精密播种机变径地轮的设计与应用.doc

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1、精密播种机变径地轮的设计与应用 0  引言    随着种子质量、整地质量和播种机排种技术的提高，我国在玉米、棉花、大豆等几种主要中耕作物上精量播种技术得到大面积推广和应用，并开始向精密播种方向发展。精量播种可以节约用种和劳动力，精密播种则能协调作物个体与群体的生长发育，是发挥品种内涵增产潜力，实现高产的重要途径，是农业科学化和现代化的必由之路。    播量、株距和深度是精密播种的3个指标，株距是播量的构成因素，是其中最重要的指标。精密播种，不但要求株距均匀一致，而且还要能够精密调节。目前使用的不论是气力式排种器还是水平圆盘式排种器

2、，虽然基本都能实现等单粒均匀排种；但对于株距的精密调节重视不够，研究的较少，播量级变化不多，调节不够精密。    1  综合阐述    精密播种机株距调节系统主要包括地轮、排种器和变速器。地轮是播种单位周长的丈量器，排种器是单位周长播种粒数的数种器，变速器是排种器卸种频率的加倍器。对于株距的调节，多数播种机通过变速器改变地轮与排种器的传动比来实现，用改变排种器穴孔数或改变地轮周长的办法调节株距或播量比较麻烦，一般较少使用。但是仅靠变速器调节播种量或株距，档次划分比较粗糙，级别少，级差较大，播种量不能体现连续变化的特点。特别是试验小

3、区播种，播量是根据试验需要而设计的，经常出现因没有吻合的播量级别，要采用机械播种常常不得不因机设计密度因素，或套用播量级。这种“削足适履”的现象，使本来的精密排种打了折扣，失去了精密播种的真正含义。变径地轮可以对变速器调出的播种量级差进行细分和扩展。如果说变速器是播种量的粗调，变径地轮则是播种量的细调和微调。通过调节变径地轮的半径，地轮周长发生改变，从而可以在变速器调出的级差中再划出若干小级差，极大地缩小了播量级差，使每个级差联系更为紧密。    2  结构特点    2.1  变径地轮结构    变径地轮的轮毂是由一个半径为20

4、0mm的标准圆，将轮毂沿坐标轴4等分切开后又拼合而构成的，结合处相互参差；轮辐由辐套和辐芯构成，可以自由伸缩。辐套焊接在地轮的轴套上，辐芯用方钢作成。焊接在轮毂上，其中一个辐芯用扁形丝杠作成。地轮轴套上安装了一个可以转动的轮盘，轮盘分别通过连杆与4个辐芯连接；在丝杠的辐芯上安装了螺母，调整螺母4个轮辐半径可以同时等幅度调整。    2.2误差分析    2.2.1  半径扩大时周长误差变径地轮在收缩或放大后所形成的轮毂不是一个标准圆，而是由一个半径为r=200mm基本圆的4个相同圆弧拼对而成的近似圆，如图2所示。当半径扩大时，拼对

5、的近似圆轮毂与标准圆轮毂的周长存在一定的误差：设基本圆半径为r，半径伸缩量为Ad，轮毂圆与相同半径标准圆半径增大Ad后周长误差为AL。根据线段关系，通过计算得：     可以看出：地轮半径扩大0-26mm，也就是说地轮半径从200mm扩大到226mm，地轮周长误差AL≤4mm，误差率≤0.3%。通过误差分析，差异不显著，说明地轮半径扩大引起周长误差可以忽略不计。2.2.2半径缩小周长误差及调整    当地轮半径缩小时，通过计算得：地轮与标准圆周长误差量AL=8r-arctog[2-2．r+(2-2．r+2△d)l-2"rr（r-A

6、d）。从表2可以看出，当地轮半径缩小0~24mm时，周长误差变化在0-26.4ram之间，最大误差率达到2.3%。通过误差分析，差异达显著水平，必须对误差进行调整。表2半径缩小时地轮周长与标准圆周长误差调整前后对比表     从表2前后对比分析中可以看出，其中地轮半径缩减12.5mm时，即半径为197.5ram时的周长，与半径为198ram标准圆的周长相差0.8mm，误差率为0.1%；地轮半径缩减5mm时，即半径为195mm时的周长，与半径为196mm的标准圆的周长相差2.lmm，误差率为0.2%；地轮半径缩减30ram，即半径为

7、170ram时的周长，与半径为176.Omm标准圆的周长相差1.7mm，误差率为0.2%。调整后周长误差均≤5.lmm，误差率均≤0.4%，通过误差分析，调整后周长差异不显著，符合设计要求。    2.2.3地轮标尺设计    变径地轮是用半径作为变量来调节播种量或株距的，地轮半径大小及调节量通常用标准尺显示。半径缩小时地轮周长与标准圆周长误差调整前后对比表如表2所示。从表2可以看出，调整后变径地轮的半径缩减2.5mm，非常接近于标准圆半径缩减2.Omm的周长；…；调整后半径缩减30ram非常接近于标准圆半径缩减24mm的周长，相

8、同周长实际半径调整量与标准圆半径调整量每1mm增加0.25mm；如此进行刻度换算后周长误差率虽能降低到0.4%以下，但使用起来非常麻烦。在半径缩减段，即200mm以下，将显示地轮半径的标尺比标准尺刻度按25%的比例放大，能够建立这种尺寸对应关系，这