转轴型孔式精量排种器充种性能仿真分析与试验

作     者：李娟娟 张和平 毕新胜 王剑 胡斌 李姝卓 Li Juanjuan;Zhang Heping;Bi Xinsheng;Wang Jian;Hu Bin;Li Shuzhuo

作者机构：石河子大学机械电气工程学院石河子832000 新疆科农机械制造有限责任公司奎屯834000 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2020年第36卷第5期

页      面：38-49页

核心收录：

学科分类：0828[工学-农业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51665050) 

主　　题：农业机械 优化 试验 EDEM 精量排种器 充种性能 

摘      要：针对转轴型孔式棉花精量排种器在充种过程中由于型孔未囊取种子而造成漏播的问题,该研究通过建立棉种充填过程的运动学模型对相互抢位的棉种进行力学分析,研究取种轮运动参数与排种器转速对充种性能的影响。应用离散元仿真软件分析落入型孔的棉种速度的变化趋势,并分析取种轮振动频率对种群扰动的影响,以取种轮振动频率、取种轮振动偏移角、排种器转速为试验因素,以排种粒距合格率、重播率、漏播率为试验指标,进行三因素五水平的正交通用旋转组合试验,探究各因素对排种性能的影响,运用Design Expert 8.0.6软件对试验结果进行分析,并对回归模型进行优化验证。仿真分析结果表明,棉种瞬时速度随着排种轮转速的提高而增加,仿真标记的棉种在充入型孔时的瞬时速度小于取种轮速度,而相对取种轮速度较小的棉种具有更好的充种性能;在7 Hz时,种群法向力平均值最小,即种群的内摩擦力最小,棉种易于被型孔囊取;当排种器转速为12.59 r/min,取种轮振动偏移角度为8.06°,振动频率为6.08 Hz时,排种器的排种粒距合格率达到最大值94.5%。在此基础上,以新陆早61号棉花种子为试验对象进行台架验证试验,试验结果表明,当排种器转速为12 r/min时,排种器的排种粒距合格率达到最大值94.65%,漏播指数随着排种器转速的增加呈上升趋势,重播率随着转速的增加呈现下降趋势,与优化结果基本吻合,验证了仿真结果的准确性。该研究可为转轴型孔式棉花精量排种器关键部件结构优化设计提供参考。