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1、气吸式排种装置试验台的设计与研究2011年6月农机化研究第6期气吸式排种装置试验台的设计与研究胡永文,赵满全,刘月琴(内蒙古农业大学机电工程学院,呼和浩特0l0018)摘要:为了研究地面激振对气吸式播种机排种性能的影响,设计一台能够模拟地表对播种机的振动试验台,并进行了试验.利用加速度传感器,电荷放大器和磁带机对机器的纵向振动信号进行采集,再将采集的振动信号回放,利用数据分析仪进行分析,得出结论为:播种机振动是一个周期函数,可以用正弦信号模拟;播种机振动的特征频率范围为0—68Hz,振动的最大加速度为25m/s,振动最大位移为2.11mm,激
2、振台的激振力为500N.关键词:试验台;气吸式免耕播种机;排种装置;激振器中图分类号:s223.25文献标识码:A文章编号:1003—188X(2011)O6—0111—040引言1气吸式排种装置中种子受力分析气吸式排种器是依靠空气压力将种子均匀地分布在型孔轮或滚筒上完成播种作业的过程…,但是排种器在作业过程中由于作业条件的变化而影响播种质量.尤其是保护性耕作推广以来,由于减少了平地整地的作业过程,播种机直接在上一茬种植作物的茬子地上作业,不但地面凸凹不平,而且土质较硬,使得播种机受到地面激振的作用,从而影响播种机播种质量.目前,针对振动因素
3、影响的研究未见相关报道.开展振动对排种器的排种性能的研究对排种器的设计,播种机的整机设计,作业速度的确定等有现实意义和参考价值.为了研制出性能优良的适应农艺要求的精密播种机,大批研究人员把大量精力放在了播种机排种器的结构设计,性能试验与检测上.排种器的性能指标包括粒距合格指数,重播指数和漏播等3个指数].播种性能指标检测的方法有实验室试验和田间试验两类.田间试验能够直接准确地反映出排种器的排种性能,但是田间试验耗时耗力,而且不能准确控制各影响排种器排种性能的因素,很难对各因素进行理论上的分析』.所以,实验室内的试验被广泛采用,并取得了良好的效
4、果.气吸式排种器是应用气吸原理进行排种的,如图1所示.种子在真空室与种子室压力差的作用下将种子吸附在排种盘上,种子随排种盘一起转动,所受外力主要有种子重力G,种子旋转惯性力.,,吸孔吸附力P及吸孔处产生的支持力Ⅳ.吸种孔直径为d,种子重心与排种盘的距离为h].当种子正常被吸附时,受力处于平衡状态,主矢为0,即f一F+肌.s=0(1)LF=Nsin0一T=Nsin0一mg—J=0同时,力矩要满足的条件为Fd/2≥Th=[m(g)+.,](2)基金项目:内蒙古自治区自然科学基金项目(2oo9dl1)图1被吸种子受力分析作者简介:胡永文(1982一
5、),男,辽宁朝阳人,在读硕士,(E—mail)Fig?1Forcesactingonaseedheldinaconicalnozzleof8youngwin820901@sina.corn.pneumaticplanter通讯作者:赵满全(955一),男,内蒙古土右旗人,教授,硕士生导师,'当排种器纵向振动时,排种器整体与种子之间有一""峥ahc..相对的加速度..做一坐标变换,将坐标系建立在排2011年6月农机化研究第6期种盘上时,种子的加速度为一口.此时,重力mg会变为m(g—tl,),平衡方程为Fd/2≥Th=[m(g一口)+J]h(3
6、)如果0过大,则方程平衡条件不能够满足,使主矢与主矩平衡条件被破坏,种子脱落,引起漏播.2排种装置试验台工作原理及设计要点通常研究排种器的排种性能都是在固定的试验台上进行静态试验,或者做动态试验.我国国标《GB/T6973—2005单粒(精密)播种机试验方法》中规定了静态试验与动态试验的方法J.在进行田间测试播种机排种性能时,排种器随拖拉机的前进方向移动,排种器的地轮与拖拉机的轮胎转向一致.排种器试验台正好相反,它是用输送带模拟种床,并模拟播种机的田间作业速度进行运动,排种器在试验时固定不动,输送带(种床带)相对于排种器运动.这样,就使播种机
7、相对地面的运动转变为地面相对于播种机的运动.从相对运动的概念来说是一个参考坐标系转换问题,其效果是一样的.排种器在固定位置把种子排在输送带上,输送带上均匀布一层沙子,然后通过实际测量获得种子之间的距离与排种粒数.通过对数据的分析处理,达到检测排种均匀性等各项指标的目的.试验台的设计要能够满足模拟地表激振频率,振幅和加速度的要求.首先,要研究地表振动的特征,为此要设计一个测量地表对排种器激振的试验,利用信号采集装置采集田间耕作的播种机排种器振动特征;然后,对采集来的信号进行分析,得出地面激振的主频,振幅和加速度,为试验台激振器的选型提供依据;最
8、后,根据分析得到的数据选择激振器,设计激振试验台,布置激振器,安装排种器,设计导轨装置等.3气吸式免耕播种机开沟器振动特性的测试3.1测试系统与仪器由于地面激振引起
