播种机开沟器力学性能测试装置的研究与设计

开沟器是播种机的关键部件之一,性能优劣影响播种机的工作质量。由于田间地表的起伏不平,以及现有免耕种植条件下地表大量秸秆残茬,对播种机开沟器工作性能提出了更高的要求。目前我国开沟器性能测试装置存在测量参数不全、精度较低、开沟深度不稳定,或应用虚拟仪器设计进行模拟试验,并无实际应用。针对现有问题,融合机、电、液一体化技术,设计了播种机开沟器力学性能测试装置。 主要研究及成果如下： (1)探讨了开沟器受力测试方案和开沟深度控制方案。确定采用六分力法测试开沟器受力,设计了闭环控制系统实时调节开沟深度。 (2)液压系统设计。建立了负载分析数学模型,设计了液压执行元件—液压缸,满足最大负载的要求；设计了液压系统回路,并分析了液压回路的三种工作情况。 (3)数据采集及PLC控制系统设计。建立开沟器受力分析数学模型,确定拉压传感器量程；建立了开沟深度闭合方程,得到开沟深度关于两个位移传感器的测量值的方程,确定系统算法,实时测量开沟深度。 (4)进行了测试装置响应时间、开沟深度稳定性和六分力标定试验。测得响应时间为0.12S；开沟深度分别为3cm、5cm、7cm,前进速度5km/h条件下,开沟深度稳定性分别为90.66%、91.33%、91.82%；牵引阻力测量精度和最大相对误差为1.49%FS、3.7%,土壤垂直反力为2.1%FS、5.1%,修正后侧向力为0.98%FS、1.9%。 (5)在土壤含水率9.49%～12.9%、土壤坚实度79kPa～80.48kPa的条件下,进行了开沟深度、行走速度和开沟器类型条件下开沟器性能参数的测试。