水稻气吸滚筒式排种器种盘的优化设计

世界各国都很重视并且积极发展精密播种技术,精密播种可以节约大量的种子,节省田间劳动力,增加作物产量,提高经济效益。实现精密播种的关键部件是精密排种器,由于气吸式排种器对播种作物种子的几何尺寸要求较为宽泛,更换排种元件,即可播多种作物,能适应较高的作业速度而种子损伤小,目前在国内外已得到广泛应用。而随着工作时间的增加在吸种区域累积的种子数量逐渐增多以及分布的不均匀,导致了吸种合格率的下降,难以满足超级稻精密播种的要求。因此本文以气吸滚筒式排种器种盘为研究对象,在研究国内外水稻精密播种设备现有研究的基础上以薄板振动为理论依据,进行了气吸滚筒式超级稻育秧播种器种盘振动的基础理论及试验研究。探讨了激振力加载位置、激振力大小、种盘倾角对种子在吸附区域分布规律的影响,采用正交试验设计、ANSYS有限元分析和高速摄像技术全面分析了气吸式排种器种盘的工作过程,并采用模拟仿真和试验研究相结合的方法,探讨了气吸滚筒式排种器种盘振动的理论。 论文主要工作内容：综述了水稻种植机械的研究进展,概括了国内外精密播种技术及气吸滚筒式排种器技术的研究现状。首次通过薄板振动理论分析与超级稻排种器种盘振动特性结合,对排种器种盘进行了振动特性研究和分析。在对气吸滚筒式排种器种盘进行动力学分析的基础上,以激振力加载位置、激振力大小、种盘倾角为主要影响因素,采用正交试验设计对影响气吸滚筒式排种器种子分布的因素进行了研究并对参数进行了优化。分析了种盘振动特性以及开孔对种盘振动的影响。利用有限元分析软件ANSYS对排种器种盘振动进行了模拟,分析了影响种子分布的因素,模拟分析了种盘振动时种盘表面受力分布情况。应用高速摄像技术对气吸式滚筒式排种器种盘上种子的分布以及“沸腾”情况进行了全面研究,分析了影响种子运动姿态以及影响种子在吸附区域分布情况的因素。试验表明：种盘与滚筒角度为20°、激振力加载位置为种盘中心、振动器调压阀为0.25MPa的条件下,激振力加载位置在吸种性能的回归模型中贡献率最大。研究为超级稻育秧精密播种器的设计及参数优化提供科学的依据。