论文部分内容阅读
工厂化育苗,就是在完全或基本上人工控制的适宜环境条件下,按照一定的工艺流程和标准化技术来进行秧苗的规模化生产。育苗工厂需要有精确、便捷、高效的现代化的育苗设备,来完成育苗的各项工作。开发经济实用的简易穴盘播种流水线等工厂化育苗生产设备,这样才能普及工厂化蔬菜穴盘育苗生产,提高我国蔬菜产业的竞争力。工厂化育苗精密播种要依靠精密播种机来完成。因此,开发制造适合国内现状的高效、可靠、廉价的精密播种机具有实际意义。
蔬菜种子的种类繁多,要实现不同种子的精密播种,需要有相应的不同播种设备。目前育苗工厂中采用的精密播种机主要有机械式、磁性式和气吸式的,气吸式精密播种机简单可靠,对种子的形状要求不严格,因此育苗工厂中气吸式精密播种机适用范围较广。气吸式精密播种机的排种设备有多种结构形式,其中以板式、针式和滚筒式居多。针式精密播种机作为蔬菜育苗设备在我国已有不少产品出现,而板式、滚筒式精密播种机用于蔬菜育苗,还较少应用。滚筒式排种器比板式、针式排种器的工作效率都高,更加适合大批量生产的育苗工厂。
建立种子在吸排种过程中不同阶段的力学模型,进行动力学分析,推导出各临界状态下的吸排种条件,进而分析影响吸排种效果的主要因素。对吸排种过程进行的条件分析得出,影响吸排种效果的因素很多,当种子和排种器确定后,剩下的可变因素为真空度(吸种孔内外压强差)、生产率(滚筒转动的向心加速度、穴盘前进的速度)、气体流量、吹种的压力。
提高气源的流量会大幅度提高吸种的效果。种子离吸种孔越接近,吸附力越大,因此要获得好的吸种效果,要令种子尽量接近吸种孔。增大孔径,可以使吸附力急剧加大,但是孔径也不能太大,太大会造成多粒率增加,不能达到精量播种的要求。采取依靠正压主动让种子脱离吸种孔的方式,让种子尽量同时落入穴盘中。要让穴盘能够准确接住落下的种子,要使穴盘前进的速度与滚筒的线速度一致,同时种子下落点距离穴盘的垂直距离也要尽量小。
设计滚筒气力式蔬菜播种机样机,包括总体设计与各部分机构和零件的设计,制造排种器、气力驱动装置、输送带和机架部分,搭配真空计、调压阀、流量计、流量传感器、节流阀等测试仪器,搭建试验平台。通过理论分析,得出对播种机性能有显著影响的因素包括真空度、生产率、气体流量三个,针对滚筒气力式蔬菜播种机的三个影响因素做单因素试验,确定影响因素对播种效果的影响显著与否,得出它们对工作指标,即空穴率、单粒率和多粒率的影响的规律:真空度越大,吸种孔的吸附力越大,吸附多粒种子的几率增加,导致多粒率上升,单粒率下降;随着生产率的提高,空穴率呈上升趋势,单粒率先上升后下降,多粒率先下降后上升;气体流量越大,播种效果越好。
根据单因素试验得出的结果,筛选对播种效果比较好的几个水平,进行正交试验,得出播种机最优工作性能的最佳因素水平组合。根据正交试验结果,以单粒率作为播种效果最首要的表现,得到的播种效果最佳的条件是真空度7kPa、生产率600p/h、气体流量120L/min,单粒率平均值达到92.59%。