集中型槽孔轮式油菜精量排种器设计及其破碎率试验研究

论文摘要

精量播种技术在国内外已广泛应用,特别是如大豆、玉米、花生等大粒径种子的精量播种技术研究趋于成熟并投入农业生产,而针对油菜等小粒径种子的精量播种技术研究还较少。排种器是播种机的关键部件,其工作过程一般包括充种、清种、护种和投种四个过程,本文以机械式油菜精量排种器为研究对象,以播种均匀性好、种子破损率低、适应性强为目标,研究了一种适用于播种油菜、满足农艺要求的集中型槽孔轮式油菜精量排种器。通过对试验结果的分析表明,在满足精量播种的前提下,种子破损率较低,而且解决了机械式排种器型孔堵塞问题。排种器一器四行,即一个排种滚筒一次将油菜种子精量的分配到四个投种口,而且可以根据农艺要求设计多行；以满足播种机高速高效的需要,为提高排种器播种效率提供了新方法。论文主要工作包括：(1)系统分析了国内外不同类型排种器的发展现状和油菜排种器的研究现状,在此基础上,确定了集中型槽孔轮式精量排种器。根据工作环境、农艺要求以及动力学分析结果,确定了集中型槽孔轮式油菜精量排种器的排种滚筒、清种轮轴、护种装置等基本参数和总体方案。(2)开展了油菜籽物理机械特性的试验研究。对油菜籽的三轴尺寸、球型度、含水率、千粒重、容重、滑动摩擦特性等进行了试验研究,并进行了油菜籽的压缩试验,分析了油菜籽的压缩强度等力学特性,得出油菜籽最大载荷和屈服载荷值,为排种器的参数设计提供了依据。(3)集中型槽孔轮式油菜精量排种器的主要结构设计；并介绍了集中型槽孔轮式油菜精量排种器的工作原理和工作过程；对排种器的主要工作过程进行了力学分析；确定了排种器的关键部件参数并对影响排种器性能的要素进行了分析；研究了排种器工作过程中油菜籽的运动过程,并构建了相应的数学模型。(4)集中型槽孔轮式油菜精量排种器的破碎率试验研究,开展了影响排种器破碎率的主要因素的单因素试验和多因素的正交试验,得出了排种器最佳运行参数组合,分析了排种器种子的破碎形态并提出其改进措施。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出及研究目的和意义
• 1.1.1 课题的提出
• 1.1.2 课题研究的目的和意义
• 1.2 国内油菜排种器的研究现状
• 1.2.1 国内机械式油菜排种器的研究现状
• 1.2.2 国内气力式油菜排种器的研究现状
• 1.3 国外精量排种器的研究现状
• 1.4 集中型排种技术的研究现状
• 1.5 课题研究的基本思路、方法和内容
• 1.5.1 基本思路和方法
• 1.5.2 研究内容
• 1.5.3 技术路线
• 第二章 油菜籽物理机械特性的试验研究
• 2.1 试验材料与研究内容
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 研究内容
• 2.2 试验设备与物理机械特性测试方法
• 2.2.1 三轴尺寸和球形度的研究
• 2.2.2 种子含水率、千粒重及容重的测量方法
• 2.2.3 "华杂4号"油菜籽滑动摩擦特性测定装置
• 2.2.4 "华杂4号"油菜力学特性
• 2.3 试验结果与讨论
• 2.3.1 "华杂4号"油菜籽三轴尺寸及其形状测定与分析
• 2.3.2 "华杂4号"含水率、千粒重及容重的测定与分析
• 2.3.3 "华杂4号"油菜籽滑动摩擦角的测定与分析
• 2.3.4 "华杂4号"油菜籽的压缩力学特性测定与分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 集中型槽孔轮式油菜精量排种器的设计
• 3.1 排种器的主要结构设计
• 3.1.1 排种滚筒
• 3.1.2 清种装置
• 3.1.3 护种装置
• 3.1.4 推种钢丝
• 3.2 排种器的工作原理与工作过程
• 3.2.1 排种器的工作原理
• 3.2.2 排种器的工作过程
• 3.3 排种过程力学分析
• 3.3.1 充种过程力学分析
• 3.3.2 清种过程力学分析
• 3.3.3 护种过程力学分析
• 3.3.4 投种过程力学分析
• 3.4 排种器关键部件参数设计与性能影响因素分析
• 3.4.1 型孔直径
• 3.4.2 排种滚筒直径的确定
• 3.4.3 推种钢丝直径与推种槽宽度
• 3.4.4 投种装置与投种速度
• 3.5 种子运动分析
• 3.6 种子力学及运动学数学模型
• 3.7 本章小结
• 第四章 排种器破碎试验研究及结构改进设计
• 4.1 排种器破碎率试验设计
• 4.1.1 试验材料
• 4.1.2 试验设备与方法
• 4.2 排种器破碎率性能试验
• 4.2.1 清种轮轴转速对破碎率的影响
• 4.2.2 型孔直径对破碎率的影响
• 4.2.3 推种钢丝倾角对破碎率的影响
• 4.2.4 正交试验
• 4.3 种子破碎形态分析
• 4.3.1 种子破碎形态
• 4.3.2 改进措施
• 4.4 排种器结构改进
• 4.4.1 排种滚筒结构改进
• 4.4.2 型孔与推种槽结构改进
• 4.4.3 投种口结构改进
• 4.4.4 排种器整体结构改进
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附1:攻读硕士学位期间发表的论文及申请专利
• 发表的学术论文
• 申请并受理专利