棉花穴盘育苗精量播种机理论分析与结构优化

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1、棉花穴盘育苗精量播种机的理论分析与结构优化海地区一些大中城市积极调整种植结构，发展适度规模种植，引进先进科技成果，加强科技投入，把发展轻基质穴盘育苗列为工厂化农业重中之重。目前，国内拥有成套设备的育苗企业单位已达上百家，但经营规模还普遍偏小，国内市场占有率不足10％112I。市场常见机型有【131：北京碧斯凯农业公司的系列播种机；胖龙(邯郸)温室工程有限公司最新研制成功的BZ200型农林业及园艺花卉用穴盘育苗播种机；中国工业工程研究设计院和中国农业大学等单位联合研制成功2XB-400型穴盘育苗精量播种机。华南农大研制

2、的HNJ97—1型水稻播种机；广西农机化研究所的2ZBQ-300型双层滚筒气吸播种机；南京农机化研究所和江苏理工大学共同研制的20B一330型气吸振动式秧苗精量播种机等，其吸盘采用窝眼式，运输机构是曲柄连杆，种子室采用电磁激震。另外，重庆北卡农业公司生产的“半自动精量播种机”，种子室为激振式，即种子室与电磁振动器相连，通过振动器产生一定频率共振使种子室内种子抛起：工作输送机构为拱形滑轨机构，即在低位吸种后，拉动吸盘水平向上移动到高位(工作台上方)投种：其吸种盘为窝眼(孔)式，即在吸种板上直接压制凸形窝孔，不能拆卸更换

3、吸种板。其整机固定安装，不能任意移动、搬迁。上述这些机型基本代表了国内目前的生产与研究水平，存在着自动化程度低、结构复杂、适用范围小等不足。同时由于设计制造或清种效果不好等多方面原因，致使机装置性能达不到足够精度，真J下大量应用于农业生产实际中的并不多，还没有形成市场规模，与国外的穴盘播种机生产还有一定的距离。因此，参照国外先进机型，研制我国的穴盘精量播种机具有很大的市场潜力和经济效益。1．2．3国内外播种性能影响因素及种子动力学分析研究现状气吸式播种在精量播种机中有一定的优势，因此较多学者曾经致力于它的研究。美国的

4、Zulin．Z【14l在1991年对发芽的芹菜籽用气吸式播种机进行了试验，探讨了真空度及线速度对排种性能的影响。1994年Far，J．Jafari等人【’5】对发芽的西红柿种子利用气吸式播种机进行了试验。1996年P．6uarella等人【¨J用不同吸嘴的吸种盘对蔬菜种子进行了试验与理论分析，找到了不同吸嘴对应的最佳真空度。2004年D．Karayl等人fJ7J建立了种子(玉米、棉花、大豆、西瓜等)的物理特性(千粒重、投影面积等)与气室真空度的数学模型。国内，以气吸式播种机为研究对象，1996年栾明川采用气吸式播种机

5、对花生进行了排种性能的试验研究，进行了型孔参数设计。1999年李耀明、吴国瑞、庞昌乐等研究了振动气吸式精密播种机吸种运动规律，得到结论：吸种部件的工作性能与吸种气流场的分布及其动力学参数密切相关，是决定播种过程能否顺利进行的关键。2000年封俊等对小麦用新型组合吸孔式小麦精密播种机进行了排种性能的试验，并进行了运动学、动力学特性分析。2000年庞昌乐等设计了气吸式双层滚筒水稻播种器。2001年杨宛章等棉花穴盘育苗精量播种机的理论分析与结构优化人从运动学及动力学角度分析了气吸式播种机的种子吸附过程。2002年陈迸等对振

6、动气吸式穴盘精量播种机种子群运动规律进行了研究。2004年刘彩玲等分析了种子盘振动对气吸振动式精量播种机的工作性能影响。2004年周晓峰对穴盘育苗气吸式精量播种机的吸附性能进行了研究。2007年陈进、庄森等对真空气吸式播种器吸针流场进行了研究。2009年李耀明，赵湛，陈迸等对气吸振动式排种器种盘内种群运动规律的进行离散元分析，得到多层种子间的运动规律[1舢27I。上述研究的对象均基于水稻或蔬菜种子，没有考虑棉花种子物料特性；在分析气吸式播种机的流场时，流场分析缺乏实验测试的研究，理论上多是简化为有势流动，此外在使用的

7、技术方法上基本是通过测量仪器得到，并没有对气吸式播种机的整体气室流场的压力场和速度场进行分析，这说明在数值计算研究气吸播种机方面还需要进一步的工作。此外，人们对气吸式播种器气室流场的研究大多是对其内部有限个点的压力、速度进行测量，这种方法直接、真实且可信度高，然而由于测量成本和技术等原因，测量点有限，对于一些向量、整体性等不能准确测量各点的数据，而这些数据对播种机气室的形状设计和吸嘴参数的设计及优化都具有很大的影响。因此需要采用先进的技术和仿真软件对吸种盘及吸嘴流场进行全面的分析和研究，找出影响吸附性能的因素。1．2

8、．4生产实际中存在的问题目前，工厂化育苗精量播种机械有了快速的发展和较大的进步，已初步建立起适合我国工厂化穴盘育苗体系。但是，我国农业『F处在一个从传统农业向现代化农业转变的过度时期，工厂化育苗业刚进入商品化生产的初级阶段，存在着一系列制约工厂化育苗生产发展的因素，主要体现在以下几个方面：1)育苗播种机市场低迷，生产者意识淡薄。当前，国内育苗播