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我国是世界上主要的花生产区。随着我国花生种植面积的不断增大,花生种植机械在花生生产过程中将发挥越来越大的作用。通过对我国花生生产现状、种植机械的调查研究,改进设计了一种适合花生覆膜穴播的精量排种器,提出了一种单粒播种花生的气吸式排种器的设计,并对这两种排种器进行了台架试验和理论分析。通过二次回归正交旋转组合试验设计,分析了试验因素与排种器性能指标的关系,得到了最优参数组合。论文主要内容如下:
运用二次回归正交旋转组合设计试验方法,对目前使用的内充种式花生排种器进行了台架试验,得出此种排种器的型孔尺寸、投种高度、排种轴转速对粒距合格指数、粒距漏播指数和粒距重播指数的影响,得到了优化的主要参数数据(排种盘型孔尺寸在31~43mm、投种高度在29cm、转速在20~50r/min时,粒距重播指数和粒距漏播指数较低)。制作了不同型孔尺寸的排种盘,运用PRO/E软件建立内充种式排种器的结构模型,分析了排种器的充种和排种过程,借助SPSS软件对试验数据进行了分析,建立了试验因素与排种器性能指标的回归方程,利用MATLAB软件,根据得出的数学模型,分析了试验因素对排种器性能指标的影响规律,确定了影响排种器工作性能的较优参数组合。对最后选择的具有最优型孔尺寸的排种器,进行了台架试验、验证。
设计气吸式排种器的结构形式,对排种器吸附种子的情况进行了受力分析,提出了吸孔吸附种子的条件,并由此求得临界状态下,种子被吸附并随之运动所需真空度的大小。根据种子受力分析结果,得出影响吸种可靠性的因素主要是排种器吸室真空度、排种盘转速、吸孔面积以及种子的物料特性等因素。制造不同孔径的吸种盘,通过试验确定排种器较优的参数。进行了二次回归正交旋转组合试验,得到了试验参数(气室真空度、排种盘转速、吸种孔直径)对排种性能指标(粒距合格指数和粒距漏播指数)的影响规律。通过优化试验,得出了试验因素的主次顺序及其最优水平组合。
最后,从排种器结构和工作原理上对两类排种器做了对比分析,两类排种器各有优缺点,内充种式排种器结构简单,成本较低,但从试验结果对比分析来看,其排种性能不及气吸式排种器,气吸式排种器有较好的排种性能,虽然结构复杂,成本较高,但适于大功率、宽幅、高速作业,是未来精量排种器的发展方向之一。