排种器性能试验步骤
玉米精量播种装置排种性能电容法检测机理与方法研究
玉米精量播种装置排种性能电容法检测机理与方法研究摘要:本文研究了玉米精量播种装置排种性能检测的电容法检测机理与方法。
通过对样品放置于电容器中,使用交流电源激励电容器,通过测量电容的变化,得出了种子排放的情况。
本研究建立了电容法检测系统,进行了实验验证,并对系统的检测性能及优化提出了相关建议。
关键词:玉米精量播种装置;排种性能;电容法检测;检测机理;方法。
Ⅰ. 引言目前,玉米是我国重要的食品作物,其种植面积和产量在全球居于领先地位。
而种子作为农业生产中不可或缺的一环,种植玉米必然需要涉及到种子排放的问题。
传统的种子排放方式存在着排种数量不准、浪费种子、降低种植面积等问题。
为了解决这些问题,精量播种技术逐渐被农业工作者所采用。
但精量播种技术天然存在种子排放数量的不确定性,如何评估排种性能成为了研究的重点。
电容法作为一种广泛应用的非接触、非破坏性检测方法,已经在检测微小物体的位移、振动等方面得到了广泛的应用。
但是,电容法在种子排放方面的应用研究还非常有限。
因此,本研究主要从电容法的理论和实验出发,研究玉米精量播种装置排种性能的检测方法和机理,以期为玉米种植工作者提供可行和有效的检测方案,同时为电容法在种子排放方面的应用提供一定的借鉴价值,为今后的相关研究提供一定的参考。
Ⅱ. 相关研究电容法是一种检测物体位置和电容变化的方法,其工作原理是当两个导体电极之间间隔一定距离时,它们之间的电容大小与它们的距离和几何形状有关。
当物体穿过两个导电装置之间的间隔时,将会改变它们之间的电容大小,从而可以通过检测电容的变化来确定物体的位置和大小。
目前,电容法的应用领域广泛,包括电子工程、机械工程、生物医学和航空航天等领域。
在农业领域,电容法主要应用于农业物流和灌溉控制,用于检测粮食、饲料和种子的流量和质量等参数。
另外,还有少数研究将电容法应用于种子的检测,但是研究范围非常有限。
Ⅲ. 理论分析3.1 种子排放特点种子排放是指将种子从种植机中排出来的过程。
气吸式排种装置排种性能理论分析与试验
1 气吸式排种装置排种性能影响因素分析
影响气吸式排种装置排种性能的因素很多,包括结
构参数对排种性能的影响以及工作过程中的动态参数的
选择对排种性能的影响。笔者主要针对其中的主要因素
加以分析。
1.1 结构参数对排种性能的影响分析
对气吸式排种装置排种性能影响较大的结构参数主
要是吸种孔的直径、结构形式以及吸种孔的数量和分布
(1)
式中:F ——受到的吸附力,N,F=(πd2/4)·(Pa-P1),其 中 Pa——大气压力,Pa,P1——真空室压力,Pa;T —— 重力 G 与惯性力 J 的合力,N;d ——吸孔直径,m;
h ——T 到吸种盘的距离,m。
由式(1)可以看出,随着孔径的增大,孔径面积增
大,吸附种子所需要的真空度降低,排种性能逐渐提高;
图 2 种子脱离吸孔后的运动与受力图 Fig.2 Seed motion and force exerting diagram
after breaking away from suction hole
当种子脱离吸孔后受到的作用力为重力 G 及空气阻 力 F。若将种子视为一质量为 M 的质点,则种子脱离吸 孔后的运动微分方程[7]为
为提高播种机的工作效率,在保证播种质量的前提
下排种盘的转速应尽可能的取最大值。但是,随着转速
的提高,种子的离心惯性力增大,由式(1)可知,气吸
室所需的真空度也需增大;同时,吸孔和种子的接触时
注:ω ——排种盘转速,rad/s;r ——排种盘吸种孔分布圆半径,m; V ——机器前进速度,m/s;θ ——种子脱离吸孔时吸孔和中心的连线 与水平轴夹角,rad;Vr——种子的相对速度;Vox——种子的水平绝 对速度,m/s;Voy ——种子的铅直绝对速度,m/s;Fx ——水平阻力, N;Fy ——铅直阻力,N;G ——重力,N
气吸式玉米精量排种器性能试验研究
气吸式玉米精量排种器性能试验研究牟忠秋ꎬ衣淑娟ꎬ李衣菲ꎬ毛㊀欣ꎬ陶桂香(黑龙江八一农垦大学工程学院ꎬ黑龙江大庆㊀163319)摘㊀要:为确定气吸式玉米精量排种器的各项性能指标ꎬ通过JPS-12型计算机视觉试验台对排种器进行了单因素和多因素的试验研究ꎮ为此ꎬ探讨了该排种器的吸室真空度㊁播种作业速度及投种高度对排种的合格率㊁重播率和漏播率的影响规律ꎮ多因素试验采用正交试验设计方法ꎬ方差分析得出:当播种作业速度㊁吸室真空度㊁投种高度分别是7km/h㊁4.5kPa㊁100mm时ꎬ排种器的排种效果较好ꎬ其合格率可以达到97.78%ꎮ关键词:气吸式排种器ꎻ玉米ꎻ正交试验中图分类号:S223.2+5ꎻS220.3㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A文章编号:1003-188X(2019)05-0142-060㊀引言我国地域辽阔ꎬ农业生产历来是固国安民之要ꎮ为了解决人民的温饱问题ꎬ我国对粮食生产率的要求越发严格[1]ꎬ播种机的出现大大提高了传统耕作的生产效率[2]ꎮ气吸式播种机是众多播种机的一种ꎬ其关键部件是排种器ꎮ气吸式排种器可以用于穴播和点播ꎬ通过调节排种盘的直径㊁孔的大小及传动比ꎬ实现不同农作物的播种ꎻ且它对种子外形尺寸没有多少要求ꎬ对种子的自身伤害很低ꎬ并且可以在播种作业速度很高的情况下进行播种ꎮ研究表明:气吸式玉米精量排种器不仅受内在因素的干扰ꎬ如吸孔直径㊁吸孔数目㊁排种盘大小等ꎬ而且还受外在因素的影响ꎬ如播种作业速度㊁气吸室真空度和投种高度等[3]ꎮ想要使播种机的工作效率达到最高ꎬ必须选取正确㊁合适的排种器参数ꎮ为了实现高效播种ꎬ提高气吸式播种机排种器的排种效率ꎬ本文进行了性能测试[4]ꎬ并研究了气吸式排种器的播种作业速度及吸室真空度等因素对其排种性能的影响ꎬ分析影响因素的主次ꎬ同时进行了正交试验的方差分析ꎬ确定了最优参数组合[5]ꎮ1㊀气吸式排种器的结构及原理气吸式排种器由吸气室㊁排种室㊁种子室㊁刮种器㊁搅种器ꎬ以及吸气管等组成ꎬ如图1所示ꎮ吸种孔收稿日期:2018-01-23基金项目: 十二五 国家科技支撑计划项目(2014BAD06B04)作者简介:牟忠秋(1993-)ꎬ女ꎬ辽宁大连人ꎬ硕士研究生ꎬ(E-mail)2662959725@qq.comꎮ通讯作者:衣淑娟(1965-)ꎬ女ꎬ山东栖霞人ꎬ教授ꎬ博士生导师ꎬ(E-mail)yishujuan_2005@126.comꎮ均匀地分布在排种盘上ꎬ在排种盘上还设有搅种器[6]ꎬ目的是为了防止种子不被吸到排种孔上ꎬ导致漏播的出现[7]ꎮ其左侧为充种室ꎬ与种箱相连ꎻ右侧是真空室ꎬ风机为其提供负压ꎬ使一个或者多个种子成功被吸附ꎮ当地轮驱动圆盘转动时ꎬ由于受真空度大小的影响ꎬ吸孔可能会吸附两粒或多粒玉米种子ꎬ此时刮种器1将多余的种子刮掉ꎬ只留下单粒种子ꎬ防止重播的出现[8]ꎻ当种子随圆盘转至开沟器正上方时ꎬ由于真空室的吸力消失ꎬ种子在重力的作用下掉入曲线导种管中[9]ꎮ曲线导种管的作用是引导种子ꎬ当种子从管中滑落时会有一个向后的分速度ꎬ这个分速度与整机作业向前的速度抵消ꎬ使得种子的实际速度为零时落种ꎬ从而保证了种子在输送带上均匀分布ꎮ1.刮种器㊀2.充种㊀3.排种圆盘㊀4.真空室㊀5.吸孔㊀6.吸气管图1㊀气吸式排种器结构Fig.1㊀Structureofair-suctionseedmeteringdevice2㊀试验材料与方法2.1㊀试验材料与设备本试验选用的排种器型孔数为33孔ꎬ型孔分布圆直径为260mmꎮ试验研究对象选用先玉335玉米种子ꎬ试验前随机抽选250粒玉米种子ꎬ测量其尺寸特征ꎬ如表1所示ꎮ在其他影响因素不变的情况下ꎬ观察不同的播种作业速度㊁投种高度及真空度对排种的性能指标(合格率㊁漏播率㊁重播率)的影响[10]ꎮ本试验于2017年12月在土槽实验室进行ꎬ试验选择气吸式排种器[11]ꎬ测试设备采用JPS-12型试验台ꎬ其工作性能指标如表2所示ꎮ表1㊀玉米种子的尺寸参数Table1㊀Maizeparametersofcornseedmm㊀先玉335最大值平均值最小值标准值长度a12.469.947.070.85宽度b9.367.886.330.58厚度c8.565.243.850.93表2㊀JPS-12型试验台性能指标Table2㊀TheperformanceindicatorsofJPS-12meteringdeviceperformancetest-bed项目单位指标种床带速度km/h1.5~12排种轴转速r/min10~150种距测量精度mmʃ2气压动力kPa正压:0~35负压:-28~5配套动力kW7.45排种架调节范围上下:0~400mm倾斜:0ʎ~11ʎ2.2㊀试验方法试验过程中ꎬJPS-12型试验台模拟播种机的田间作业ꎬ传送带模拟种床[12]ꎮ试验台综合控制柜控制传送带运动ꎬ排种器㊁油泵及油刷固定不动ꎮ当传送带㊁排种轴㊁油泵以及风机都启动后ꎬ气吸式排种器把玉米种子投到运动着的传送带的油层上ꎬ被黏住的种子跟随传送带向前运动ꎬ从而测得种子粒距[13]ꎮ试验选取250粒玉米种子为统计样本ꎬ重复3次试验ꎬ最后的通过计算取平均值ꎮ排种数据的收集和处理完全由计算机视觉系统来完成ꎬ降低了人为误差的影响ꎮ试验指标要依据«GB/T6973-2005单粒(精密)播种机试验方法»ꎬ如果两粒种子之间的粒距ȡ1.5Xr(Xr为理论粒距)时为漏播ꎻ当粒距<0.5Xr时为重播ꎻ当粒距在0.5~1.5Xr之间时为合格[14]ꎮ2.3㊀单因素试验影响排种合格率的因素有很多ꎬ如投种高度㊁吸室真空度㊁播种作业速度㊁排种盘孔径及数量等[15]ꎮ在排种盘孔径以及孔数保持不变的情况下ꎬ研究不同投种高度㊁作业速度及真空度对其造成的影响ꎬ现场试验如图2所示ꎮ图2㊀现场试验图Fig.2㊀Testchart2.3.1㊀播种作业速度对排种质量的影响在吸室真空度和投种高度分别为4kPa和100mm的条件下ꎬ取不同的作业速度来检测排种器的性能ꎮ试验中选取9个作业速度依次为2㊁3㊁4㊁5㊁6㊁7㊁8㊁9㊁10km/hꎮ当JPS-12型试验台的各项因素都达到稳定状态时ꎬ选取250粒玉米种子作为样本ꎬ计算其各项指标的比例ꎬ试验结果如图3所示ꎮ图3㊀作业速度对排种性能的影响曲线Fig.3㊀Theeffectofworkingspeedontheperformanceofseedmetering由图3可知:作业速度对排种器的影响是使播种合格率先升高后降低ꎬ而对其他两个指标的影响正好相反ꎬ当播种的作业速度达到7km/h时ꎬ合格率最高ꎮ这种现象由于开始的播种速度太低ꎬ使得排种盘转速很低ꎬ在相同的真空度和高度时ꎬ吸种时间过长ꎬ所以导致重播率很高ꎬ合格率相比之下较低ꎻ当播种的作业速度达到最佳状态之后再继续升高时ꎬ种子所受的离心力就会变大ꎬ此时种子所需的负压也会变大ꎬ当真空度和高度一定时ꎬ种子由于排种盘转速太快而导致有的吸孔无种子就旋转过去ꎬ此时漏播现象就会出现ꎬ即漏播率升高ꎮ2.3.2㊀气吸室真空度对排种质量的影响在播种作业速度和投种高度分别为6km/h和100mm的条件下ꎬ取不同的真空度来检测排种器的性能ꎮ试验中选取9个真空度依次为2㊁2.5㊁3㊁3.5㊁4㊁4.5㊁5㊁5.5㊁6kPaꎮ当JPS-12型试验台的各项因素都达到稳定状态时ꎬ选取250粒玉米种子作为样本ꎬ计算其各项指标的比例ꎬ试验结果如图4所示ꎮ图4㊀吸室真空度对排种性能的影响曲线Fig.4㊀Theinfluencecurveofthevacuumdegreeofthesuctionchamberontheperformanceoftheseeding由图4可知:当播种作业速度和投种高度分别为6km/h和100mm时ꎬ在不同的真空度下得出:随着真空度的提高ꎬ合格率有先上升又下降的趋势ꎻ当吸室的真空度为4.5kPa左右时ꎬ作业的合格率最高ꎮ这种现象原因是当真空度过低时ꎬ种子自身的重力远远大于排种孔的吸附力ꎬ使得某些吸孔吸不到种子ꎬ从而导致的漏播变多ꎬ反之则重播变多ꎻ当吸室真空度达到一定值时ꎬ其重播率和漏播率会最低ꎬ这时其合格率会最高ꎬ达到最佳状态ꎮ2.3.3㊀投种高度对排种质量的影响投种高度是投种时间长短的重要参数之一ꎮ在播种作业速度和吸室真空度分别为6km/h和4kPa的条件下ꎬ取不同的投种高度来检测排种器的性能ꎮ试验中选取7个投种高度依次为100㊁150㊁200㊁250㊁300㊁350㊁400mmꎮ当JPS-12型试验台的各项因素都达到稳定状态时ꎬ选取250粒玉米种子作为样本ꎬ计算其各项指标的比例ꎬ试验结果如图5所示ꎮ图5㊀排种器高度对排种性能的影响曲线Fig.5㊀Influencecurveofseedheightonseedmeteringperformance由图5可以看出:当真空度为4kPa㊁播种作业速度为6km/h时ꎬ随着高度的增长ꎬ合格率明显下降ꎻ而另外两个指标都有上升的趋势ꎮ试验中ꎬ从传送带上种子的分布情况可以观察出:排种过程中种子不仅会受到外界空气阻力的干扰ꎬ而且导种管自身也会影响种子的路径ꎬ对排出的种子是否均匀产生一定影响ꎮ当投种高度越高时ꎬ种子受到外界的影响就会越大ꎬ此时排出的种子均匀性会差ꎮ因此ꎬ排种时应尽量选取适当的投种高度及适当的导种管长度ꎮ2.4㊀正交试验设计由上述的单因素试验数据处理分析得知:当作业速度在5~8km/h之间㊁吸室真空度在3.5~5kPa之间ꎬ投种高度在100~250mm之间时试验指标较好ꎮ为了进一步确定以上3种影响因素的主次及参数的最优组合ꎬ正交试验时选取播种作业速度㊁吸室真空度和投种高度设计3因素4水平的正交设计ꎬ如表3所示ꎮ本文选用L16(43)正交表ꎬ试验方案及试验结果如表4所示ꎮ试验结果如表5所示ꎮ表3㊀正交试验因素水平编码表Table3㊀Orthogonaltestfactorlevelcodetable水平ABC153.5100264150水平ABC续表3水平ABC374.5200485250表4㊀试验方案及试验结果Table4㊀Testschemeandresults试验序号作业速度A真空度B投种高度C合格率X/%重播率Y/%漏播率Z/%111182.995.0711.94212292.297.010.70313389.229.071.71414484.0315.740.23521285.313.4111.28522194.562.652.79723489.218.412.38824391.478.070.46931385.642.4511.911032486.625.757.631133197.780.981.241234293.135.281.591341479.3412.098.571442383.219.797.001543290.13.886.021644185.577.976.46㊀㊀由表5试验结果分析可知:播种作业速度A㊁吸室真空度B以及投种高度C影响排种合格率X的顺序为B>A>Cꎬ最优组合为B3A3C1ꎻ影响重播率Y的是B>A>Cꎬ最优组合为B3A3C1ꎻ影响漏播率Z的是C>B>Aꎬ最优组合为C4B1A4ꎮ根据以上分析以及综合考虑ꎬ最后得出本试验的最优因素组合为B3A3C1ꎮ试验结果:当播种作业速度㊁吸室真空度㊁投种高度分别为7km/h㊁4.5kPa㊁100mm时ꎬ试验的指标最好ꎬ即玉米的合格率是97.78%ꎬ重播率是0.98%ꎬ漏播率是1.24%ꎮ为了确定播种作业速度㊁吸室真空度以及投种高度对播种质量的影响程度ꎬ本文对试验得出的数据进行了方差分析ꎬ如表6所示ꎮ从表6的方差分析可以看出:在置信度为90%的情况下ꎬ播种作业速度和吸室真空度都对排种的3个指标呈显著状态ꎬ投种高度对重播率呈显著状态ꎬ说明这3个影响因素都对排种质量都有显著影响ꎮ表5㊀试验结果分析Table5㊀Analysisofexperimentresult指标ABC合格率/%K1348.53333.28360.9K2360.55356.68360.83K3363.17366.31349.54K4338.22354.2339.2k187.1383.3290.23k290.1489.1790.21k390.7991.5887.39k484.5688.5584.8极差Rk6.248.265.43因素主次B>A>C最优组合B3A3C1重播率/%K136.8923.0216.67K222.5425.2019.58K314.4622.3429.38K433.7337.0641.99k19.225.764.17k25.646.304.90k33.625.597.35k48.439.2710.50极差Rk5.613.686.33因素主次B>A>C最优组合B3A3C1漏播率/%K114.5843.7022.43K216.9118.1219.59K322.3711.3521.08K428.058.7418.81k13.6510.935.61k24.234.534.90k35.592.845.27k47.012.194.70Rk3.378.740.905因素主次C>A>B最优组合C4A1B4表6㊀方差分析Table6㊀Varianceanalysis指标差异源SSdfMSF显著性合格率A99.569333.1905.566∗∗B145.108348.3698.112∗∗C81.386327.1294.550∗误差e35.77865.963重播率A80.053326.68415.386∗∗B35.491311.8306.821∗∗C98.023332.67418.840∗∗误差e10.40661.734漏播率A27.10839.0361.050不显著B191.481363.8277.418∗∗C1.93630.6450.075不显著误差e51.62468.6043㊀结论1)当真空度和投种高度一定的情况下ꎬ随着播种作业速度的增加ꎬ排种器的合格率呈现上升趋势ꎬ到达7km/h时排种效果达到最佳ꎬ当继续增加播种的作业速度ꎬ排种效果又开始呈下降趋势ꎮ2)当播种作业速度和投种高度一定时ꎬ由于吸室负压的增大ꎬ排种器的排种精度呈上升的趋势ꎬ漏播率由于吸力变强而明显降低ꎬ但重播率此时也略有上升ꎮ当其数值达到4.5kPa时ꎬ播种效果相比之下最好ꎻ当吸室的真空度再继续上升后ꎬ排种的精度又明显变差ꎮ3)当播种作业速度和真空度不变时ꎬ随着种子下落高度的增加ꎬ排种器的精度呈现变差的现象ꎻ当种子下落的高度在100~250mm区间内时ꎬ排种器的精度较好ꎮ4)通过正交试验的方差分析得出:影响气吸式排种器性能的主要因素是吸室真空度ꎬ由spss软件数据分析得出了排种的最优组合为:作业速度㊁吸室真空度㊁投种高度分别是7km/h㊁4.5kPa㊁100mm时ꎬ玉米的合格率可高达97.78%ꎬ重播率㊁漏播率分别是0.98%㊁1.24%ꎮ参考文献:[1]㊀邹岚ꎬ卓杰强ꎬ杨仁全ꎬ等.我国玉米收获机发展前景分析[J].农机化研究ꎬ2008(4):205-208.[2]㊀安鹤峰.播种机的技术现状及发展趋势[J].农业科技与装备ꎬ2013(7):69-70ꎬ72.[3]㊀刘文忠ꎬ赵满全ꎬ王文明ꎬ等.气吸式排种装置排种性能理论分析与试验[J].农业工程学报ꎬ2010ꎬ26(9):133-138.[4]㊀王恒一ꎬ兰海涛ꎬ王晓勇.玉米精密播种机发展现状[J].农业科技与装备ꎬ2015(1):68-69.[5]㊀张毅.耕作机具部件仿生设计与研究[D].武汉:武汉理工大学ꎬ2002.[6]㊀卢勇涛ꎬ陈学庚ꎬ李亚雄.鸭嘴滚筒式气吸精量穴播器的设计与试验[J].中国农机化ꎬ2012(1):104-106ꎬ118. 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气力导轨式花生精量排种器的设计及试验
气力导轨式花生精量排种器的设计及试验气力导轨式花生精量排种器的设计及试验引言:随着农业技术的进步和人们对农田作物的需求逐渐增加,高效的农业机械设备对于提高农田作物种植效率和农民收益至关重要。
花生作为重要的油料作物和食品作物,在全球范围内都有广泛的种植。
然而,传统的花生种植方法存在人工操作不精确、效率低下的问题。
因此,本文提出了一种气力导轨式花生精量排种器的设计及试验,旨在提高花生种植的精度和效率。
设计方案:1. 设计思路:基于传统精量排种器的不足之处,我们提出了一种新的设计方案,即气力导轨式花生精量排种器。
该设计利用气压驱动机械装置,通过导轨的精确控制,使得花生种子能够准确排放到指定的位置,从而提高排种精度。
2. 设计要素:气力驱动装置、导轨系统、种子供给系统和控制系统是本设计的主要要素。
其中,气力驱动装置通过控制气压的大小和方向来驱动种子的排放,导轨系统则起到引导种子排放的作用。
种子供给系统负责将种子输送到导轨系统,而控制系统则监测和调节整个系统的运行状态。
3. 设计细节:在气力驱动装置中,我们采用了气缸、气压传感器和电磁阀来实现对气压的控制。
导轨系统则由导轨、滑轨和支撑器组成,确保种子在排放过程中保持精准的位置。
为了保证种子的供给量和稳定性,种子供给系统采用了震动盘和输送带的组合方式。
控制系统则包括控制器和监测装置,用于监测和控制整个系统的运行状态。
4. 材料选择:在设计过程中,我们选用了高强度、耐磨损的材料来增强系统的稳定性和耐用性。
同时,为了减小系统的重量和体积,我们选用了轻质合金材料。
试验结果:通过对气力导轨式花生精量排种器进行试验,我们得到了如下结果:1. 排种精度高:由于导轨系统的精确控制,花生种子的排放位置准确无误,有效提高了排种精度。
2. 种子利用率高:排种过程中,种子的量和速度可调,确保了种子的充分利用和良好的发芽率。
3. 作业效率高:相比于传统的人工排种方式,气力导轨式花生精量排种器能够高效地完成种子排放任务,节约了时间和人力成本。
单粒播种机(精密播种机)》试验方法
单粒播种机(精密播种机)》试验方法gb6973―86本标准参照采用国际标准iso7256/1―1984《播种机械―试验方法―第1部分:单粒播种机(精密播种机)》,并结合我国实际情况制订。
采用本标准可使不同型式的单粒(精密)播种机的试验结果有可比性。
1适用范围本标准适用于于单粒高精度播种机性能试验和生产试验。
2术语定义2.1单粒高精度播种机将种子单粒地按精确的粒距与播深播入种沟并覆土的播种机。
2.2播种单体通常由排种装置和开沟覆土装置等工作部件共同组成。
2.3排在种器将种子单粒地排入播行内的装置。
2.4开沟覆土装置通常包含一个开沟器、开沟深度调节装置及种子全面覆盖装置。
2.5开沟器在土壤中开出种沟并承接排种器排出的种子的工作部件。
2.6排种量排在种器在单位时间内排泄种子的数量或质量。
2.7播种量单位播行长度或单位播种面积内播入的种子数量或质量。
2.8粒距播出行内相连两粒种子中心在播行中心线上的投影距离称作粒距。
播种机设计时(采用说明书)规定的粒距称作理论粒距(调整粒距)。
2.9漏播理论上应该播一粒种子的地方而实际上没有种子者,谓之漏播。
统计计算时,凡种子粒距大于1.5倍理论粒距者,称为漏播。
2.10重播理论上必须播出一粒种子的地方而实际上萌发了两粒或多粒者,谓之重播。
统计数据排序时,凡种子粒距大于或等同于0.5倍理论粒距者,泛称为重播。
3试验条件3.1播种机3.1.1提供试验的播种机应符合产品技术条件,试验前应测定样机的技术状态和主要零件的实际尺寸,将测定数据分别记入表1和表2。
3.1.2样机试验应遵循使用说明书的下述要求:a.播种机的最大和最小前进速度,以m/s表示;b.排种器的最小和最轻输出功率或线速度,以r/min或m/s则表示;c.播种机适用于的种子类型;d.收割每种种子适用于的排种器。
3.2种子3.2.1种子类型播种机试验时应采用使用说明书所要求的种子。
3.2.1.1单用途播种机如果播种机标明适用于于收割某一类型种子,并适用于于相同的收割方式,则试验应当按采用说明书规定的种子类型和收割方式展开。
机械强制夹持式精量排种器排种性能试验
本 试验 主 要 对 茬 地 免 耕 精 量 播 种 机 配 套 使 用 的
析法 、 田间试 验 法等
。本 文所 研 究 的机 械 强 制夹
持 式精 量 排种 器 其 结 构 与 气力 式 和 自锁 式 完 全 不 同 ,
并 采用 正 交试 验 中 的综 合 平 衡 法 、 合评 分法 及 方 差 综
分 析法 对 排种 性 能 指标 进 行 综 合 分 析 , 机 械 强制 夹 为
设 凸块 的作 用下 转 动 , 过 动 夹 种 板 轴 带 动 动 夹 种板 通 转 动 , 定 取种 器 张 开 一 角 度 , 入 取 种 区 时 , 与 进 1粒种
目前 对气 力 式 和 机 械 自锁 式 排 种 器 所 进 行 的性
能试 验研 究 采 用 的方 法 较 多 , 高 速 摄 影 法 、 观 分 如 直
1成 穴 器 .
2 主辅 盘 .
3 前 定盘 .
4 人种 口
5挡种板 . l. 0 拨杆
6 排 种接 管 .
7 接 种杯
8 定取 种 器 .
9 动 夹种 板 . 1 . 轴 5转
1 复 位 弹簧 1
1 . 种 带 1 . 2取 3 凸块
l. 盘 4主
图 1 机械 强 制 夹 持 式 精量 排 种 器 结 构 图
大 、 压不 易控 制 、 风 使用 维 护要 求 严 格 , 广 应 用 较 为 推 困难 。机械 式 排种 器 虽 然 对 种 子 尺寸 要 求 比较 严 , 无 法适 应 高速 作 业 , 由 于 机 械 式 排 种 器 结 构 简 单 、 但 造 价低 、 消耗 功率 少 、 件使 用 寿命 长 、 实 现 种 子 粒 数 部 可
基于离散元法的小麦精量排种器性能模拟试验
于佳杨,卢彩云,卫如雪,等.基于离散元法的小麦精量排种器性能模拟试验[J].江苏农业科学,2018,46(8):225-228.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2018.08.057基于离散元法的小麦精量排种器性能模拟试验于佳杨1,2,3,卢彩云2,3,卫如雪2,3,付兴兰1,2,3,李 科1,唐兆家1,王凤花1(1.昆明理工大学现代农业工程学院,云南昆明650500;2.国家农业信息化工程技术研究中心,北京100097;3.国家农业智能装备工程技术研究中心,北京100097) 摘要:针对小麦精量播种技术缺乏合适的排种器的问题,设计1种窝眼轮式小麦精量排种器。
采用离散元仿真软件EDEM对排种器结构参数进行数值模拟并进行仿真试验,仿真分析型孔倒角类型、清种刷安装角度和排种轮转速3个因素对排种器排种性能的影响。
仿真试验结果表明,当排种轮转速为50r/min,型孔倒角类型为倒边角,清种刷安装角度为35°时,排种器工作性能最好;当型孔倒角类型为倒边角,清种刷安装角度为35°时,随着排种轮转速的增加,型孔重复充种数减少,型孔漏充种子数增加,总排种量减少,各排种管排种量的变异系数呈增加趋势。
关键词:窝眼轮式;小麦精量排种器;离散元仿真;结构参数 中图分类号:S223.2+3 文献标志码:A 文章编号:1002-1302(2018)08-0225-04收稿日期:2016-11-01基金项目:国家重点研发计划(编号:2016YFD0200607);安徽省科技重大专项(编号:15CZZ03134)。
作者简介:于佳杨(1991—),男,吉林临江人,硕士研究生,主要从事农业机械方面的研究。
E-mail:yujiayang0327@qq.com。
通信作者:王凤花,博士,副教授,主要从事农业机械方面的研究。
E-mail:158877172@qq.com。
小麦精量播种是余松烈院士提出的小麦种植方式,较传统小麦种植方式增产10%以上。
《农业机械学》实验指导书
农业机械学实验指导书农机教研室主编黑龙江八一农垦大学工程学院2005.4前言本实验指导书是依据农业机械学教学大纲和实验大纲要求,为达到教学目的和要求而编写的。
通过实验教学培养学生的动手能力和创新能力,加强学生基本技能的训练,培养学生运用所学知识和技能解决生产实践中有关问题能力。
要求学生牢固掌握和深入理解每个实验基本原理,熟悉仪器和掌握实验方法,养成独立操作和分析能力;通过实验操作过程和指标测定,进一步了解所测定指标的实际使用意义和实践操作技能;通过实验教学要求学生有强烈的事业心,热爱农机事业,应用所学的理论知识解决实际中存在的问题。
实验中要认真、仔细,爱护公共财产,并能严格遵守课堂纪律,注意安全,以保证顺利完成每个实验。
学时分配:本课程总学时为60学时,其中实验8学时教学形式:实验前要求学生预习实验内容。
实验课上指导教师讲解实验的基本原理、方法及操作的使用,指导学生独立完成具体实验过程、完成实验报告。
实验性质:操作和测定性实验。
根据学生在实验中的表现及实验完成操作完成情况打分,结合实验报告情况综合评分。
实验成绩单独记分,作为本课程的一部分。
实验一 排种器性能试验及播量调整一、目的与要求1. 掌握48行谷物条播机的播量调整原理和方法。
2. 掌握排种器排种能力,均匀度、均齐度的测定方法。
二、原理与方法1. 播量调整原理是通过改变槽轮在排种杯内有效工作长度和槽轮转速来调整播量的。
槽轮在排种盒内的伸出长度,称为槽轮的有效工作长度。
对于播种机总播量的调整,工作中可轴向移动排种轴,改变槽轮的工作长度,以调节整台播种机的播量,一般要求总播量误差在±4%,最大不超过10%;对于排种器单体的播量调节是通过调整单个外槽轮在排种杯内的长度而改变播量的,一般要求单个排种器排种误差在±1%,最大不超过4%。
2. 排种器性能实验是播种作业前检查排种器工作质量的重要手段。
通过排种器性能实验可以检查总播量稳定性,排种一致性,条播均匀性等性能指标。
排种器性能试验步骤
三
在田间测试播种机的排种性能时,排种器是随拖拉机的前进而运动的,该试验台正相反,它是用种床带做种床,模拟播种机的田间工作速度进行运动,排种器在试验时固定不动,种床相对于排种器进行运动。这样就把播种机相对地面的运动转变为地面相对于播种机的运动,从运动学的相对性概念来说,只是一个参考坐标系转换问题,其效果是一样的。排种器在固定位置把种子排落在涂有油层的种床带上,试验台检测系统对种床带上的种子进行实时地检测,从而达到测出播种合格指数、分布均匀性等各项指标的目的。
8
当控制面板上的【油泵】指示红灯亮时,表示油泵电路过载,热保护继电器动作;过载排除后,按下热保护继电器的复位按钮后油泵即可正常工作。
9
调节节流阀可控制喷油量;调节油刷的高度可控制油层的薄厚。
10
10.1 焦距调节
根据镜头(8mm焦距)距种床带表面的距离,旋转镜头焦圈,直到图像清晰为止。
10.2光圈调节
注意:粒距数据文件(扩展名为.XML)所在的目录里需有“seeds.xsl”样式表文件,方可对该粒距数据文件进行查看。
6
打开主菜单【图像采集】—【采集单帧】,将拍摄一副图像,显示于客户窗口内。单击 按钮保存图像。
7
打开主菜单【图像采集】—【开始采集视频序列】,可对播种情况进行录像保存,影像格式为.AVI或.SEQ;同时建立一个与影像文件同名的INI文件,该文件记录了种床带试验速度(以像素为单位)和排种轮转速。
4
在实时显示过程中,打开主菜单【动态处理】—【开始实时检测】或单击工具条上的 按钮,将进行实时处理,即实时检测种子粒距;单击 按钮或再次单击 按钮,停止实时处理。在检测分路栏中选择是单路检测还是双路检测。
气吸式玉米精密排种器排种性能试验研究
通讯作 者 :杜文亮 ( 1 9 5 7 一) , 男, 内蒙 占达拉 特旗 人 , 教授, 博 士 生导
师, ( E — ma i l ) d u w 1 5 7 1 1 @v i p . i m a u . e d u . c n 。
作者 简介 :崔红梅 ( 1 9 7 8 一) , 女, 内蒙 古 鸟拉 特 前旗人 , 副教 授 , 博士 ,
( E - m a i l ) c h m1 2 3 m@ 1 2 6 . o o m。
种子通过刮种板时 , 多余 的种子便被剔除掉 。在排种
盘旋转 到 离 开 气 吸 室 时 , 便 失 去 了 对 种 子 的 吸 附 作
2 0 1 4年 3月
农 机 化 研 究
第 3期
气 吸 式 玉 米 精 密 排 种 器 排 种 性 能 试 验 研 究
崔 红 梅 ,陈福 德 ,杜 文亮
( 内蒙 古 农 业 大学 机 电 工程 学 院 ,呼 和浩 特 摘 0 1 O 0 1 8 )
要 :精 密 排种 器 是 精 密播 种 机 的 核心 工 作 部 件 , 排 种 器 的 排种 性 能 决定 了播 种 机 的播 种 质 量 。为 此 , 以气 吸
式、 垂 直窝 眼 轮 式 、 指 夹 式 和 带 式 排 种 器 。 机 械 式
排种器具有结构简单 、 造价低廉 、 : _ l 二 作可靠性较好 、 制
造工艺要求不 高等优点 , 在 实 际 应 用 中 占很 大 比例 ,
一
1 . 排种 盘
2 . 种子 室
3 . 真空连接 管
4 . 真 空 室 壳 体
和性能优化提供参Байду номын сангаас依据 。
气吸式排种器排种性能试验研究
气吸式排种器排种性能试验研究陈江辉【摘要】为了进一步改进气吸式排种器的性能,找出影响排种性能的关键因素,根据GB6973-2005《单粒(精密)播种机试验方法》中排种性能指标的计算方法,利用排种器性能检测试验台,分别以输送带速度、气吸室真空度为试验参数,以玉米种子为试验对象进行了试验.分析实验结果表明:输送带转度、气吸室真空度对排种器的排种性能影响明显.当输送带速度为4km/h时排种效果较好,合格率达到了92.41%.当气吸室真空度为-4kPa时排种效果较好,合格率达到93.65%.【期刊名称】《新疆农机化》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】3页(P11-13)【关键词】气吸式排种器;单因素试验;输送带速度;真空度【作者】陈江辉【作者单位】新疆工程学院机械工程系,新疆乌鲁木齐 830023【正文语种】中文【中图分类】S223.2+30 引言播种作为农业生产中的关键环节,其发展主要经历了人工播种和机械播种2个阶段。
随着播种技术的发展,机械播种已成为最主要的播种方式。
相应的播种机械有条播机、撒播机、穴播机和精播机[1]。
随着农产品种子品质的提升,单粒精密播种技术迅速发展起来。
这种方法可以避免种子的浪费,保证田间株距、行距均匀,减少田间间苗用工,提高种肥利用率,最终达到增产的目的。
因此,精密播种机械被广泛应用于生产实践,而如何提高其播种性能成为当下急需解决的问题[2~6]。
在农业生产中,精密播种过程及其复杂,有多种因素共同影响播种质量。
排种器是播种机的核心部件,其性能的好坏将最终决定着整机的播种性能。
因此,目前对提高播种机播种性能的研究主要集中在排种器排种性能上[7~9]。
影响着气吸式排种器性能的因素主要有结构参数和工作参数[10~17]。
本文主要针对播种机前进速度(输送带速度)和气吸室真空度两个因素进行单因素试验,研究这两个因素对排种器排种性能的影响,并确定满足工作条件的最佳输送带速度和气吸室真空度。
指夹式排种器排种性能试验研究
学科门类:工 学
学科专业:农业机械化工程
研究方向:高寒干旱地区农业机械化工程与技术
指导教师:赵满全 教授
论文提交日期:二〇一八年五月
摘 要
排种器是精密播种机必不可少的部件之一,播种机播种质量的优劣由排种器排种性能的好坏决定。指夹式排种器是机械式排种器的一种,用于玉米播种,其结构设计复杂,影响因素多。
玉米在中国的栽培历史大约有470多年。但因其产量高,质量好,适于多种土壤,培植面积越来越大。当前中国播种面积大概3亿亩,仅次于大米、麦子,是第三产量的粮食作物。在世界上仅次于美国。在慢慢的发展中,本国对玉米的培植技术也积攒了大量的经验。
图
Fig.1Corn
现阶段,市场上的玉米播种机由于生产企业的不同生产方式,所以有很多不同规格,不同类型的播种机。在各种各样的播种机中,有一些设备存在一些问题,这些问题会制约播种作业的效果。再加上玉米也分为不同的品种,不同品种的玉米种子大小是不同的,现在的播种机要求种子大小均匀才能进行正确的播种,所以需要结合玉米的类型选择最合适的玉米播种机有针对地进行玉米播种[7]。因此,致力于玉米排种装置的研究仍然十分必要。对于保障我国的食品安全来说有着重要的意义。同时玉米还是我国重要的经济作物,促进玉米种植机械的向前发展对于促进我国经济的增多也有着积极的作用。
分类号S223.9学校代码10129
U D C633.1学 号2015202050015
指夹式排种器排种性能试验研究
Experimental study on seed-metering performance of finger-clamp type seed-metering device
申 请 人:周 鹏
本文通过对内单4号玉米种子进行物理特性测试,其测试结果给指夹式排种器排种性能提供理论基础。分析指夹式排种器结构及工作原理,以及玉米种子运动过程受力情况,得到随着工作转速的增加,指夹压力先减小后增大。为了研究排种盘材料对排种性能的影响,选用橡胶和塑料作为排种盘附加材料,并进行排种性能试验。试验结果表明:添加橡胶薄垫的排种器的合格指数为87.91%,重播指数为 8.23%,漏播指数为3.92%,添加塑料薄垫的排种器合格指数为83.24%,重播指数为11.31%,漏播指数为 5.57%,两种材料都符合农业作业要求。通过对比,选择橡胶材料作为排种盘附加材料。在对排种试验台进行相关试验的时候,一般是依据3个指标开展的(分别为漏播率、合格率、以及重播率),即一般是对3个不同的因素展开了单因素试验(分别为振幅、频率、以及排钟盘速等),如此能够明确排种器排钟性能能够受到上述因素对它们性能造成的影响大小。通过正交试验设计方法能够进行深入的水平正交试验(三因素三水平的),并且在获得数据结果后开展科学的极差分析,如此能够就排种器排钟性能受到不同因素影响的大小进行排名。通过分析,获得了一个排种器性能较为优异的组合参数:播种的速度是 4km/h,振幅是6mm,振动的频率是14Hz。如此条件下,获得的漏播指数是3.53%,玉米单粒合格指数是90.71%,能够实现高质量的农业技术播种。
玉米精密排种器性能对比试验
眼轮 式 、 斜 勺 式 、 倾 内充 型孑 轮 式 、 直 转 勺 式 、 夹 L 垂 指
式 和 带式 等 。 目前 , 场 上 应 用 较 为 广 泛 的 有气 吸式 市 排 种 器 、 夹 式 和倾 斜 勺 式 , 够 满 足 玉 米 精 密 播 种 指 能
要求。
1气 吸室 . 2 排种盘 . 3 存种室 . 4 .刮 种 器 5 排 种 器 体 .
关 键 词 : 玉 米 ;精 密 排 种 器 ; 性 能 对 比
中 图 分 类 号 :8 2 . 2 32
文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :1 0 1 8 2 1 )4一 1 5一 3 0 3— 8 X( 0 1 O O 5 O
0 引 言
玉 米是 我 国 的三 大 粮 食 作 物 之 一 , 是 适 合 精 密 又 播 种 的典 型 中 耕 作 物 。精 密播 种 技 术 是 农 业 现 代 化 发 展 的必 然趋 势 , 理 地 推 广 应 用 精 密 播 种 技 术 是 实 合 现 玉米 增 收 增 产 的 关 键 技 术 。 该 项 技 术 的实 现 由精 密 播 种 机 完 成 , 精 密 播 种 机 的 核 心 是 精 密 排 种 而 器 ¨ 。2 J 0世 纪 4 0年 代 , 国外 农 业 发 达 国家 开 始 研 究 精密 排 种 器 , 密 排 种 技 术 已 相 当完 善 。 我 国 从 2 精 0 世纪 8 0年 代 开 始 进 行 精 密播 种 技 术 的研 究 , 开 发 已 出一 些性 能 比较优 良的精 密 排 种 器 , 用 于 精 密 播 种 应
趋 势 , 出 不 同 排 种 器 的 最 佳 工 作 速 度 。 试 验 结 果 表 明 : 着 工 作 速 度 的 增 加 , 类 型 排 种 器 性 能 均 下 降 , 最 得 随 各 且
排种器性能试验步骤
(8)打开【灯】照明开关,该开关控制了摄像机箱内的照明供电;
(9)打开【油温监控】开关;
(10)打开【油温加热】开关;
2
在试验中种床带的启动与停止,由综合操作台上的相应变频器来控制,可在1.5~12 km/h内无级调速;种床带前进速度值在计算机上显示。
四
1
2
项目
指标
备注
种床带速度
km/h
1.5~12
种床带速度测量误差
%
< 0.5
排种轴转速
r/min
10~150
排种轴转速测量误差
%
< 0.5
风机输出的工作压力
KPa
0~5
正压
风机输出的工作压力
KPa
-5~0
负压
种子粒距测量平均误差
mm
<2
大豆、玉米
3
项目
指标
备注
电源
三相交流电源
作业功率消耗
kw
<10
⑤装备可升降刷子架(箅油);
⑥装备排种器万能安装架,架上装备排种轴驱动电机、减速器及传动机构等;
⑦除主体钢制框架外,其余各机架和结构部件均为不锈钢制,外部整体安装仿形壳体和护板。
⑧装备测试用工业摄像机可调安装架及密闭照明箱,摄像机可上下左右调节。
2.2电机及控制设备
(1)种床驱动电机
为适应工业摄像机高精度测量,设计定制台湾专用变频调速电机,松下变频器,主动轴上配装高精度转速编码器。
3
在试验中排种轴的启动与停止,由综合操作台上的相应变频器来控制,电机可在10~150 r/m内无级调速;排种轴转速值在计算机上显示。
排种盘排种性能试验设计
试验方案:
表3 排种性能试验方案及结果
试验结果:
表4 试验结果
• 3 结论
对试验指标单粒率来讲,其因素影响的顺序 为气流压力C、型孔深度B 和型孔直径A。因素的 优水平C 取第2 水平,B 取第1 水平,A 取第1 水 平较好,最佳组合处理为A1B1C2。在排种盘转速 一定的情况下,气流的压力对排种的单粒率的影响 是最为显著的。当气流的压力增大时,种子的漏播 率较大,重播率较低,总体的排种性能指标降低; 当气流的压力减小时,种子的漏播率较小,重播率 相对较高,总体的性能指标还是降低;而当型孔的 深度值较大时,同样也会影响种子的单粒率。所以, 在进行排种盘试验时,必须综合考虑各试验因素 对试验指标的影响,以达到最优试验结果。
• 参考文献:
• [1] 王耀林.设施农业工程技术[M].郑州:河南农业科 学技术出版社,2001 • [2] 任露泉.试验优化技术[M].北京:机械工业出版• 1.1 试验设备
排种性能的正交试验采用的设备为游标卡尺、 电子天平、Perfect300 制钵播种机、Lux 空气压缩 机、微压计。试验所用的分种盘的直径为246mm, 充填孔的尺寸如表1 所示。
表1 分种盘的型孔尺寸分布
• 1.2 试验材料
试验材料为白菜种籽,其千粒质量为3.76g。 试用种子平均几何尺寸(直径为2.02mm)纯度为95%, 净度98%,发芽率85%,水分8%。鉴于白菜种子的形 状,将它定义为圆形。通过测量它的直径, 可以得出 如图1 所示的分布图
排种盘排种性能 试验设计
• 设计背景:
工厂化育苗由于较传统的育苗方式有诸多 的优点而日益受到人们的重视。Perfect300 是 集制钵播种为一体的联合作业机组,其中排种 盘的工作性能直接影响着整个机组研发和使用。 为此,通过正交试验对影响排种性能指标的诸 因素进行了研究,确定了影响试验因素的主次 顺序以及因素的最优组合,为排种盘的设计提 供了理论依据。
气吸式水稻穴播排种器设计与性能试验
气吸式水稻穴播排种器设计与性能试验王洪超ꎬ万㊀霖ꎬ车㊀刚ꎬ高瑞丽ꎬ唐政林(黑龙江八一农垦大学农业机械化工程重点实验室ꎬ黑龙江大庆㊀163319)摘㊀要:为了提升水稻穴播排种器的各项指标ꎬ从理论上分析了孔的直径㊁孔组数㊁排种盘转速和气吸室真空度等对水稻穴播的影响ꎮ在满足水稻农艺要求的基础上ꎬ改变了传统的播种方式ꎬ并进行了参数优化设计与试验研究ꎮ采用计算机视觉试验台完成了单因素试验ꎬ对大量试验数据分析表明:气吸室真空度和排种盘转速对实现精密播种㊁提高排种器工作性能有重要的作用ꎬ作业高度的影响可忽略不计ꎮ关键词:排种器ꎻ气吸式ꎻ水稻ꎻ穴播ꎻ转速中图分类号:S223.2+5ꎻS220.3㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A文章编号:1003-188X(2019)03-0103-050㊀引言近年来ꎬ人口的逐渐增加ꎬ可利用土地的减小ꎬ导致全球粮食作物需求不断加大ꎬ而这种状况变得越来越严重[1]ꎮ在我国粮食品种中ꎬ水稻具有举足轻重的地位ꎬ因而国家不断加大力度扩大种植面积ꎬ确保人民的温饱[2]ꎮ与撒直播相比ꎬ水稻穴播是一种新型的直播方法ꎬ适合标准化作业ꎬ能够大量的节约稻种[3]ꎮ国外对于水稻直播研究比较早ꎬ很多技术具有一定的先进性ꎬ以美国水稻机械化水平是最具有代表性[4]ꎮ直播能够节约水稻种子ꎬ减轻劳动力的消耗ꎬ促进经济的发展[5]ꎮNavasero等学者设计并研发一种新型的水稻直播机ꎬ含有两级装置ꎬ第一级的作用主要是把种子从种箱取出ꎬ第二级的作用是把种子平均分配到各个排种器ꎮ国内水稻直播机最早是从谷物条播机改进的ꎬ但作业速度低㊁稳定性差[6]ꎮ排种器的自身机构和外部因素都会对排种造成一定的影响ꎬ如孔的形状和分布㊁群组吸孔数及气压大小等ꎬ采用合理的设计参数ꎬ才能达到最佳的状态[7-8]ꎮ为解决上述问题ꎬ设计了一种穴播排种器ꎬ能够提高排种效果ꎬ实现高效快速作业ꎮ为此ꎬ探究种盘的孔径㊁孔数㊁转速和真空度对排种器的影响ꎬ并采用收稿日期:2017-10-16基金项目: 十二五 国家科技支撑计划一般项目(2014BAD06B04-1-3)ꎻ黑龙江八一农垦大学农业机械化工程重点实验室开放课题(2017-2020)ꎻ黑龙江省农垦总局攻关项目(HNK125B-05-08)作者简介:王洪超(1994-)ꎬ男ꎬ黑龙江绥化人ꎬ硕士研究生ꎬ(E-mail)452713509@qq.comꎮ通讯作者:万㊀霖(1971-)ꎬ女ꎬ山东即墨人ꎬ教授ꎬ博士ꎬ硕士生导师ꎬ(E-mail)381995603@qq.comꎮ机械设计理论进行了设计ꎮ1㊀气吸式排种器基本结构与原理气吸式排种器由种盘㊁密封环㊁储种室及风压调节手柄等构成ꎬ如图1所示ꎮ1.剔种装置㊀2.壳体㊀3.排种圆盘㊀4.吸气管㊀5.搅种轮图1㊀气吸式排种器结构Fig.1㊀Structureofair-suctionseedmeteringdevice工作时ꎬ传动装置带动种盘转动ꎬ为作业提供动力ꎮ播种装置利用负压的吸力原理工作ꎬ稻种被吸在种盘上ꎬ随种盘共同转动ꎮ工作状态与地面是垂直的ꎬ排种盘上设有气流通道孔ꎬ固定在上面的搅种轮ꎬ防止流动性差的种子出现吸空现象ꎮ排种盘与气室之间采用密封圈连接ꎬ保证不漏气ꎬ另一侧与储种室种子接触ꎮ在壳体内部装有清种器ꎬ调节手柄可以改变位置ꎬ清除吸附多余的稻种ꎮ壳体外部与风机用钢丝塑料管连接ꎬ为播种装置提供足够的压力ꎬ壳体内2019年3月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第3期部与大气压形成压力差ꎮ在工作状态下ꎬ储种室的稻种在搅种轮的作用下带到充种区ꎬ稻种在压力的作用下被吸附在种盘上ꎮ由于孔数很多ꎬ有的地方会吸附多余的种子ꎬ在携种区有剔种装置ꎬ把它清理掉ꎮ稻种最后到达清种区ꎬ没有气压的吸力ꎬ靠自身的重力进入输种管ꎬ落入种沟ꎬ结束播种过程ꎮ2㊀气吸式排种器参数优化设计排种盘作为核心零部件之一ꎬ决定着作业效果的好坏ꎬ影响较大的结构参数包括孔径大小的设计㊁吸孔的分布㊁群组吸孔组数的设计及气室真空度的设计等ꎮ2.1㊀吸孔孔径的设计吸孔的孔径在播种的过程中起到关键的作用ꎬ在设计孔径的大小时ꎬ首先要考虑种子的大小ꎮ由于不同作物的种子有很大差距ꎬ所以孔径一定要和种子相适应ꎮ其次ꎬ要考虑的就是要提供足够的气压ꎬ才能把稻种吸附在孔上ꎮ如果稻种和孔径相差太大ꎬ会造成漏气或一个孔径吸附多粒种子ꎬ使播种合格率受到一定的影响[9]ꎻ如果稻种和孔径相差太小ꎬ会导致气压不足ꎬ不能将稻种完全吸附在种盘上ꎬ引起漏种ꎮ同时ꎬ孔的大小对于气室真空度有着显著的作用[10]ꎬ孔径和孔数也是影响重播指数的主要因素[11]ꎮ运用公式计算ꎬ找到理论上的孔径ꎬ并进行验证ꎮ在实验的基础上总结出的孔径公式为[12]d=(0.64~0.66)b(1)式中㊀b 种子的平均宽度ꎻ㊀d 吸种孔直径ꎮ结合水稻种子的平均宽度ꎬ最终选取孔径为1.5mmꎮ孔采用锥形孔ꎬ气室另一侧的孔径为2.5mmꎮ2.2㊀吸种孔数的设计吸孔孔数与许多因素都有关ꎬ如播种合格率及粒距等ꎮ在确保机车前进速度不变的情况下ꎬ随着孔数不断地增加ꎬ在播种过程中ꎬ粒距会不断地减小ꎬ当孔数达到一定的极限时ꎬ会导致播种混乱ꎬ各项评价指标都不合格ꎮ另一种情况ꎬ将孔数不断缩小ꎬ在播种过程中ꎬ粒距会不断地增大ꎬ当减小到一定的极限ꎬ漏播率极高ꎮ通过计算ꎬ找到理论上的孔数ꎬ并进行验证ꎮ该装置设计的目的是进行穴播ꎬ每穴满足2~4粒稻种ꎮ在满足孔数要求的情况下ꎬ确定孔组数ꎮ按照农业机械设计手册知[12]Z=πD(1+δ)ipS(2)式中㊀Z 群组吸孔的组数ꎻ㊀D 地轮直径ꎻ㊀δ 地轮滑移系数ꎬ一般取0.05~0.12ꎻ㊀ip 传动比ꎬ取1ꎻ㊀S 穴距ꎮ根据公式和农艺要求ꎬ确定组数为36ꎬ每组孔数为3ꎮ2.3㊀排种盘转速的设计排种盘的速度是评价排种性能的一个重要指标ꎬ随着转速的增加ꎬ播种的频率会逐渐增强ꎬ工作性能也会提高ꎻ同时ꎬ充种的时间也会缩短ꎮ进而导致漏播率加大ꎬ影响播种效果ꎮ由以上分析可知ꎬ在确保排种盘转速的情况下ꎬ找到合适的吸室真空度ꎬ才能达到最佳的播种效果ꎮ适当增大气室真空度ꎬ可以增大对稻种的吸附能力ꎬ但过大会导致重播率提高ꎻ转速变大的过程中ꎬ漏播现象明显ꎬ重播的几率变小[13]ꎮ排种盘转速的大小能够保证稻种的间距和粒数ꎬ同时还能提高稻种的合格指标ꎬ但孔径和孔数起到的作用不显著ꎮ按照农业机械设计手册[12]ꎬ种盘速度不得大于0.35m/sꎮ若没有增加任何辅助设备ꎬ一旦转速超过了这个值ꎬ工作性能将会大大下降ꎮ在实际农田作业中ꎬ由于外界因素的干扰ꎬ需要对排种器进行改进ꎬ通过改进的线速度能到0.5~0.8m/sꎮ2.4㊀气吸式真空度的确定吸室真空度在播种过程中起到提供气压的作用ꎬ其大小将会直接影响吸种效果ꎬ间接地会对排种均匀度造成影响ꎮ吸室的结构根据吸种效果最终选择马蹄形ꎬ对于保证气室真空度一致性起到了很大的作用ꎮ从农业机械设计手册中能得到ꎬ排种器受到种子外界和自然环境的作用ꎮ对于水稻气吸式排种器ꎬ参照文献[14]ꎬ气室真空度最大值要满足公式ꎬ即Hcmax=80k1k2mgCπD3(1+v22gr+λ)(3)式中㊀g 重力加速度(9.8m/s2)ꎻ㊀v 孔中心处的线速度(m/s)ꎻ㊀r 孔的转动半径(m)ꎻ㊀λ 芽种的摩擦阻力综合系数ꎬλ=(6~10) tanθꎻθ为芽种的自然休止角ꎻ㊀C 种子重心偏离种盘的距离(cm)ꎻ㊀k1 吸种可靠性系数ꎻ㊀k2 外界条件系数ꎮ由式(3)可知:影响真空度的因素有许多ꎬ计算过程要严格按照标准ꎻ通过公式得到的是临界值ꎬ在工作状态下要高于临界值ꎮ参数选取越大ꎬ工作性能越2019年3月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第3期好ꎬ不容易漏播ꎻ但过大时ꎬ吸孔上出现多余的种子ꎬ使重播率上升ꎻ当过小时ꎬ压力不足ꎬ漏播现象显著ꎮ经计算ꎬ在进行水稻旱直播时真空度范围为2~6kPaꎮ2.5㊀排种器三维模型的确定基于排种器结构的优化设计ꎬ通过UG软件完成三维建模ꎮ在建模环境下ꎬ按照设计好的尺寸绘制ꎬ再通过布尔运算㊁设计特征等相关命令初步建立三维模型ꎬ按照实体进行装配ꎬ并对其进行约束ꎬ如图2所示ꎮ通过干涉分析命令检测ꎬ模型不存在干涉现象ꎮ在仿真模块下ꎬ完成运动参数的设置ꎬ最后进行运动仿真和分析结果的输出ꎬ结果表明各部件工作稳定ꎮ图2㊀排种器的三维模型Fig.2㊀Three-dimensionalmodelofseedmeteringdevice3㊀试验研究3.1㊀试验准备本试验选用龙粳33水稻种子作研究对象ꎬ实验前随机抽选100粒水稻种子ꎬ测量其尺寸特性ꎬ多次测量后取平均值ꎬ如表1所示ꎮ本试验于2017年3月在土槽实验室进行ꎬ试验选择气吸式排种器ꎬ测试设备采用JPS-12型试验台ꎬ其工作性能指标如表2所示ꎮ表1㊀水稻种子的特性参数Table1㊀Characteristicparametersofriceseed品种长/mm宽/mm高/mm含水率/%千粒质量/g水稻7.253.262.1120.4523.98表2㊀JPS-12型试验台性能指标Table2㊀TheperformanceindicatorsofJPS-12meteringdeviceperformancetest-bed项目单位指标种床带速度km/h3.6~12排种轴转速r/min30~150种距测量精度mmʃ2气压动力kPa正压:0~8负压:0~5配套动力kW7.45排种架调节范围上下:0~400mm倾斜:0ʎ~11ʎ3.2㊀试验评价指标测试过程中ꎬ水平皮带速度模仿地轮的行进速度ꎮ排种盘的转速与种床带的前进速度按一定程度调整ꎬ工作状态稳定后ꎬ取中间数据作为统计样本ꎮ试验取250穴为统计样本ꎬ重复3次并取平均值ꎮ排种器试验台通过计算机的识别系统进行数据收集和处理ꎬ降低了人为因素造成的误差ꎮ根据水稻种植的田间要求ꎬ插秧种植时每穴要保证2ʃ1株秧苗ꎬ为了保证水稻出苗率ꎬ每穴播2~4粒稻种ꎬ稻种穴距如图3所示ꎮ图3㊀稻种穴距示意图Fig.3㊀Sketchmapofriceseedspacing本文根据文献[15]ꎬ总结出评价指标ꎮ每穴小于2粒种子ꎬ属于漏播指标ꎻ每穴大于4粒种子ꎬ属于重播指标ꎬ则计算公式为漏播率㊀M=BNˑ100%(4)重播率㊀D=FNˑ100%(5)合格率㊀A=ENˑ100%(6)式中㊀B 稻种数量ɤ1的穴数ꎻ㊀F 稻种数量ȡ5的穴数ꎻ2019年3月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第3期㊀㊀㊀E 2ɤ稻种数量ɤ4的穴数ꎻ㊀N 全部穴数ꎮ3.3㊀试验测试影响排种质量的因素有转速㊁孔径及型孔的分布和数量等ꎬ其中转速和气吸室真空度为重要因素[16]ꎮ在孔径为1.5mmꎬ其他因素保持固定的情况下ꎬ研究不同参数对其造成的影响ꎬ现场试验如图4所示ꎮ图4㊀现场试验图Fig4㊀Testchart3.3.1㊀气吸室真空度对排种质量的影响根据理论研究得[10]ꎬ真空度对排种质量的作用较显著ꎮ当气吸室压力过小ꎬ种子的漏播率会上升ꎻ气吸室压力过大ꎬ种子的重播率也会上升ꎮ为了探究最优的范围ꎬ需要对其展开试验ꎮ在转速为50r/min的环境下ꎬ研究不同气室真空度对排种质量造成的影响ꎬ选取5个真空度依次为2㊁3㊁4㊁5㊁6kPaꎬ各项因素都达到稳定状态时ꎬ选取250穴作为统计样本ꎬ计算出各项评价指标ꎬ分析结果如图5所示ꎮ图5㊀转速在50r/min时的排种性能曲线Fig.5㊀Seedmeteringperformancecurveastherotationspeedofseedmeteringdiskiskeptat54r/min㊀㊀在转速为50r/minꎬ带速固定的状况下ꎬ不同真空度下得到的评价指标曲线得出:随着真空度的提高ꎬ使种子的吸附能力变强ꎬ导致重播率变高ꎮ漏播现象变少ꎬ种子合格率在70%~80%范围变化ꎮ3.3.2㊀排种盘转速对排种质量的影响在真空度为4kPa的条件下ꎬ取不同的转速检测排种器的性能ꎮ试验中主要选取5个转速依次为10㊁20㊁25㊁30㊁40r/minꎬ各项因素都达到稳定状态时ꎬ选取250穴作为统计样本ꎬ计算出排种的评价指标ꎬ分析结果如图6所示ꎮ图6㊀气吸室真空度4kPa时的排种性能曲线Fig.6㊀Seedmeteringperformancecurveasthevacuumdegreeinsuctionchamberkeptat4kPa由图6可知:随着转速的增大ꎬ重播率有下降的趋势ꎬ而漏种率一直在上升ꎮ这种现象的原因是孔处的线速度变大ꎬ在充种区停留的时间变短ꎬ稻种被吸附的概率降低ꎮ除此之外ꎬ转速与稻种的离心力成正比ꎬ当气室提供的吸附力小于离心力时ꎬ稻种从吸孔脱落ꎮ其中ꎬ种盘上种子间摩擦和碰撞ꎬ在较高的速度下易造成脱落ꎮ3.3.3㊀投种高度对排种质量的影响投种高度的大小对排种性能是否有影响ꎬ进行试验分析ꎮ在确保其他因素不变的情况ꎬ选取了不同的高度进行试验ꎬ真空度压力为3kPa㊁转速为40r/minꎬ选取250穴作为统计样本ꎬ计算出排种的评价指标ꎬ分析结果如图7所示ꎮ由图7得出:随着高度的增长ꎬ合格率变化不显著ꎬ重播和漏播现象也不显著ꎮ因此ꎬ可以忽略高度的影响ꎮ2019年3月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第3期图7㊀不同排种器高度的排种性能曲线Fig.7㊀Seedmeteringperformancecurveasthedifferentseedmeteringheight4㊀结论1)根据理论分析得出影响排种的要素ꎬ其中气吸室真空度和排种盘转速对排种效果有着显著的作用ꎬ作业高度的影响可忽略不计ꎮ2)排种盘作为排种器的核心部件ꎬ根据种子的大小选取不同的吸孔孔径ꎬ对于水稻种子ꎬ一般选1.5mmꎬ排种性能最好ꎮ3)当排种盘转速为50r/min㊁气吸室真空度在2~6kPa范围内时ꎬ重播率逐渐增大ꎬ最高达到28%ꎬ漏播率逐渐减小ꎬ合格变化范围为70.8%~79.6%ꎮ4)当气吸室真空度为4kPa㊁转速为25r/min时ꎬ排种性能较好ꎬ合格率为96.4%ꎮ参考文献:[1]㊀李金泽.关于人口与我国粮食安全问题的研究[J].吉林农业c版ꎬ2013(4):27.[2]㊀崔连连.科研投资对水稻产量贡献率的研究[D].南京:南京农业大学ꎬ2009.[3]㊀陈雄飞ꎬ罗锡文ꎬ王在满ꎬ等.水稻穴播同步侧位深施肥技术试验研究[J].农业工程学报ꎬ2014ꎬ30(16):1-7. [4]㊀高一铭ꎬ闫涛ꎬ刘文杰.国内外水稻直播机械化研究进展[J].农业科技与装备ꎬ2013(1):28-29. [5]㊀陈永凡.水稻旱直播田杂草发生特点及化除技术[J].种业导刊ꎬ2011(6):24-25.[6]㊀翟建波.气力式水稻芽种精量穴直播排种器设计与试验研究[D].武汉:华中农业大学ꎬ2015.[7]㊀刘文忠ꎬ赵满全ꎬ王文明.气吸式排种装置排种性能分析[J].农机化研究ꎬ2008(9):45-47.[8]㊀高富强ꎬ齐鹏ꎬ邱立春.气吸式排种器排种性能影响因素的分析与试验研究[J].农机化研究ꎬ2016ꎬ38(9):191-196.[9]㊀陈进ꎬ李耀明ꎬ王希强ꎬ等.气吸式排种器吸孔气流场的有限元分析[J].农业机械学报ꎬ2007ꎬ38(9):59-62. [10]㊀李林.气吸式排种器理论及试验的初步研究[J].农业机械学报ꎬ1979(3):56-63.[11]㊀袁月明ꎬ马旭ꎬ董润坚ꎬ等.气吸式水稻直播排种器参数设计与优化[J].中国农机化学报ꎬ2012(6):78-82. [12]㊀中国农业机械化科学研究院.农业机械设计手册(上下)(精)[K].北京:中国农业科技出版社ꎬ2007. [13]㊀钟陆明ꎬ陈学庚ꎬ温浩军ꎬ等.免耕播种机气吸式排种器影响因素的试验研究[J].农机化研究ꎬ2012ꎬ34(5):160-164.[14]㊀窦卫国ꎬ王竹瑛ꎬ赵士杰ꎬ等.新型气吸式精量铺膜播种机的试验研究[J].农业工程学报ꎬ1997ꎬ13(3):115-118.[15]㊀国家标准局.GB6937-2005单粒(精密)播种机试验方法[S].北京:中国标准出版社ꎬ2005.[16]㊀何堤ꎬ陈立东ꎬ谢宇峰.气吸式排种器排种质量影响因素的试验研究[J].农机化研究ꎬ2006(1):175-176.PerformanceTestandDesignofRiceBunchPlantingofMeteringPerformanceofAir-suctionSeedMeteringDeviceWangHongchaoꎬWanLinꎬCheGangꎬGaoRuiliꎬTangZhenglin(KeyLaboratoryofAgriculturalMechanizationEngineeringꎬHeilongjiangBayiAgriculturalUniversityꎬDaqing163319ꎬChina)Abstract:Tochoosetherightmeteringisthekeytoricehilldropdrilling.Thispaperstudiesfactorsoftheeffectofseed-meteringthroughtheoreticalanalysisandexperimentalstudy.Theoreticalanalysisshowsthatthediameterofsuctionholeꎬthenumberofsuctionholeꎬthesuctionvacuumandthespeedofseedingdiskallhaveinfluenceonseedingeffect.Asinglefactortestwasperformedusingacomputervisiontestbedꎬthroughalargenumberofexperimentaldataanalysisshowsthatairsuctionchambervacuumandseeddiscspeedareimportanttoimprovetheworkperformanceoftheseederandachieveprecisionsowingꎬtheimpactofthejobheightisnegligible.Keywords:seed-meteringdeviceꎻairsuctionꎻriceꎻbunchplantingꎻspeed2019年3月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农机化研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第3期。
播种机排种均齐性测定
N圈后理论总排量为:
Gl
DBQN (1 )
666.7
5、结果验证:理论=实际?
Gs -Gl Gl
100% 1 ~ 2%
若满足,说明该调整结果正确,可进地作业。否则,继续调整直到 满足为止。可采用比例法控制调节手柄的位置:设:Gs时的外槽轮有效 工作长度为Ls,则有,Gs / Ls = Gl / Ll 。
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三、实验步骤
1、首先将播种机两端支起,使地轮抬离地面且能自由转动。 2、种子箱内放入至少三分之一的种子,并将播量调节手柄 放置某一部位。
种 箱
种子
排种器 地 轮
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
输种管
承接器
3、均匀转动地轮30~40圈,将所对应各排种器下的承接器内的种子 进行称重,分别计录为g1、g2……gn,令:G s= ∑gI,将该数值作为 本次调整后的实际总排量。
4、利用理论计算公式计算均匀转动30~40圈后,根据农业技术所要 求的亩播量Q下的理论总排量Gl。
设:Q—农业技术所要求的每亩播种量(斤/亩);
B—总工作幅宽,B=b×n (米);
n—播种行数(开沟器个数),b—行距; D—地轮直径或拖拉机后驱动轮直径,米;
N—地轮转动试验圈数;
δ—地轮滑移率,δ= 0.05~0.12。
实验六 播种机排种均齐性测定
(综合性实验 2学时)
一、目的要求
运用所学排种器理论,结合农业物料物理特性,根据农业技术 所要求的播种量对播种机进行播量调节的方法步骤以及对排种 均匀性的测定方法,以及给定的实验设备,设计出以最快速度 确定播种机正常工作参数。
二、主要实验仪器设备
机引播种机或播种机实验台,千斤顶,垫木,天平(1/100克 感量),小麦(或其它作物种子)10~20公斤,秒表,盛种小 布袋,小台秤,工具一套。
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使用说明书
哈尔滨博纳科技有限公司
二○○六年四月
感谢您选择了哈尔滨博纳科技有限公司()设计制造的JPS-12排种器性能检测试验台。本使用说明书中介绍了使用方法和注意事项,请您在使用本试验台之前务必熟读此说明书,以便能够正确的使用。
一、试验台操作使用注意事项
3
在试验中排种轴的启动与停止,由综合操作台上的相应变频器来控制,电机可在10~150 r/m内无级调速;排种轴转速值在计算机上显示。
4
风机转速由综合操作台上的相应变频器来控制;风压的调节是通过调整风机转速来实现的;风压的值在控制台的压力表上显示。
5
种床带的速度、排种轴的速度和风机的转速,可由试验操作柜控制面板上的相应变频器上的黑色频率设定旋钮来调节;种床带及排种轴的速度可由“排种性能检测软件”监视,风机产生的正、负压力可由控制台上的正、负压力表监视。详细的变频器参数设置请参考变频器手册。
设置存储参数
设置视频存储方式:压缩或不压缩。
设置摄像参数
(1)设置〖摄像偏移误差〗
该参数可忽略。
(2)设置〖摄像比例系数〗
该比例系数的设置由摄像机距种床带的高度以及摄像机镜头的焦距所决定,当摄像机的高度和镜头的焦距保持不变时,该值为一恒量。
像素数表示的长度与刻度实际表示的长度的比值即为〖摄像比例系数〗。
4
在实时显示过程中,打开主菜单【动态处理】—【开始实时检测】或单击工具条上的 按钮,将进行实时处理,即实时检测种子粒距;单击 按钮或再次单击 按钮,停止实时处理。在检测分路栏中选择是单路检测还是双路检测。
5
实时处理完毕后,打开主菜单【文件】—【保存粒距数据】或单击工具条上的 按钮,显示〖试验性能参数设置〗对话框,在对话框里设置一些参数,比如调整粒距、种子类型等,其中〖调整粒距〗和〖种床带速度〗为必设参数;单击〖确定〗按钮,弹出数据对话框,单击〖保存〗,所测得的粒距数据将被保存成XML文件和与之同名的直方图图像文件。
(2)排种轴驱动电机
设计定制台湾专用变频调速电机,松下变频器,传动轴上配装高精度转速编码器。
(3)设计定制气吸式、气吹式排种器驱动用专用风机,松下变频器,加装数字气压传感变送器测量工作风压。
2.3 排种性能测试部分
采用1路(可扩展为多路)数字工业摄像机,与监控主机相连,安装排种器性能测试软件,进行排种图像采集和处理。
(2)设置〖种子宽度特征〗
设置种子的特征宽度值,在0~100之间设置,单位为像素数。设置适当的数值可有效的去除图像内的杂质点或噪声点。
(3)设置〖种子高度特征〗
设置种子的特征高度值,在0~100之间设置,单位为像素数。设置适当的数值可有效的去除图像内的杂质点或噪声点。
(4)设置〖检测范围〗
设置图像的检测范围,包括横向和纵向,默认值-1表示选择全图.可根据黏种油面的宽度和长度设置此参数,则测量粒距时只处理设置的区域内的种子,注意所设置的两个的数值不要超过整幅图像的宽度。
①底架由63*63角钢组合而成,全长9.5米。
②装备双滚筒(主、从传动轮有防跑偏结构),表面压纹,配置张紧机构(可调偏);
③上下两层带下安置托辊,按不同位置间隔设置;
④在主传动轮和下层托辊等处分别设计可调刮油刮种板,以及集油回收管路,双层过滤筛(滤种、滤油),筛下置有集油箱,选用喷油齿轮泵从集油箱泵油到台架上的矩形喷油嘴,将油喷涂到种床带上,该特种油可有效黏附落下的种子,配有自动油温加热及控制装置,保持最佳流动状态;
(2)操作面板上有对PLC及变频器进行控制的按钮、旋钮、状态显示灯等,见图1。
六
空气开关位于控制台的背板上,见图2:
(1)打开【总电源】开关;
(2)打开【种床带】电机开关;
(3)打开【排种轴】电机开关;
(4)打开【风机】电机开关;
(5)打开【油泵】电机开关;
(6)打开【控制电压】开关,该开关控制了油温控制和正、负压风机转换的供电;
设置其它参数
(1)设置排种轮传动比
排种轮传动比: ——排种轮驱动杆上的齿轮齿数
——排种轮齿轮齿数
(2)设置排种轮转速系数
显示速度=实际速度×该系数
(3)设置种床带速度系数
显示速度=实际速度×该系数
最后按〖确定〗按钮保存设置的参数
3
打开主菜单【图像采集】—【实时显示】或单击工具条上的 按钮,将实时显示摄像画面;单击 按钮,停止实时显示。当打开一副图像、采集一副图像或打开视频序列时,单击 按钮也将停止实时显示。
2.4 PLC主控柜和总电源分配柜
包括PLC控制器、变频器、数字温控器、直流开关电源以及空气开关、接触器、热保护器等电气控制器件。
2.5 综合操作台
以高性能微机做监控主机,配置检测系统和图象采集系统等。
(1)检测系统显示种床速度、排种轴转速,并对排种图像进行采集、处理和分析,配激光打印机,打印输出相应的排种性能试验报告。
JPS-12排种器性能检测试验台是通过分析与总结国内外现有排种器试验台的基础上进行设计的,它结构精巧,使用方便,检测手段先进,能满足气力式、机械式排种器试验研究需要。
三
在田间测试播种机的排种性能时,排种器是随拖拉机的前进而运动的,该试验台正相反,它是用种床带做种床,模拟播种机的田间工作速度进行运动,排种器在试验时固定不动,种床相对于排种器进行运动。这样就把播种机相对地面的运动转变为地面相对于播种机的运动,从运动学的相对性概念来说,只是一个参考坐标系转换问题,其效果是一样的。排种器在固定位置把种子排落在涂有油层的种床带上,试验台检测系统对种床带上的种子进行实时地检测,从而达到测出播种合格指数、分布均匀性等各项指标的目的。
四
1
2
项目
指标
备注
种床带速度
km/h
1.5~12
种床带速度测量误差
%
< 0.5
排种轴转速
r/min
10~150
排种轴转速测量误差
%
< 0.5
风机输出的工作压力
KPa
0~5
正压
风机输出的工作压力
KPa
-5~0
负压
种子粒距测量平均误差
mm
<2
大豆、玉米
3
项目
指标
备注
电源
三相交流电源
作业功率消耗
kw
<10
种床带电机功率:2.2 千瓦
排种器驱动电机功率: 0.55 千瓦
油泵电机功率:4 千瓦
风机电机(正压)功率:0.75千瓦
风机电机(负压)功率:3千瓦
2.1机械结构部分
(1)种床带(轴间距8.8m)
采用无缝精密橡胶带,运行平稳,不打滑,振动小,噪音低,满足标准实验室环境的振动和噪音要求。
(2)台架(高0.8m)
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当试验台发生异常或其他紧急状况时,立即按下试验操作柜控制面板上的红色急停按钮。异常或紧急状况排除后,拧开急停按钮,并对【种床带速度】、【排种轴转速】和【风机转速】变频器执行复位操作,即按下各变频器上的“STOP”按钮。
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试验完毕后:
(1)清理种床带上的余油,为了避免喷油嘴中的余油侧泄,可使种床带空转数分钟。
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在试验中喷油泵的启动和停止由综合操作台上的按钮控制;当种床带停止运动时喷油泵将自动停止喷油。
注意:当油泵启动前,必须先将喷油嘴处的开关手柄转到打开位置,同时将溢流阀旋转至逆时针极限位置,即溢流阀压力趋于零,节流阀处于全开状态,这样才能保证液压系统中的压力安全。油泵启动后,顺时针旋转溢流阀,同时观察压力表,显示在0.5~1MPa之间为正常工作压力。如果喷油量不够,则顺时针旋转节流阀增大油量,但要注意,节流阀不能全关,否则管路中的压力可能升高,甚至超过最高设计压力2.5MPa。
(4)按【油泵】按钮,启动喷油、刮油、滤油装置;
(5)按【排种轴转速】变频器的“RUN”按钮,并调节到试验要求的转速,按“STOP”停止,排种轴转速也可由计算机控制,参见…;
(6)待各个Байду номын сангаас度均匀后,可进行种子粒距的测量处理(参考七、软件操作);
(7)同时按下【种床带速度】和【排种轴转速】变频器的“STOP”按钮,可使种床带、排种轴和油泵立即停止运行,可对人工检测区进行观察。
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当控制面板上的【油泵】指示红灯亮时,表示油泵电路过载,热保护继电器动作;过载排除后,按下热保护继电器的复位按钮后油泵即可正常工作。
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调节节流阀可控制喷油量;调节油刷的高度可控制油层的薄厚。
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10.1 焦距调节
根据镜头(8mm焦距)距种床带表面的距离,旋转镜头焦圈,直到图像清晰为止。
10.2光圈调节
⑤装备可升降刷子架(箅油);
⑥装备排种器万能安装架,架上装备排种轴驱动电机、减速器及传动机构等;
⑦除主体钢制框架外,其余各机架和结构部件均为不锈钢制,外部整体安装仿形壳体和护板。
⑧装备测试用工业摄像机可调安装架及密闭照明箱,摄像机可上下左右调节。
2.2电机及控制设备
(1)种床驱动电机
为适应工业摄像机高精度测量,设计定制台湾专用变频调速电机,松下变频器,主动轴上配装高精度转速编码器。
根据灯箱内的光照作出相应调整。
10.3 摄像机与计算机连线方式
见图3
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(1)检查试验台各电路是否正常,检查种床带上是否有异物;
(2)按【种床带速度】变频器的“RUN”按钮,并调节到试验要求的速度,按“STOP”停止;
(3)按【风机转速】变频器的“RUN”按钮,并调节到试验要求的压力,按“STOP”停止,正、负压的转换由控制面板上的【正/负压转换】按钮切换;
禁止把工具或其它物品放在种床带上面。
在试验时禁止靠近或接触试验台上的各转动部件。
试验台使用结束后应刮清种床带上的余油,并切断所有电源。
保持种床带表面的清洁。