烟草种子穴盘播种装置设计与试验

处于正压状态，吸种孔上的种子在正压和自重的作用 下落入穴盘中，完成吸排种过程。
播种是实现工厂化烟草漂浮育苗的前提，然而烟草种 子精密播种主要靠人工作业或半机械［5 － 7］，生产手段
落后、劳 动 生 产 率 低、生 产 效 益 差、劳 动 强 度 大。为
此，本文介绍 了 一 种 烟 草 包 衣 种 子 穴 盘 播 种 装 置，替
2． 3 供种与清种机构设计 供种与清种机构结构由导种板、种箱 漏 斗、清 种
气管、卸种漏斗及播种箱体等组成，如图 4 所示。 为了保证种箱内 种 子 量 的 恒 定 ，采 用 导 种 板 和 漏
斗联合供给方式。随着播种的进行，当种箱内种子不
4 试验
4． 1 试验材料 试验材料为 烟 草 包 衣 种 子，包 衣 后 种 子 直 径 约 为
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2016 年 2 月
农机化研究
第2 期
多时，只需通 过 漏 斗 往 导 种 板 补 充 种 子，使 种 箱 内 种 子高度保持不变。导种板采用浮动式设计，使导种板 可绕着销钉 旋 转，在 扭 转 弹 簧 的 压 力 下，紧 帖 着 滚 筒 体表面，控 制 种 箱 与 滚 筒 间 的 间 隙，防 止 种 子 泄 露。 清种气管内输入正起压，对滚筒上吸孔吸附多粒种子 进行清种以提供播种的单粒率。
4 0． 006 6 1． 867 0． 187
7
223
98． 8
0． 2
0． 9
8
234
99． 1
0． 7
0． 2
9
245
99． 1
0． 2
0． 7
10 2 5 1
96． 8
0． 2
3． 0
11 3 1 3
93． 8
6． 0
0． 2
12 3 2 4
97． 2
1． 6
1． 2
13 3 3 5
98． 2
1． 销钉 2． 扭转弹簧 3． 导种板 4． 种箱漏斗 5． 清种气管 6． 播种滚筒 7． 卸种漏斗 8． 播种箱体
图 4 供种与清种结构示意图 Fig． 4 Structure diagram of seed supply and cleaning
3 播种机结构设计
依据工厂化 育 苗 播 种 的 农 艺 要 求，参 考 国 内 外 精 密播种机结构，设计烟草包衣种子穴盘播种装置，如图 5 所示。
SS 0． 157 0
DF
M． S
F比
Sig．
4 0． 039 2 34． 39
0
吸种负压
0． 0202
5 0． 004 0 3． 539 0． 038
清种正压
0． 003 0
4 0． 007 4 0． 652 0． 637
Error
0． 012 6
11 0． 001 1
Total
0． 339 0
25 0． 039 2
达 到 吸 排 种 目 的 。以 单 粒 率 、多 粒 率 、空 穴 率 作 为 播 种 效 果 的 评 价 指 标 进 行 试 验 ，结 果 表 明 ： 在 一 定 生 产 效 率 的
情况 下 ，播 种 效 果 与 吸 种 孔 大 小 、清 种 正 压 及 吸 种 负 压 有 关 。通 过 对 直 径 约 为 1 ． 4 mm 的 烟 草 包 衣 种 子 进 行 试 验
表 3 单粒率方差分析 Table 3 Variance analysis of single － seed rate
S． V 吸种孔径 吸种负压 清种正压
SS 0． 139 0 0． 011 6 0． 026 5
DF
M． S
F比
Sig．
4 0． 034 7 9． 789 0． 001
5 0． 002 3 0． 653 0． 666
1． 滚筒体 2． 吸种孔 3． 气槽 图 2 动轮结构示意图
Fig． 2 Structure diagram of rotating roller
2． 2 静轮机构设计 静轮机构由换气 盘 、快 速 接 头 、螺 栓 、固 定 架 及 弹
簧组成，如图 3 所示。换气盘通过螺栓安装在固定板 上，在换气盘一端面上有 8 个螺纹孔。其中，4 个螺纹 孔用于通过螺栓将换气盘安装在固定板上；另外 4 个 螺纹孔利用快速接头与正负气源相连，3 个接正气压， 1 个接负气压。在换气盘的另一端面是负压腔和正压 腔，负压腔为 270° 的圆弧槽；负压腔在换气盘的正下 方，用于将种子排出［8 － 16］。当播种装置启动时，动轮 端面与静轮端面相对滑动，使得动轮和静轮端面有磨 损，导致动轮 与 静 轮 产 生 间 隙，为 此 利 用 压 缩 弹 簧 将 换气盘与动轮端面紧密接触，确保动轮和换气盘始终 紧密接触，防止从换气盘导入动轮气槽中的正负气压 泄露。
2． 1 动轮设计 动轮主体构件是滚筒体，其结构如图 2 所示。在
收稿日期： 2015 － 03 － 16 基金项目： 国家“863 计划”项目（2013AA1024406 － 3） 作者简介： 谢 海 军 （ 1977 － ） ，男，江 西 崇 仁 人，博 士 研 究 生，（ E －
mail） xiehaijun200368@ 126． com。 通讯作者： 李 志 伟 （ 1962 － ） ，男 ，广 东 鹤 山 人 ，教 授 ，博 士 生 导 师 ，
表 1 因素水平表 Table 1 Table of factors and levels
因素
吸种孔直径 A / mm
清种正压 B / kPa
吸种负压 C / kPa
1
0． 5
0． 2
－4
2
0． 6
0． 3
－6
3
0． 7
0． 4
－8
4
0． 8
0． 5
－ 10
5
1． 0
0． 6
－ 12
对应上述试验因素及水平，开机待播种装置正常 工作后开始播种试验，以 10 盘为 1 组，统计穴盘中种 子的空穴率、单粒率及多粒率。每组重复 5 次，计算 空穴率、单粒率及多粒率的平均值，试验结果如表 2 所示。
1． 4mm。 4． 2 试验设备
穴盘播种装置及 72 孔穴盘。 4． 3 试验方法
影响播种机的吸排种效果的因素 有 多，如 结 构、 装配工艺和生产效率等，影响最显著的因素有吸种孔
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直径、清 种 正 压、吸 种 负 压［1 5 － 1 8］。本 试 验 在 生 产 效 率一定的情况下，设吸种孔直径、清种正压、吸种负压 3 个因素，选择 5 个水平，采用 L25 （ 56 ） 正交表［1 9 － 20］ 安排，如表 1 所示。以穴盘中种子的空穴率、单粒率 和多粒率作为评价指标。
图 5 穴盘播种装置结构示意图 Fig． 5 Structure diagram of tray seeder
1． 换气盘 2． 快速接头 3． 螺栓 4． 固定板 5． 弹簧 6． 负气压腔 7． 正气压孔 图 3 静轮机构结构示意图
Fig． 3 Structure diagram of stopping roller
表 明 ：吸 种 孔 径 对 单 粒 率 、空 穴 率 、多 粒 率 均 有 显 著 影 响 ；清 种 正 压 对 单 粒 率 、空 穴 率 、多 粒 率 均 没 有 显 著 影 响 ； 吸
种 负 压 只 对 空 穴 率 有 显 著 影 响 ，对 单 粒 率 和 多 粒 率 没 有 显 著 影 响 。 播 种 效 果 的 最 佳 组 合 为 吸 种 孔 径 0 ． 6 mm ，清
1． 4
0． 5
14 3 4 1
96． 5
0． 5
3． 0
15 3 5 2
96． 8
0． 2
3． 0
Error
0． 039 0
11 0． 003 5
Total
20． 686
25
表 4 空穴率方差分析 Table 4 Variance analysis of empty － seed rate
S． V 吸种孔径
序号 A B C
单粒率 /%
空穴率 /%
多粒率 /%
16 4 1 4
96． 1
3． 2
0． 7
17 4 2 5
98． 6
0． 5
0． 9
18 4 3 1
96． 1
0
3． 9
19 4 4 2
98． 4
0
1． 6
20 4 5 3
96． 8
0
3． 2
21 5 1 5
92． 1
5． 8
2． 1
22 5 2 1
文献标识码： A
文章编号： 1003 － 188X（ 2016） 02 － 0162 － 05
DOI:10.13427/ki.njyi.2016.02.037
0 引言
端面气孔与换气盘上的负气压相通时，在动轮上的气 槽处于负压状态，与气槽相通的吸种孔也处于负压状
我国是世界第一烟叶生产大国，2012 烟草种植面 积 141． 2 万 hm2 ，产量 273． 7 万 t［1］。烟草育苗常用漂
表 2 试验数据 Table 2 Test data
序号 A B C
单粒率 /%
空穴率 /%
多粒率 /%
1
111
67． 6
32． 4
0
2
122
80． 1
17． 8
2． 1
3
133
85． 4
14． 6
0
4
144
82． 2
17． 8
0
5
155
81． 7
18． 3