速五個關鍵因素進行了分析。運用DPS軟件對試驗數據進行了處理。通過極差和方差分析，得出了影響試驗因素的主次順序及最優組合。
4.運用二次多項式回歸模型，建立單粒率、空穴率與各個顯著因素的關系式。以油菜種子為試驗對象，經過組合選優及試驗驗證，當吸孔孔徑為1mm，吸孔為錐形孔，吸孔壓差為2kPa，振動頻率為80Hz,滾筒轉速為14r/min時，單粒率達到92%,空穴率為4%。
通過對氣吸滾筒式精密排種器的理論分析、計算機仿真及試驗研究，得到了一些規律，為其實際應用奠定了基礎.
關鍵詞:精密播種;氣吸滾筒式精密排種器;有限元分析;理論分析;試驗
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