小籽粒精密播种机的研发与试验研究

播种是农业发展的前提,但目前小籽粒作物的播种仍存在种子破碎、型孔堵塞、排种性能不稳定、工作效率低等问题。因此,减少种子破损,提高播种性能是现阶段的研究重点。本研究针对小籽粒作物种子尺寸小、质量轻等特点,以包芽烟草种子为研究对象,提出一种合理可行的机械式新型凸轮推杆排种器,并试制了第一代结构简单、操作方便的自走式精密播种机。本论文的研究内容主要包括:(1)提出了一种新型凸轮推杆式精密排种器的方案设计。该方案以一般机械式排种器的特点和凸轮推杆机构的结构及工作原理做为理论研究基础,结合烟草种子的特点,介绍了排种器的工作原理,其特点是在弹簧的作用力下,依据凸轮推杆结构将型孔中的种子推出,完成排种。(2)确定了排种器的参数并对其进行离散元分析。具体分析了型孔和排种轮转速对排种器的影响,确定了排种轮直径为90mm,宽为20mm,排种轮上设置有6个直径为2.5mm,深度为2.5mm的型孔。凸轮基圆半径r0为21mm,推程角δ0为23°;回程角δ'0为45°,远休止角δ01为30°,近休止角δ02为262°,行程h设计为3mm。(3)完成排种器的台架试验。该试验分单因素试验和粒距合格率试验两部分进行。试验结果表明:种子的漏播率随着转速的增加先降低后升高,重播率随着转速的增加逐渐降低,破损率随着转速的增加逐渐增大。排种器在转速不高于19r/min的情况下,漏播率均小于3.11%,重播率均小于1.4%,破损率均低于3.5%,粒距的合格率高于90%,能满足烟草育苗的农艺要求。(4)完成播种机整机设计及试验。遵循小籽粒作物的种植农艺要求,结合国内外专家学者在播种机领域的研究,提出小籽粒精密播种机的设计方案,并试制出播种机实物,进行试验。试验结果表明:播种机在转速低的情况下,装有导种管的排种效果优于无导种管时的效果,其粒距更均匀。由于本研究试验所试制的一代样机存在诸多不足,导致最终播种精度较低,但该样机基本能满足烟草种子的育苗播种要求。后续将进一步对播种进行优化,完善播种机的设计,提高播种精度。