【摘 要】
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针对机械式精量排种器充种口种子堆积起拱阻碍充种、清种辅助装置不适应高速作业的问题,本文以提高充种效率,简化清种过程为目标,以控制充种、清种过程前后种子的排列方式为设计思路,设计了一种导种槽式高速精量排种器,综合应用理论分析、离散元仿真、高速摄影技术、台架试验及田间试验等方法,确定了排种器的设计方案及关键部件的结构参数,为研制适应高速田间作业的机械式大豆排种器提供了技术支持。主要研究内容和结论如下:
【基金项目】
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陕西省重点产业创新链项目“粮食精准播种技术与智能装备研发（项目编号:2019ZDLNY02-03）”；
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针对机械式精量排种器充种口种子堆积起拱阻碍充种、清种辅助装置不适应高速作业的问题,本文以提高充种效率,简化清种过程为目标,以控制充种、清种过程前后种子的排列方式为设计思路,设计了一种导种槽式高速精量排种器,综合应用理论分析、离散元仿真、高速摄影技术、台架试验及田间试验等方法,确定了排种器的设计方案及关键部件的结构参数,为研制适应高速田间作业的机械式大豆排种器提供了技术支持。主要研究内容和结论如下:（1）导种槽式大豆高速精量排种器结构设计。结合大豆播种农艺要求,以控制充种和清种过程前后种子排列方式为设计思路,设计了一种导种槽式大豆高速精量排种器。通过建立充种和清种过程的数学模型,研究了影响排种器充种和清种过程的关键因素（导种槽宽度L,导种槽倾角η,导种环宽度L1,壳体锥角δ）。（2）导种槽式大豆高速精量排种器工作过程仿真与试验研究。基于响应曲面法设计多因素仿真试验方案,通过对试验结果的方差分析,建立结构参数与排种性能指标之间的回归方程,结合边界条件对回归方程进行寻优处理,得到了结构参数的最优组合:导种槽宽度L=8.1 mm、导种槽倾角?=8.3°、导种环宽度L1=25.3 mm、壳体锥角δ=23.6°。（3）导种槽式大豆高速精量排种器工作性能检验。运用高速摄影技术记录排种器在不同工况下的投种过程,根据试验数据研究其粒距合格率和变异系数的变化情况。台架试验结果表明:当播种机作业速度为8～15 km/h（对应排种器工作转速为88.9～166.7 rpm）时,排种合格率均高于93%,粒距变异系数均低于22%,满足大豆精量播种的行业要求。（4）导种槽式大豆高速精量排种器改进与田间试验。设计储种空间以提高排种器对待投种子的约束稳定性,基于响应曲面法设计中心组合试验,得到储种空间结构参数的最优组合:储种空间宽度为L2=9.4 mm,长度L3=9.1 mm,高度L4=4.2 mm,控种轨道高度Q=5.5mm;对改进后的排种器进行加工,并进行大田试验,结果表明,在播种机作业速度为4～12 km/h时,粒距合格率均高于86%,粒距变异系数低于27%,满足国家标准。
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