试析永磁体磁吸式油菜排种器设计及参数优化

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1、江苏大学硕士学位论文永磁体磁吸式油菜排种器设计及参数优化姓名：王奇瑞申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：胡建平20100601江苏大学硕士学位论文摘要电磁式磁吸精密排种器吸力较小、体积大、排种过程需要电源和复杂的控制系统因此不利于田间直播机械的应用。针对电磁式排种器不足本文设计了一种新型的永磁体磁吸式排种器，并对其关键部件和充种过程进行分析，通过建模仿真与实验相结合，探索了磁吸式排种理论。本文主要工作内容：进行了包衣丸粒化油菜籽机械物理特性和活力特性研究，为排种器的选型和设计参数提供依据。排种器以圆柱形永磁体为磁

2、力吸种元件。为了寻求圆柱形永磁体磁场及磁力场的简便算法，基于永磁体等效电流模型，把永磁体被磁化的效果视为永磁体表面存在面电流产生的磁场，得到了永磁体磁场的空间分布规律，推导出了圆柱体型永磁体空间的磁感应强度解析公式，并通过MATLAB多重数值积分功能求出圆柱型永磁体的空间磁感应强度。结果表明计算值和实验测量值基本吻合，两者差值均在5mT以内。用永磁体等效模型及磁场数值积分方法计算永磁体的磁感应强度不仅简单而且计算精度较高。给出了丸粒化种子在磁场中受到的磁力计算模型，并对模型进行校核验证。确定丸粒化种子磁场中受力情况和排种时所

3、需要的最小磁隙。设计出一种新型永磁体磁吸式精密排种器，对其充种过程进行分析，建立了充种动力学模型，并通过MATLAB编程仿真分析了排种轮转速、充种角大小以及种子和排种轮之间的摩擦系数对排种器充种率的影响，确定了各参数的优化组合。仿真试验表明充种率分别与排种轮转速、充种角大小以及种子和排种轮之间的摩擦系数成S型、指数型、对数型关系，在优化的参数组合下进行实验验证，其充种率可达97％。在JPS一12气吸振动式排种器性能检测试台进行正交试验，确定充种率与滚筒转速、摩擦系数和吸种角的关系，对排种器工作参数进行优化。关键字：永磁体；磁

4、场；磁感应强度；等效电流模型；精密排种器；动力学模型；仿真江苏大学硕士学位论文AbstractElectromagneticmagneticprecisionseed-meteringdevicehassmallmagneticforce，bulky,meteringprocessrequiringpowerandcomplexcontrolsystem．Anewtypeofpermanentmagneticseed—meteringdeviceisdesigned．Anditskeycomponentsandseed-fi

5、llingprocessisanalyzed．Basedonsimulationandexperiment，thispaperstudytheworkingprocessanddiscussthetheoryofthemagneticpreciseseed—meteringdevice．Themajorpointsaleasfollows：Studythepelletedrapeseedsphysicalandphysiologicalcharacteristics，theseparameterscouldbeusedast

6、hebasisofdesigningseedingmachinesandtheformofseed-meteringdevice．Magneticseedingelementisthecylinderpermanentmagnet．Tofindtheconvenientandsimplecalculationmethodofmagneticfieldandmagneticforceforcylinderpermanentmagnet，basedonpermanentmagnetequivalentelectriccurren

7、tmodeland，regardedmagnetizationmagnetizereffectassurfacecurrentonmagnetizer,thispaperpresentsthelawofmagneticfieldspatialmstribution，derivestheanalyticalformulaeofmagnetisminductiondensityinspaceforcylinderpermanent，andgettheanswerofthemagnetisminductiondensityforc

8、ylinderpermanent，throughthenumericalintegrationfunctionofMATLAB．Theresultshowsthatcalculatedresultsareinagreement丽tllthoseactually-measured．Thedi