扎穴式玉米精播機(jī)研制與試驗(yàn).pdf

1、為解決玉米開溝播種時對土壤擾動大、投種點(diǎn)高、動力消耗大及開溝器易被田間雜物纏繞等問題，在綜合國、內(nèi)外現(xiàn)有扎穴播種與精密播種作業(yè)機(jī)具相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種扎穴式玉米精密播種機(jī)。該機(jī)主要由扎穴裝置、排種排肥裝置、種肥暫存裝置、行走及傳動裝置、機(jī)架等組成，實(shí)現(xiàn)玉米的精量播種作業(yè)。本文采用成穴機(jī)構(gòu)理論分析、扎穴機(jī)構(gòu)仿真分析、關(guān)鍵部件有限元分析及土槽試驗(yàn)等研究方法，對扎穴式玉米精播機(jī)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，取得如下成果:
　　(1)根

2、據(jù)農(nóng)藝要求設(shè)計(jì)了一種扎穴式玉米精播機(jī)，扎穴播種機(jī)構(gòu)由排種裝置、種肥暫存裝置、扎穴裝置、行走及傳動裝置、機(jī)架等組成。該機(jī)構(gòu)采用鴨嘴扎穴投種作業(yè)模式，解決了傳統(tǒng)播種作業(yè)時投種點(diǎn)高、開溝器開溝對土壤的擾動量大和動力消耗大等難題，提高了播種質(zhì)量。
　　(2)對扎穴軌跡理論分析得出，特征參數(shù)λ＞1時可滿足零速播種施肥作業(yè)，提高播種施肥的穩(wěn)定性，為使穴孔長度盡量減少，機(jī)構(gòu)各參數(shù)應(yīng)滿足公式1-h/4Rt≤ Rd/iRt(1-ε)＜1。采用ADA

3、MS軟件對扎穴機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)仿真分析，測得成穴器鴨嘴尖端的位移隨時間變化曲線、速度隨時間變化的曲線、加速度隨時間的變化曲線。分析成穴器鴨嘴在播種施肥過程與開合銷接觸后開合時間對播種的影響，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)時開合銷在同心圓盤安裝位置的準(zhǔn)確性。
　　(3)對扎穴式玉米精播機(jī)各部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和三維建模，并加工了樣機(jī)。對樣機(jī)進(jìn)行了生產(chǎn)試驗(yàn)。
　　(4)分析扎穴機(jī)構(gòu)成穴機(jī)理，確定影響成穴質(zhì)量的各機(jī)構(gòu)相關(guān)參數(shù)。研究表明:機(jī)器的前進(jìn)速度、成穴鴨

4、嘴入土深度、成穴鴨嘴錐角對指標(biāo)穴孔長度、穴孔寬度及穴距對播種質(zhì)量影響較大。通過單因素實(shí)驗(yàn)分析了每個因素對穴孔長度，穴孔寬度及穴距的影響，得到機(jī)器的前進(jìn)速度為1.2m/s～1.8m/s，鴨嘴入土深度100mm～120mm，鴨嘴瓣與中心線夾角即成穴器鴨嘴錐角為15°～25°時，各指標(biāo)取最優(yōu)值。采用Box-Behnken中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，建立了扎穴式玉米精播機(jī)穴孔長度、穴孔寬度及穴距數(shù)學(xué)模型，分析了機(jī)構(gòu)各參對指標(biāo)貢獻(xiàn)率大小。得到在最優(yōu)參數(shù)

5、組合為:當(dāng)前進(jìn)速度在1.5m/s、成穴鴨嘴入土深度在110mm、成穴鴨嘴錐角在20°的條件下，成穴長度控制在67mm以下，成穴寬度小于56mm，穴距在251mm左右。優(yōu)化后的參數(shù)可滿足玉米播種的性能要求，為進(jìn)一步研究提供依據(jù)。
　　(5)通過有限元靜力學(xué)分析手段，利用ANSYS Workbench對成穴器鴨嘴與機(jī)架進(jìn)行分析運(yùn)算，結(jié)果表明:
　　1.成穴器鴨嘴應(yīng)力分布均勻，最大應(yīng)力124Mpa，不超過材料Q235的屈服應(yīng)力，進(jìn)

6、一步說明了其設(shè)計(jì)的鴨嘴的合理性。
　　2.機(jī)架前8階模態(tài)頻率在28.067～47.572 Hz的范圍內(nèi)，可能引起機(jī)架發(fā)生共振的外部振率為57 Hz，兩者并未重合，機(jī)器田間作業(yè)時并不會發(fā)出現(xiàn)振現(xiàn)象。
　　(6)驗(yàn)證了扎穴式玉米精播機(jī)的播種性能，對樣機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)了初步試驗(yàn)，測定了其性能。試驗(yàn)結(jié)果表明:所形成的穴孔形狀合理，所測得的空穴率、種子破碎率、總肥量穩(wěn)定性變異系數(shù)、各行排鐘量變異系數(shù)、地輪滑移率均符合國家對穴播機(jī)的要求