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（全套CAD）氣吸滾筒式精密排種器的優化（終稿）

麥精播機也屬于氣吸式精量播種機，該機的排種器是對組合吸縫盤和驅動格輪，由兩個不同形狀隙縫的交叉形成系列不同形狀的吸孔。它沒有輸種管，排種器與開溝器融于體，投種點低，有利于精密粒距的形成。該機主要用于田間小區試驗，在許多國家和地區得到推廣應用。為了滿足本國經濟發展的要求，盡快提高精密播種機的作業速度，近十年來，歐美國家著重對氣力式精密排種器進行了研究。當前，國外播種機械的發展方向已從對排種器的結構研究轉移到對播種原理的研究上，比如蔬菜種子的精播問題。目前國外正在利用些新的播種原理，如日本提出的靜電播種，英國提出的液體播種等?，F在廣泛流傳的種先進的科學播種方法種子帶播種，它起源于日本，這種播種方法已在世界范圍內被廣泛采用。目前較為成熟的產品主要有英國產的播種機，有針式滾筒式兩種。針式播種機從秋海棠等極小的種子到甜瓜等大種子均可進行播種，播種精度高達.對干凈規矩的種子，播種速度可達行小時穴的穴盤最多每小時可播盤滾筒式播種機是適用于大中型育苗場的高效率精密播種機，適合絕大部分花卉蔬菜等種子，播種精度可達對干凈規矩的種子，播種速度高達行小時穴的穴盤最多每小時可播盤。這兩種播種機均可以無級調速，能在各種穴盤平盤或栽培缽中播種，并可進行每穴單粒雙?；蚨嗔Ｐ问降牟シN。韓國大東機電株式會社生產的真空氣吸式播種機，適用于小于瓜類種子的各類蔬菜種子及花卉種子，分為全自動和半自動兩種機型，全自動機型的工作程序包括基質混拌裝盤挖穴播種覆土噴水等，半自動機型包括挖穴覆土兩項程序。此外，還有美國的精量播種系統等。國內氣力式排種器的發展概況我國從世紀年代開始研制氣力式播種機，當時遼寧省農機所研制了行氣吸式播種機，該機可精播玉米大豆花生。但是由于風機及萬向節傳動故障多，工作不可靠，沒能得到推廣。世紀年代我國加強了半精量和精量播種技術的引進研究和試驗。年中國農機院引進了種精播機西德氣吸氣吹兩種，法國氣吸式，美國指夾式，并分別對它們的性能，結構參數以及影響滾筒,精密,排種器,優化,畢業設計,全套,圖紙編號學號畢業論文設計屆本科題目氣吸滾筒式精密排種器的優化學院工程學院專業機械設計制造及其自動化姓名王晉軍指導教師張祖立教授完成日期年月日目錄摘要第章緒論.研究小顆粒種子精播技術的目的和意義.國內外氣力式精密排種器的發展概況國外氣力式排種器的發展概況國內氣力式排種器的發展概況.本文研究的內容第二章氣吸滾筒式精密排種器的優化設計.排種器結構及工作原理總體結構工作原理排種滾筒上吸孔的設計排種滾簡內部正負壓腔的設計.排種裝置的優化設計.本章小結第三章氣吸滾筒式精密排種器的理論分析.種子所受吸附力及吸種高度的確定吸附力及其影響因素吸種高度及影響因素.氣吸滾筒式精密排種器吸種過程及其影響因素的分析種子從種箱到被吸孔吸附過程分析種子被吸附到滾筒上并隨之運動的條件.氣吸滾筒式精密排種器的排種過程分析排種誤差種子落地碰撞角和碰撞速度排種過程影響因素分析.本章小結第四章氣吸滾筒式精密排種器氣流場的計算機仿真.仿真初始邊界條件的設定吸孔的結構形狀及初始化條件.仿真結果吸孔形狀對吸種性能的影響吸孔導程對吸種性能的影響吸孔孔徑大小對吸種性能的影響吸種滾筒內部負壓區氣流場仿真吸種滾筒內部正壓區氣流場仿真.本章小結第五章總結與展望參考文獻致謝摘要世界各國都很重視精量播種技術，精密播種可以節約大量的種子，節省田間間苗定苗用工，增加作物產量。本文在對國內外現有的氣吸滾筒式精密排種器深入研究的基礎上，對原有的設計進行了改進并制造了種新型的氣吸滾筒式精密排種器。該排種器具有以下的特點首先，對主軸結構進行了優化設計，采用了根主軸形成兩個壓腔的設計方法，既保證了同軸度又減少了軸承的磨損，大大延長了軸承的使用壽命。其次，由于采用了彈簧結構，在隔氣板與滾筒內壁接觸轉動的過程中，減少了因摩擦而導致的磨損漏氣的問題。第三，對種箱進行了激振，使種子在種箱中形成“沸騰”狀態，更有利于滾筒的吸種。結合該氣吸滾筒式精密排種器，本文主要開展了以下幾個方面的研究工作.對氣吸滾筒式精密排種器的吸種及排種過程進行了理論分析，得到了吸附力吸種高度排種誤差碰撞角和碰撞速度等數學模型，并對影響吸排種效果的因素進行了分析。.運用有限元分析軟件對吸孔及正負壓腔的氣流場進行了建模與仿真試驗，結果表明直孔的吸種性能比錐形孔和沉孔好孔徑越大，吸種能力越強吸孔導程對吸種性能無顯著影響滾筒壁上的吸孔靠近正負壓腔氣流大的地方，受到氣流的影響也較大。通過對氣吸滾筒式精密排種器的理論分析和計算機仿真，得到小顆粒種子的精播問題。油菜是世界上重要的油料作物之，成熟的油菜籽多為球形或近似球形的小顆粒，其直徑為，。油菜在我國常年種植面積約為萬公頃，其種子含油量為，是我國重要的油料作物。把式代入式可得根據三角形的余弦定理，由圖可知之間的距離為這樣吸孔吸住種子的條件可用下式來表示把式代入式可得吸種條件為由圖可知，式中的的計算如下其中。當定時，和均為定值，則隨著的增大而增大。分析式可知，影響吸種可靠性的因素很多。.轉速的影響在其它參數不變時，增大轉速，意味著滾筒轉過角所需時間將變短，種子的運動距離將變小，這對吸種顯然是不利的。.角度的影響當增大時也隨著增大，種子重力在方向上的分力將變小，種子的平均加速度將增大。所以增大對提高吸種的可靠性是有利的。.從可以看出，種子與吸孔間的距離增大時，兩點間的距離將增大，這時的也將很快變小。由此可見，種子與吸孔間的距離對吸種可靠性的影響非常大，越大，越不利于吸種。在概率統計上，種子與吸孔間的距離的平均值與很多因素有關。當種子的形狀不規則種子的單?；潭鹊突蛘叻N子補位不及時時，都將使增大，影響吸種的可靠性。其中造成種子補位不及時的原因是滾筒轉速太高或者是吸孔間的行距太小。種子被吸附到滾筒上并隨之運動的條件當種子被吸附住后，除受到吸力重力支持力外，還受到慣性離心力和滾筒對它的摩擦力大的作用。種子在摩擦力,的作用下，被滾筒帶出種箱的條件是在切線方向有摩擦力可用下式表示把式代入式，有即式中吸孔附近種子與滾筒的摩擦角，弧度種子與滾筒軸線所在水平面的夾角，弧度。式就是種子在吸孔氣流的作用下被滾筒帶出種箱的條件。如果貼在滾筒上種子距離吸孔較遠，這時，當滾筒轉速比較低時，慣性離心力也可以忽略不計。這時，式可以寫成下式式表明，當種子與滾筒的摩擦角大于或等于種子與滾筒軸線所在水平面的夾角的余角時，種子在只有摩擦力的作用下也將被帶出種箱。分析式可知，增大種子與滾筒軸線所在水平面的夾角有利于滾筒帶出種子相反，當減小時，則對種子的帶出不利。動過程中受到阻尼的作用，使振動逐漸趨于停止。阻力的方向總是與運動方向相反。當振動不大時，其大小與物體的運動速度成正比。由激振器產生的輸出為式中受迫振動的振幅，即為激振器輸出的振幅受迫振動的穩態角頻率相位角。在持續穩定振動狀態條件下，當振動的頻率和系統的固有頻率相差很大的情況下，可以認為系統只隨激振系統作用。此時有由式可以看出，在振動系統偏離系統固有頻率的條件下，系統的振動為簡諧振動，受迫振動的頻率與激振力的頻率致，則受迫振動的振幅為式中與激振力相等的靜力作用下的靜位移頻率比，激振力的頻率，系統的固有頻率相對阻尼系數。則系統的受迫振動的運動方程為由此知，受迫振動的幅值取決于。與系統的剛度成反比，與激振力成正比，當系統結構定的情況下，可以通過改變激振力的大小來改變振動系統的振幅。振動系統的頻率取決于激振器的振動頻率，可以通過改變激振器的輸出頻率來改變振動系統的頻率。當時，即.，如果系統的阻尼很小，振幅則增加較快。當時，無論阻尼多大，系統的振幅都比較小。這是由于激振頻率很高，激振力方向變化比較迅速。振動系統的質量部件不可能隨著激振力方向的變化而迅速變化。當時，激振頻率與系統的固有頻率相等。系統的振幅達到最大，產生共振。通過以上分析，希望振動系統在小于系統固有頻率的狀態下工作。振動系統參數選擇可以參考上述對振動系統的分析結果進行。.排種裝置的優化設計如圖的裝配圖所示，該排種器對以下幾個方面進行了優化及改進設計.主軸空心軸結構優化該排種器采用了根空心軸形成兩個壓腔的設計，空心軸被橡膠塞分成了兩個半軸，左半軸連接負壓氣管，右半軸接正壓氣管，該結構的優點是既消除了因采用兩根獨立半軸所形成的懸臂梁結構而使同軸度得不到保證的問題，又消除了結構上因滾筒轉動而使軸承磨損加劇的問題。，采用螺紋導程件定位在排種器的結構中，螺紋導程件的作用是在滾筒與隔氣板在相互接觸運動的過程中使隔氣板始終沿著滾筒的軸線方向而不發生偏離和旋轉。螺紋導程件的采用更好地解決了因零件間的接觸運動而引起的系統不穩定及漏氣等問因素進行了試驗和研究，在此基礎上研制出了我國的定型產品型型氣吹式精量播種機。遼寧省農機研究所也經多年的改進試驗研制出了與鐵牛拖拉機配套的型氣吸式播種中耕通用機.該機采用垂直圓盤氣吸式排種器，可精播玉米大豆高粱棉籽，完成起壟播種中耕培土等作業。世紀年代我國擴大了精播機的試驗示范推廣。各地根據本地情況研制出了不同型號的氣力式播種機，如威海市農機所研制出了型氣吸式花生套種播種機，煙臺地區農機所研制的型氣吸式花生播種機，大連市農機化所研制的型氣力式播種機，山西省農機所研制的型氣吸式精密播種機?！鞍宋濉逼陂g，北京農業工程大學研制出了型孔齒盤轉動式穴盤育苗精量播種機，該裝置適合于播中等大小的丸?；N子。到了世紀年代播種機由單播種發展到了播種施肥鋪膜聯合作業。近幾年，精密播種技術得到了進步發展，如華南農業大學研制的型水稻精量播種機，利用電磁振動原理實現精量播種，但其造價較高。南京農機化研究所和江蘇大學共同研制的型氣吸振動式秧苗盤精量播種機，應用振動氣吸的原理，每穴粒種子的播種合格率達到了以上。對于氣吸針式排種器，在我國自行研制的蔬菜花卉工廠化育苗播種機中已開始應用，而對于滾筒氣吸式排種器，由于其氣密性很難控制等原因，由我國自行設計制造的專門用于蔬菜花卉工廠化育苗的滾筒氣吸式排種器還很少。.本文研究的內容由于原有的氣吸滾筒式精密排種器存在漏氣量大排種不均勻轉動不靈活及磨損嚴重等問題，本課題就其機構進行優化設計，使之能具有結構簡單，生產效率較高等優點，能夠用于播種油菜等小顆粒作物。本論文開展以下幾方面工作.對原有氣吸滾筒式精密排種器進行改進設計及優化。.建立種子在吸孔氣流作用下的受力模型，研究種子的吸附條件，分析各種因素對播種質量的影響。.運用軟件對排種器進行氣流場分析和模擬，分析吸孔的形狀導程和吸孔孔徑的大小對吸種性能的影響。同時對吸種滾筒正負壓區進行模擬仿真。第二章氣吸滾筒式精密排種器的優化設計.排種器結構及工作原理總體結構氣吸滾筒式精密排種器總體結構布局如圖所示。圖排種器總體結構布局圖.滾筒.正壓腔連接軸.正壓腔.滾筒連接.鏈輪.負壓軸.中夾板.正壓軸.軸承蓋.密封蓋.種箱.種箱側板圖結構示意圖.氣吸滾筒式精密排種器的結構示意圖如圖所示，主要由.滾筒