水稻水直播往復撥叉式排種器的研制與試驗.pdf

1、通過對國內外水稻直播排種器研究進展進行分析，針對水稻機械化直播種植要求，本文研制出了一種水稻水直播往復撥叉式排種器，介紹了該排種器總體結構和工作原理。根據排種性能要求，以水稻芽種物料機械特性為基礎，利用PRO/E軟件進行了關鍵零部件的設計、三維建模及虛擬裝配，并完成了排種器樣機的制作及調試;在EDEM軟件中建立排種器離散元模型，分析其排種過程，優(yōu)化刮種裝置;完成排種器樣機試驗，分析了排種性能受排種器重要結構和工作參數影響。
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2、要研究內容和結論如下:
　　(1)選用禾盛粳1號、黃華占、中9優(yōu)547三種水稻芽種為研究對象，在濕基含水率18％條件下對影響排種性能的水稻物料機械特性參數進行測定，并對測定結果進行分析。該問題的研究為往復撥叉式排種器關鍵零部件的設計提供了理論基礎。
　　(2)根據往復撥叉式排種器排種性能要求，進行總體結構設計，確定了其工作原理及動力傳遞路線，完成了關鍵零部件結構設計及參數確定。設計了型孔塊、傳動軸、攪種裝置及刮種裝置等部件的

3、結構形式，確定了偏心輪偏心距、撥叉桿最大臨界運行速度等參數。在PRO/E軟件中，創(chuàng)建了排種器關鍵零部件的三維模型，并進行了虛擬裝配及干涉檢查;加工制作了排種器的各零部件，并進行了組裝及調試。
　　(3)借助EDEM軟件建立了往復撥叉式排種器的離散元模型，對排種過程中稻種的運動姿態(tài)及造成重播、漏播的原因進行了分析，并對刮種裝置進行了結構仿真優(yōu)化。結果顯示:排種器的排種量與稻種充入充種孔時的姿態(tài)有關;在仿真時間0.47s至0.57s時

4、間段，標識稻種顆粒的速度及受力隨時間變化曲線表明其最大速度為0.90m/s，最大受力為81.02N;所有稻種顆粒的平均速度、平均受力及平均位移隨時間變化曲線顯示:所有稻種顆粒的平均速度最大值為0.033m/s;平均受力最大值為0.10N;平均位移為0.008mm。在轉速300r/min、充種孔型號Ⅴ條件下，以三種不同結構形式刮種裝置為分析變量，分別對排種器進行仿真分析，確定了排種性能指標受刮種裝置的影響曲線。結果顯示刮種裝置為毛刷結構形

5、式時，排種性能最好，合格率、空穴率、漏播率及重播率依次為80.00％、0、8.00％、12.00％.
　　(4)為分析傳動軸轉速、充種孔及刮種刷位置對排種性能的影響，開展了往復撥叉式排種器樣機單因素試驗。試驗結果表明:充種孔對排種合格率影響極顯著，對排種漏播率、空穴率及傷種率影響顯著，充種孔型號為Ⅳ時，排種性能最好，合格率高達86.00％,漏播率、重播率、空穴率及傷種率均低于6.80％;隨著傳動軸轉速變化，排種合格率、空穴率受到顯

6、著影響，漏播率、重播率及傷種率受到極顯著影響。在轉速為270r/min時，排種性能最好;調整刮種刷的位置對排種空穴率有顯著影響，但對其他性能指標影響不顯著。
　　(5)為分析充種孔與轉速之間的交互作用對排種性能的影響，開展了雙因素三水平等重復試驗，試驗結果表明:排種合格率、空穴率及傷種率受型孔影響極顯著，漏播率、重播率受型孔影響顯著;排種傷種率均受型孔、轉速及型孔與轉速的交互作用的顯著性影響。在充種孔型號Ⅳ，轉速270r/min條

7、件下，排種器排種性能最好，合格率、漏播率、重播率、空穴率及傷種率平均值依次為86.00％、6.80％、4.13％、3.07％、4.495％。
　　(6)為研究以上三個因素對排種性能影響的主次順序，開展了三因素三水平正交試驗，試驗結果表明:影響往復撥叉式排種器排種性能各因素主次順序為轉速＞刮種刷位置＞充種孔，試驗因素最優(yōu)組合水平值為轉速270r/min、刮種刷位置3mm、充種孔型號Ⅳ，此時排種合格率為87.33％，漏播率及空穴率均不