正负气压组合式油菜籽精量直播排种器的研究

油菜是我国主要油料作物，是继稻、麦、玉米、大豆之后的第五大作物，其种植面积已超过1.1亿亩，种植面积和总产量约占世界27％，是世界最大油菜产区。油菜是“用地养地”相结合作物，与粮食争地矛盾较少，在我国扩大面积潜力大。但目前我国油菜生产的经营规模小、加上农村劳力外出打工，农村劳力不足而导致丢荒，劳动生产率低，油菜生产仍采用以人工或半机械化作业为主的作业方式，整个生产过程劳动强度大，耗损多，生产成本高，产出效益低，制约着油菜生产规模的扩大和产出效益的提高，发展油菜机械化生产势在必行。而为提高油菜生产的机械化程度，保证油菜种子在田间最合理的分布，节省种子，减少田间间苗用功，保证油菜稳产高产，实现油菜精量播种直播技术已成为油菜种植的当务之急。 论文在系统分析我国油菜种植机械化技术及其国内外现有排种器研究现状的基础上，研制了一种正负气压组合式的油菜精量直播排种器，该排种器具有针对油菜籽粒径小、含油率高等物料特性，集气吸和气吹原理于一体实现油菜籽精量直播排种的特点。所研究的内容主要有： （1）实验测定与分析了油菜籽的几何特性和油菜籽的物理机械特性。包括测试了三种重要油菜品种的物理特性及散粒体特性，得出大部分粒径位于1.5～2.2mm之间呈正态分布；三轴尺寸相差不大，形状规则，球型度较好位于86％～99％之间，且油菜籽粒流动性较好，与其规则的球状外型有关。 （2）开展了该排种器的理论分析、结构的集成设计和试制，并系统地开展了排种器工作过程中种子的运动学和动力学分析，确定了该排种器的主要结构参数，研究了包括气室真空度、型孔数量、排种盘的线速度等影响排种性能的主要因素。 （3）应用有限元软件ANSYS10.0／FLOTRAN模块开展了三种不同排种盘型孔结构的二维模型的构建及其求解分析。结果表明型孔结构对气流场的均匀性分布影响较大，比较得出选取圆柱型结构型孔在充种区真空度为1.5KPa时流场稳定性较好。并加深充种区气室深度时，气室内流场稳定性好，有利于充种。 （4）应用JPS-12型排种器性能试验台和自行研制的正负气压组合式油菜籽精量直播排种器，开展了正交试验方案的设计，试验研究了影响该排种器性能指标的要素，通过极差分析得出了影响排种性能指标的主次因素分别为气室真空度、排种盘转速和型孔数量，并得到了该排种器运行的最优工作参数为A1B3C1。