型孔轮式水稻排种器排种机构的优化设计

《型孔轮式水稻排种器排种机构的优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2010年8月农机化研究第8期型孔轮式水稻排种器排种机构的优化设计王在满，杨文武，蒋恩臣(华南农业大学a．南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室；b．工程学院，广州510642)摘要：绘制了稻种经过护种机构后在排种管内的排种轨迹，结合排种过“速摄像分析结果，确定在3O。落种处的排种轨迹作为排种管结构形状的优化设计依据。为了降低不同型孔的稻种在排种管相遇的几率，排种管总长度设计为l00mm；为了实现穴径小于50mm的目的，排种口尺寸没计为20mmx20mm；按照稻种排种轨迹，设计了“斜边+直

2、边”的排种管形状，减少了稻种在排种管内壁碰撞而造成伤种伤芽现象；排种管采用滑道和单螺丝的安装方式，拆装方便。关键词：排种器；排种过程；高速摄像；优化设计中图分类号：s223．23文献标识码：A文章编号：1003—188X(2010)08-0016—04排种间隔时问t，计算结果如表1所示。0引言排种过程是型孔轮式水稻排种器的最终工作过程。型孔轮式水稻排种器排种机构的主要元件是排种管(又称输种管)，其作用是让稻种能顺利地落到田面播种沟内。稻种经过弹性随动护种带机构后从型孔中掉出，并靠稻种自身的重力落下。为

3、了使大部分稻种均为自由落体，避免与排种管内壁产生碰撞以及沿内表面滑动，排种管的倾斜角应与稻种流动轨迹相适应¨。本文根据稻种掉出型孔瞬间的线速度计算稻种的运动轨迹，并结合高速摄像技术对稻种在排种管中的排种过程进行了分析，最后优化设计了排种管的形状与结构。1．排种管2．护种机构3．排种轮4．毛刷轮图l排种器示意图1排种轨迹的计算Fig．1Schemeoffeedmechanism表1转速、线速度与排种间隔时间型孔轮式水稻排种器工作示意图如图1所示。排Tab．1Rotationalspeeds．veloci

4、tyandtheintervaltimeofseed—falling种轮逆时针转动，先后经过充种过程、刷种过程、护种过程和排种过程。型孔处线速度可分解为水平方向速度和垂商方向速度。排种轮直径D=100mm，型孔数m=8，排种器转速n分别采用13．8，20．9，26．8，36．7和45．8r／min，相对应的试验台调速器挡位为l，2，3，4和5挡。由公式n=60V／(1TD)计算出型孔处线速度；由公式n=T／m=60／(／zm)可计算相邻型孔之间的水平方向速度=VeosO，垂直方向速度=收稿日期：201

5、0—01—26VsinO。设落种点和排种轮中心点的连线与垂直方向基金项目：国家“863计划”项目(2006AA10A307)；农业科技成果转化资金项目(2007GB2E000235)；粤港关键领域重点突破的夹角为0，最低点为0。，顺时针分别取l5。和30。两个招标项目(2007A020904001)位置进行计算。根据以上公式，可计算出在不同落种作者简介：王在满(1979一)，男，广东汕头人，实验师，工学硕士，(E—mail)wangzaiman@seaH．edu．cn。点和不同转速条件下稻种在排种管中

6、的水平方向速度·l6·2010年8月农机化研究第8期和垂直方向速度，计算结果如表2所示。22．1mm。这说明，在30。落种处的排种轨迹相对集中，表2不同落种点的速度汁算有利于排种口的设计。而落种点0。，15。和30。等5种Tab．2Velocitycalculationunderthedifferentfallingspotsm／s转速的排种轨迹最大垂直位移差为0，6．6，12．8mm，3种情况都不影响稻种的成穴性。另外，考虑到护种带在排种轮上的包角不宜太大(否则护种带弯曲和受力增大)，因此选择30。

7、落种处的排种轨迹作为排种管形状结构优化设计的依据。为了降低不同型孔的稻种在排种管内相遇的几率，还应限制限种管的长度。以排种轮最大转速为45．8r／min时相邻型孔之问的排种问隔时问0．16s来计为了降低不同型孔的稻种在排种管内相遇的几算。由公式L=4．9t+f计算排种管(包括排种器率，主要考虑转速最高时的排种间隔时间(即0．16s)，以时间问隔0．02s为步长，根据以下位移公式可计算出壳体部分高度)的最大长度为0．144m。稻种在排种管中的位移。即水平方向位移S=t，垂2高速摄像分析1直方向位移5=￡

8、+f，根据计算结果可分别绘二2．1试验材料与设备制出稻种在0。，15。和30。等3个落种位置的下落轨迹，试验稻种为特优721品种，浸种催芽，芽长2mm。如图2所示。试验设备为高速摄像系统采用美国PHOTRON公司生产的FASTCAMSuperIOK型高速摄像机，包括高速摄像机主机、摄像头、LCD显示屏、光源(1．3kW钨灯)、变压器、光缆和电源线等。最大分辨率为512×480像素，最大拍摄帧速为10000帧／s。试验参数为帧速125帧／s，分辨率512×