氣吸式排種裝置試驗臺的設計與研究

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1、氣吸式排種裝置試驗臺的設計與研究2011年6月農(nóng)機化研究第6期氣吸式排種裝置試驗臺的設計與研究胡永文,趙滿全,劉月琴(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學機電工程學院,呼和浩特0l0018)摘要:為了研究地面激振對氣吸式播種機排種性能的影響,設計一臺能夠模擬地表對播種機的振動試驗臺,并進行了試驗.利用加速度傳感器,電荷放大器和磁帶機對機器的縱向振動信號進行采集,再將采集的振動信號回放,利用數(shù)據(jù)分析儀進行分析,得出結論為:播種機振動是一個周期函數(shù),可以用正弦信號模擬;播種機振動的特征頻率范圍為0—68Hz,振動的最大加速度為25m/s,振動最大位移為2.11mm,激

2、振臺的激振力為500N.關鍵詞:試驗臺;氣吸式免耕播種機;排種裝置;激振器中圖分類號:s223.25文獻標識碼:A文章編號:1003—188X(2011)O6—0111—040引言1氣吸式排種裝置中種子受力分析氣吸式排種器是依靠空氣壓力將種子均勻地分布在型孔輪或滾筒上完成播種作業(yè)的過程…,但是排種器在作業(yè)過程中由于作業(yè)條件的變化而影響播種質(zhì)量.尤其是保護性耕作推廣以來,由于減少了平地整地的作業(yè)過程,播種機直接在上一茬種植作物的茬子地上作業(yè),不但地面凸凹不平,而且土質(zhì)較硬,使得播種機受到地面激振的作用,從而影響播種機播種質(zhì)量.目前,針對振動因素

3、影響的研究未見相關報道.開展振動對排種器的排種性能的研究對排種器的設計,播種機的整機設計,作業(yè)速度的確定等有現(xiàn)實意義和參考價值.為了研制出性能優(yōu)良的適應農(nóng)藝要求的精密播種機,大批研究人員把大量精力放在了播種機排種器的結構設計,性能試驗與檢測上.排種器的性能指標包括粒距合格指數(shù),重播指數(shù)和漏播等3個指數(shù)].播種性能指標檢測的方法有實驗室試驗和田間試驗兩類.田間試驗能夠直接準確地反映出排種器的排種性能,但是田間試驗耗時耗力,而且不能準確控制各影響排種器排種性能的因素,很難對各因素進行理論上的分析』.所以,實驗室內(nèi)的試驗被廣泛采用,并取得了良好的效

4、果.氣吸式排種器是應用氣吸原理進行排種的,如圖1所示.種子在真空室與種子室壓力差的作用下將種子吸附在排種盤上,種子隨排種盤一起轉動,所受外力主要有種子重力G,種子旋轉慣性力.,,吸孔吸附力P及吸孔處產(chǎn)生的支持力Ⅳ.吸種孔直徑為d,種子重心與排種盤的距離為h].當種子正常被吸附時,受力處于平衡狀態(tài),主矢為0,即f一F+肌.s=0(1)LF=Nsin0一T=Nsin0一mg—J=0同時,力矩要滿足的條件為Fd/2≥Th=[m(g)+.,](2)基金項目:內(nèi)蒙古自治區(qū)自然科學基金項目(2oo9dl1)圖1被吸種子受力分析作者簡介:胡永文(1982一

5、),男,遼寧朝陽人,在讀碩士,(E—mail)Fig?1Forcesactingonaseedheldinaconicalnozzleof8youngwin820901@sina.corn.pneumaticplanter通訊作者:趙滿全(955一),男,內(nèi)蒙古土右旗人,教授,碩士生導師,'當排種器縱向振動時,排種器整體與種子之間有一""崢ahc..相對的加速度..做一坐標變換,將坐標系建立在排2011年6月農(nóng)機化研究第6期種盤上時,種子的加速度為一口.此時,重力mg會變?yōu)閙(g—tl,),平衡方程為Fd/2≥Th=[m(g一口)+J]h(3

6、)如果0過大,則方程平衡條件不能夠滿足,使主矢與主矩平衡條件被破壞,種子脫落,引起漏播.2排種裝置試驗臺工作原理及設計要點通常研究排種器的排種性能都是在固定的試驗臺上進行靜態(tài)試驗,或者做動態(tài)試驗.我國國標《GB/T6973—2005單粒(精密)播種機試驗方法》中規(guī)定了靜態(tài)試驗與動態(tài)試驗的方法J.在進行田間測試播種機排種性能時,排種器隨拖拉機的前進方向移動,排種器的地輪與拖拉機的輪胎轉向一致.排種器試驗臺正好相反,它是用輸送帶模擬種床,并模擬播種機的田間作業(yè)速度進行運動,排種器在試驗時固定不動,輸送帶(種床帶)相對于排種器運動.這樣,就使播種機

7、相對地面的運動轉變?yōu)榈孛嫦鄬τ诓シN機的運動.從相對運動的概念來說是一個參考坐標系轉換問題,其效果是一樣的.排種器在固定位置把種子排在輸送帶上,輸送帶上均勻布一層沙子,然后通過實際測量獲得種子之間的距離與排種粒數(shù).通過對數(shù)據(jù)的分析處理,達到檢測排種均勻性等各項指標的目的.試驗臺的設計要能夠滿足模擬地表激振頻率,振幅和加速度的要求.首先,要研究地表振動的特征,為此要設計一個測量地表對排種器激振的試驗,利用信號采集裝置采集田間耕作的播種機排種器振動特征;然后,對采集來的信號進行分析,得出地面激振的主頻,振幅和加速度,為試驗臺激振器的選型提供依據(jù);最

8、后,根據(jù)分析得到的數(shù)據(jù)選擇激振器,設計激振試驗臺,布置激振器,安裝排種器,設計導軌裝置等.3氣吸式免耕播種機開溝器振動特性的測試3.1測試系統(tǒng)與儀器由于地面激振引起