气力集排式油菜精量排种器的设计及试验研究

论文摘要

油菜是世界重要的油料作物,我国油菜种植面积和总产量均占世界的1/3。但目前,我国油菜机械化种植程度低,油菜移栽及传统直播两种种植方式均存在劳动强度大、比较经济效益低等不足,限制了油菜产业规模的扩大,实施机械化精量直播技术是提高油菜机械化种植水平的重要途径之一。本文在系统分析国内外排种器研究现状的基础上,针对油菜籽颗粒小、重量轻、易破损的种子特征以及传统排种器只能实现“一器单行”的特点,提出利用负压吸种,卸种胶片投种,“一器四行”的精量排种原理,研制了一种气力集排式油菜精量排种器。论文主要工作包括：(1)设计研究了一种气力集排式油菜精量排种器,提出了其工作原理和工作过程,开展了气力集排式油菜精量排种器结构设计,并分析确定了吸嘴型孔直径、滚筒转速、直径等关键参数。(2)系统分析了该排种器的主要工作过程的力学特征,以吸附力变化为基础,建立了排种器各参数与吸附力之间的数学关系式以及种子的运动学模型；分析得出了排种器的结构参数、工作参数对排种过程的影响规律。(3)利用ANSYS/CFX软件,以吸嘴结构形式、出气口位置、吸嘴布置方式、分配管的设计等4个影响排种器工作的要素对排种器气流场进行了仿真研究,明确了各影响要素对排种性能的影响效果。(4)应用精密排种器试验台开展了排种器结构参数和工作参数对排种性能影响的单因素试验和多因素正交试验研究,找到了各因素对排种性能的影响规律,得出了影响排种性能指标的主次因素及其最佳参数组合。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.3 国内外油菜排种器的研究现状
• 1.3.1 国内机械式油菜排种器的研究现状
• 1.3.2 国内气力式油菜排种器的研究现状
• 1.3.3 国外精量排种器的研究现状
• 1.3.4 集中式排种器的研究现状
• 1.4 课题的研究目的与研究内容
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 研究内容
• 1.4.3 技术路线
• 第二章 气力集排式油菜精量排种器的设计
• 2.1 排种系统的基本结构
• 2.2 排种器工作原理与工作过程
• 2.2.1 排种器工作原理
• 2.2.2 排种器工作过程
• 2.3 排种器主要结构设计
• 2.3.1 滚筒组合
• 2.3.2 种子箱组合
• 2.3.3 刮种装置
• 2.3.4 导种装置
• 2.3.5 动力输入装置
• 2.3.6 罩壳组合
• 2.4 关键部件的参数确定与设计
• 2.4.1 吸嘴型孔直径、锥角
• 2.4.2 吸嘴行数、排数分布
• 2.4.3 滚筒直径、滚筒转速
• 2.5 本章小结
• 第三章 排种器排种过程力学分析
• 3.1 种子所受吸附力及其理论模型
• 3.2 排种器排种工作过程分析
• 3.2.1 充种过程分析
• 3.2.2 护种过程分析
• 3.2.3 刮种过程分析
• 3.2.4 导种过程分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 基于ANSYS/CFX的排种器仿真分析
• 4.1 ANSYS/CFX软件介绍
• 4.2 吸嘴结构仿真分析
• 4.2.1 吸嘴的几种结构形式
• 4.2.2 建模与前处理
• 4.2.3 仿真结果与分析
• 4.3 出气口位置仿真分析
• 4.3.1 出气口的两个位置
• 4.3.2 建模与前处理
• 4.3.3 仿真结果与分析
• 4.4 吸嘴位置仿真分析
• 4.4.1 吸嘴的几种布置方式
• 4.4.2 建模与前处理
• 4.4.3 仿真结果与分析
• 4.5 气流分配管仿真分析
• 4.5.1 气流分配管仿真分析
• 4.5.2 建模与前处理
• 4.5.3 仿真结果与分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 排种器排种性能试验
• 5.1 试验前期准备
• 5.1.1 试验材料
• 5.1.2 试验设备
• 5.1.3 试验评价指标
• 5.1.4 试验方案
• 5.2 结构参数单因素试验
• 5.2.1 吸嘴形式试验
• 5.2.2 吸嘴型孔试验
• 5.2.3 吸嘴排数试验
• 5.2.4 本节小结
• 5.3 工作参数单因素试验
• 5.3.1 排种均匀性试验
• 5.3.1.1 滚筒转速试验
• 5.3.1.2 滚筒真空度试验
• 5.3.2 排种一致性试验
• 5.3.2.1 滚筒转速试验
• 5.3.2.2 滚筒真空度试验
• 5.3.3 本节小结
• 5.4 正交试验
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 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