玉米精密排种器的研究与优化.pdf

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1、第6期总第228期农业科技与装备No．6To“No．228至Q!兰±!旦垒延!坐竖塑墅兰坚!垒!竺!墅旦!旦盟皇望曼里9旦!P里里坐，!些：兰Q!兰玉米精密排种器的研究与优化庞建华1，王应东1，许占文2，张旭3(1．沈阳鑫通电站设备制造有限公司，沈阳110136；2．营口市产品质量监督检验所，辽宁营口1150003．辽宁省农业机械化研究所，沈阳110161)摘要：分析玉米精密排种器设计参数对播种机性能的影响，对播种机进行排种性能试验。在利用P砘，E软件建立玉米精密排种器三维实体模型的基础上，运用ADAMS仿真

2、分析软件对排种器进行仿真分析。将试验结果同仿真分析优化结果比较，验证了虚拟样机技术在排种器设计中的重要作用。关键词：玉米精密排种器；仿真分析；优化；虚拟样机中图分类号：S223．2文献标识码：A文章编号：1674—116l(2013)06一0041—03精密播种是目前普遍采用的玉米播种方式，排种器是玉米精密播种机的核心工作部件，它的结构、性能决定整个播种机的工作质量和性能，对于播种机的研究十分重要。依据已有的铲式玉米精密播种机的理论研究成果．选出两种玉米种子，对播种机样机进行试验。根据三因子二次通用旋转组合设

3、计的统计方法，得到播种机的前进速度割、播种机的垂直倾角JB和水平倾角y与播种机的重播率和种距变异系数之间关系的回归方程．在此基础上确定该播种机对于这两种玉米种子的最佳参数组合。为验证虚拟样机技术在排种器设计过程中的重要作用，检验排种器的仿真优化结果是否准确，结合国家自然基金项目——铲式玉米精密播种机数字化设计及动态仿真研究，将试验结果同仿真优化结果进行比较，从而在物理样机生产之前首先在计算机上设计出最适合我国农村生产条件的玉米精密排种器，缩短设计周期，提高设计质量和效率。1排种器试验1．1试验因素确定播种机主

4、要结构参数确定后，影响排种器工作愿量的主要参数是播种机的前进速度秽、播种机的垂直倾角卢和水平倾角7。根据玉米精密排种器的工作特性和已有的研究成果，试验时选择垂直倾角口的变化范围为13～330，水平倾角7为3～150，前进速度秽为O．8～1．6“s。考察播种质量的指标有播种机的重播率和种距变异系数。在所选的参数范围内，漏播率与播种机参数之间不存在显著的影响关系，且漏播率都小于5％，不考虑漏播率。1．2试验方案试验采用三因子二次通用旋转组合设计方案，相对正交旋转设计可以减少试验次数。根据所选因子的工作范围，确定因

5、子的上下限、零水平和变化区间，对因素取值作线性变换：菇。=(口吃q)／兮；戈2=(JB吆q)／兮；戈，=(y屹谭)／兮。因素水平编码见表1，并制定试验方案。取丹玉39、丹科215l两种玉米种子各200粒，分别测量长度(f)、宽度(后)、厚度(^)3个方向的尺寸(见表2)。由表2可知：丹玉39玉米种子长度、宽度和厚度方向尺寸相差大，在形状上属于典型的长扁形种子；丹科2151玉米种子长度和宽度方向尺寸接近，厚度表1因素水平编码表Table1Codi嗖offacto璐andIevels因子零水平变化区间因子设计水平

6、(，，栌6，7=1．682)嫠霎嬲兰菱⋯⋯别⋯⋯删捌黧勰釜惫鬻辫嬲辩三龛作者简介：庞建华(1980一)，男，助理工程师，从事机械设计制H⋯。1阻”1“’。1。11⋯⋯。““⋯1“”。⋯⋯造及茹莳动化方面的研究工作。种子，种子外形饱满。分别取这两种形状和尺寸差异42农业科技与装备2013年6月表2玉米种子几何尺寸特征值Table2Cllaracteltis6cvalueofmaizeseed品种长度f／mm宽度％／mm厚度矗／mm以=以+6=+蚴÷3／mm较大的典型种子进行试验分析。1．3结果与分析根据二次正交

7、通用旋转组合设计的统计方法。对排种器的重播率、漏播率和种距变异系数与垂直倾角p、水平倾角y和工作速度口之间的关系进行回归统计，根据回归方程，用Excel的规化求解法求算极值，并优化求解。1)丹玉39：戈l=0．62l868；石2=0．212104；戈3=0。线性变换得：秽=1．48“s；卢=24．270；y=9．000。2)丹科2151：戈1=0．483492；戈2=一0．261120；戈3=0．137397。线性变换得：秽=1．45“s；口=21．43。；y=9．490。2仿真优化分析利用P删，E软件建立玉

8、米精密排种器三维实体模型．运用ADAMS仿真分析软件对排种器进行仿真优化，取单玉39、丹科2151玉米种子，对试验建立的排种性能指标进行参数优化分析。1)将播种机的前进速度口、排种器的垂直倾角口和水平倾角y创建为设计变量。2)定义目标函数。在相同的分种勺盘转速下，清种区间大，则清种时间长、清种行程长、清种性能好，所以应尽量使清种区间最大。定义清种区间为测量的目标函数。3)施加一定的约束限制，以保证最