棉花穴盤育苗精量播種機(jī)理論分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化

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1、棉花穴盤育苗精量播種機(jī)的理論分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化海地區(qū)一些大中城市積極調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，發(fā)展適度規(guī)模種植，引進(jìn)先進(jìn)科技成果，加強(qiáng)科技投入，把發(fā)展輕基質(zhì)穴盤育苗列為工廠化農(nóng)業(yè)重中之重。目前，國(guó)內(nèi)擁有成套設(shè)備的育苗企業(yè)單位已達(dá)上百家，但經(jīng)營(yíng)規(guī)模還普遍偏小，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率不足10％112I。市場(chǎng)常見機(jī)型有【131：北京碧斯凱農(nóng)業(yè)公司的系列播種機(jī)；胖龍(邯鄲)溫室工程有限公司最新研制成功的BZ200型農(nóng)林業(yè)及園藝花卉用穴盤育苗播種機(jī)；中國(guó)工業(yè)工程研究設(shè)計(jì)院和中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位聯(lián)合研制成功2XB-400型穴盤育苗精量播種機(jī)。華南農(nóng)大研制

2、的HNJ97—1型水稻播種機(jī)；廣西農(nóng)機(jī)化研究所的2ZBQ-300型雙層滾筒氣吸播種機(jī)；南京農(nóng)機(jī)化研究所和江蘇理工大學(xué)共同研制的20B一330型氣吸振動(dòng)式秧苗精量播種機(jī)等，其吸盤采用窩眼式，運(yùn)輸機(jī)構(gòu)是曲柄連桿，種子室采用電磁激震。另外，重慶北卡農(nóng)業(yè)公司生產(chǎn)的“半自動(dòng)精量播種機(jī)”，種子室為激振式，即種子室與電磁振動(dòng)器相連，通過(guò)振動(dòng)器產(chǎn)生一定頻率共振使種子室內(nèi)種子拋起：工作輸送機(jī)構(gòu)為拱形滑軌機(jī)構(gòu)，即在低位吸種后，拉動(dòng)吸盤水平向上移動(dòng)到高位(工作臺(tái)上方)投種：其吸種盤為窩眼(孔)式，即在吸種板上直接壓制凸形窩孔，不能拆卸更換

3、吸種板。其整機(jī)固定安裝，不能任意移動(dòng)、搬遷。上述這些機(jī)型基本代表了國(guó)內(nèi)目前的生產(chǎn)與研究水平，存在著自動(dòng)化程度低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、適用范圍小等不足。同時(shí)由于設(shè)計(jì)制造或清種效果不好等多方面原因，致使機(jī)裝置性能達(dá)不到足夠精度，真J下大量應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中的并不多，還沒有形成市場(chǎng)規(guī)模，與國(guó)外的穴盤播種機(jī)生產(chǎn)還有一定的距離。因此，參照國(guó)外先進(jìn)機(jī)型，研制我國(guó)的穴盤精量播種機(jī)具有很大的市場(chǎng)潛力和經(jīng)濟(jì)效益。1．2．3國(guó)內(nèi)外播種性能影響因素及種子動(dòng)力學(xué)分析研究現(xiàn)狀氣吸式播種在精量播種機(jī)中有一定的優(yōu)勢(shì)，因此較多學(xué)者曾經(jīng)致力于它的研究。美國(guó)的

4、Zulin．Z【14l在1991年對(duì)發(fā)芽的芹菜籽用氣吸式播種機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn)，探討了真空度及線速度對(duì)排種性能的影響。1994年Far，J．Jafari等人【’5】對(duì)發(fā)芽的西紅柿種子利用氣吸式播種機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn)。1996年P(guān)．6uarella等人【¨J用不同吸嘴的吸種盤對(duì)蔬菜種子進(jìn)行了試驗(yàn)與理論分析，找到了不同吸嘴對(duì)應(yīng)的最佳真空度。2004年D．Karayl等人fJ7J建立了種子(玉米、棉花、大豆、西瓜等)的物理特性(千粒重、投影面積等)與氣室真空度的數(shù)學(xué)模型。國(guó)內(nèi)，以氣吸式播種機(jī)為研究對(duì)象，1996年欒明川采用氣吸式播種機(jī)

5、對(duì)花生進(jìn)行了排種性能的試驗(yàn)研究，進(jìn)行了型孔參數(shù)設(shè)計(jì)。1999年李耀明、吳國(guó)瑞、龐昌樂等研究了振動(dòng)氣吸式精密播種機(jī)吸種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，得到結(jié)論：吸種部件的工作性能與吸種氣流場(chǎng)的分布及其動(dòng)力學(xué)參數(shù)密切相關(guān)，是決定播種過(guò)程能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵。2000年封俊等對(duì)小麥用新型組合吸孔式小麥精密播種機(jī)進(jìn)行了排種性能的試驗(yàn)，并進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)特性分析。2000年龐昌樂等設(shè)計(jì)了氣吸式雙層滾筒水稻播種器。2001年楊宛章等棉花穴盤育苗精量播種機(jī)的理論分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化人從運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)角度分析了氣吸式播種機(jī)的種子吸附過(guò)程。2002年陳迸等對(duì)振

6、動(dòng)氣吸式穴盤精量播種機(jī)種子群運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了研究。2004年劉彩玲等分析了種子盤振動(dòng)對(duì)氣吸振動(dòng)式精量播種機(jī)的工作性能影響。2004年周曉峰對(duì)穴盤育苗氣吸式精量播種機(jī)的吸附性能進(jìn)行了研究。2007年陳進(jìn)、莊森等對(duì)真空氣吸式播種器吸針流場(chǎng)進(jìn)行了研究。2009年李耀明，趙湛，陳迸等對(duì)氣吸振動(dòng)式排種器種盤內(nèi)種群運(yùn)動(dòng)規(guī)律的進(jìn)行離散元分析，得到多層種子間的運(yùn)動(dòng)規(guī)律[1舢27I。上述研究的對(duì)象均基于水稻或蔬菜種子，沒有考慮棉花種子物料特性；在分析氣吸式播種機(jī)的流場(chǎng)時(shí)，流場(chǎng)分析缺乏實(shí)驗(yàn)測(cè)試的研究，理論上多是簡(jiǎn)化為有勢(shì)流動(dòng)，此外在使用的

7、技術(shù)方法上基本是通過(guò)測(cè)量?jī)x器得到，并沒有對(duì)氣吸式播種機(jī)的整體氣室流場(chǎng)的壓力場(chǎng)和速度場(chǎng)進(jìn)行分析，這說(shuō)明在數(shù)值計(jì)算研究氣吸播種機(jī)方面還需要進(jìn)一步的工作。此外，人們對(duì)氣吸式播種器氣室流場(chǎng)的研究大多是對(duì)其內(nèi)部有限個(gè)點(diǎn)的壓力、速度進(jìn)行測(cè)量，這種方法直接、真實(shí)且可信度高，然而由于測(cè)量成本和技術(shù)等原因，測(cè)量點(diǎn)有限，對(duì)于一些向量、整體性等不能準(zhǔn)確測(cè)量各點(diǎn)的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)對(duì)播種機(jī)氣室的形狀設(shè)計(jì)和吸嘴參數(shù)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化都具有很大的影響。因此需要采用先進(jìn)的技術(shù)和仿真軟件對(duì)吸種盤及吸嘴流場(chǎng)進(jìn)行全面的分析和研究，找出影響吸附性能的因素。1．2

8、．4生產(chǎn)實(shí)際中存在的問題目前，工廠化育苗精量播種機(jī)械有了快速的發(fā)展和較大的進(jìn)步，已初步建立起適合我國(guó)工廠化穴盤育苗體系。但是，我國(guó)農(nóng)業(yè)『F處在一個(gè)從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的過(guò)度時(shí)期，工廠化育苗業(yè)剛進(jìn)入商品化生產(chǎn)的初級(jí)階段，存在著一系列制約工廠化育苗生產(chǎn)發(fā)展的因素，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1)育苗播種機(jī)市場(chǎng)低迷，生產(chǎn)者意識(shí)淡薄。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)育苗播