气压组合孔式玉米精量排种器设计与试验研究

随着我国玉米规模化生产的发展,以及规模化经营主体对玉米单产水平的高度关注,对播种质量提出了更高的要求,即在高密、高速、高效条件下,实现玉米高质量精密播种,因而对玉米播种机核心部件精量排种器提出了更高的技术需求。目前国内的气力式玉米排种器作业速度只能达到8km/h,而限制其速度提高的主要原因是充种性能。因此针对此问题论文将以提高排种器充种性能作为研究的切入点,以改善种群流动性和排种单粒性作为设计目标,研发一种新型的气压组合孔式玉米精量排种器。 气压组合孔式玉米精量排种器取消传统气力式排种器复杂的种子搅拌装置,将排种器型孔和种子搅拌装置相融合,在正压气流作用下,提高种群流动性,减少充种区种子间的内摩擦力,降低种子架空难以充种的几率,提高排种器在高转速条件下的充种性能。该排种器结构简单、工作稳定,高速作业性能优良。 论文通过离散元软件EDEM仿真分析和台架试验,验证了加强排种盘对种群的扰动可以在一定程度上提高排种器种子充填的几率的结论,并在此基础上,确定了排种盘的基本形式。对气压组合孔式排种器型孔参数进行了理论计算,建立了排种盘扰种过程的数学模型,确定了其主要结构参数,并借助流体分析软件FLUENT,确定了最优的进气口参数。 论文建立了玉米种子耦合模型,并完成了物性参数的标定；在此基础上,基于确定性颗粒轨道模型对气压组合孔式排种器进行了EDEM-FLUNET两相流耦合分析,明确了工作过程中气流场的分布情况,探明了充种过程种子的受力情况；从力学角度,考察了工作参数对充种性能的影响情况,并依据分析结果,对型孔参数进行了仿真优化。 论文对排种器进行台架试验,通过工作压力、排种盘转速单因素试验确定了排种器最低压力需求、最佳的工作压力和转速适应范围；并通过对比排种器漏播率和漏充率,探明高速条件下漏播陡增的原因；根据模拟仿真和初步试验得到的结论,对排种器清种机构、排种盘和落种机构进行了优化改进,并进行转速压力双因素试验,对试验结果进行了回归分析,得到了合格指数的控制方程,并对其预测的准确性进行了验证；分别进行了工作压力、排种盘转速与清种档位的双因素试验,确定了在各转速、压力条件下最佳的清种刀位置；进行了中低速和高速田间试验,试验结果表明在各速度条件下,排种器工作性能均较为稳定,在作业速度为10.9km/h时合格指数可以达到95%以上。