缽體精量點(diǎn)播裝置的設(shè)計(jì)【半自動(dòng)嘴形氣吸式穴盤(pán)育苗精密播種機(jī)】【說(shuō)明書(shū)+CAD】

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因此發(fā)展育苗播種機(jī)是必要的。國(guó)外對(duì)育苗播種機(jī)的研究主要集中在蔬菜和花卉上，而國(guó)內(nèi)主要是對(duì)水稻的一廠化育苗進(jìn)行研。本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的育苗播種播種機(jī)進(jìn)行初步研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合兵團(tuán)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化專(zhuān)項(xiàng)資金扶持項(xiàng)目“農(nóng)作物高產(chǎn)移栽裝備與產(chǎn)業(yè)化”分專(zhuān)題“l(fā)=廠化育苗播種機(jī)的研究與開(kāi)發(fā)”課題要求，設(shè)計(jì)制造種適合棉花的吸盤(pán)拋振式穴盤(pán)育苗精量播種機(jī)。論文從育苗播種機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入手，提山了種子上拋“沸騰”的新思路，創(chuàng)新設(shè)計(jì)種子室拋振機(jī)構(gòu)，并對(duì)棉種的吸附機(jī)理及拋振機(jī)構(gòu)jr作機(jī)理進(jìn)行了理論分析，建立了相關(guān)數(shù)學(xué)模型，確定了影響吸附性能的土要岡素關(guān)系。通過(guò)計(jì)算機(jī)流體仿真分析軟件對(duì)吸盤(pán)與吸嘴的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化，提高了吸嘴的吸附性能與取種精度。采用數(shù)值模擬方法，對(duì)吸嘴的吸附性能進(jìn)行了正交試驗(yàn)，找出了影響吸附性能的各因素間的主次關(guān)系，得劍較優(yōu)岡素水平組合。其主要成果為氣吸式精量育苗播種機(jī)的設(shè)計(jì)提供了新的思路、方法和理論參考。物理樣機(jī)試驗(yàn)表明，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、能耗低、播種性能良好等特點(diǎn)，符合棉 花穴盤(pán)育苗精量播種的技術(shù)要求。通過(guò)更換吸嘴可以適Hj予甭茄、辣椒等作物種子的育苗播種。關(guān)鍵字：拋振式；精量播種機(jī)；工廠化育苗；數(shù)值模擬試驗(yàn)11工廠化穴盤(pán)育苗技術(shù)第一章緒論俗話說(shuō)“苗壯半收成。播種育苗是一項(xiàng)勞動(dòng)強(qiáng)度大、費(fèi)時(shí)、技術(shù)性強(qiáng)的工作。過(guò)去大部分采用傳統(tǒng)的露地直播的方式或采用陽(yáng)畦、改良陽(yáng)畦和R光溫室育苗。由于設(shè)備簡(jiǎn)陋和自然條件的影響，育苗苗齡長(zhǎng)、質(zhì)量差、大小不齊，而且成本高，還往往會(huì)因凍害或病蟲(chóng)害等自然災(zāi)害造成缺苗。再者傳統(tǒng)的育苗技術(shù)只有靠經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)失誤多，特別是單憑經(jīng)驗(yàn)育苗很難掌握和推廣【ll。 隨著蔬菜、花卉生產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，育苗也由過(guò)去的農(nóng)戶(hù)分散育苗向著專(zhuān)業(yè)化、規(guī)模化、商業(yè)化、機(jī)械化迅速發(fā)展，使蔬菜、花卉生產(chǎn)向設(shè)施農(nóng)業(yè)的方向再邁進(jìn)一步，形成了工廠化育苗的生產(chǎn)體系。所謂工廠化穴盤(pán)育苗是20世紀(jì)70年代國(guó)際上發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新型育苗技術(shù)，即在人工控制的最佳條件下，充分利用自然資源，采用科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)措施以及機(jī)械化，自動(dòng)化手段，使蔬菜、花卉育苗達(dá)到快速、優(yōu)質(zhì)、高效率、低成本、成批而穩(wěn)定的水平121?，F(xiàn)將常見(jiàn)蔬菜的工廠化苗與常規(guī)苗的一些參數(shù)比較列于下表13I：表1-1工廠化穴盤(pán)育苗與常規(guī)苗比較表穴盤(pán)育苗在歐、美等農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化程度比較高的國(guó)家推廣普及較為迅速。商品苗生產(chǎn)量第一位的是美國(guó)，其次是意大利、法國(guó)、西班牙、荷蘭等。韓國(guó)、同本及我國(guó)臺(tái)灣省發(fā)展穴盤(pán)育苗起步時(shí)問(wèn)與我國(guó)大陸相差不多，都在80年代中期，但推廣力度和相關(guān)配套設(shè)施丌發(fā)卻強(qiáng)于我國(guó)內(nèi)地。近幾年，穴盤(pán)育苗在國(guó)內(nèi)一些地方進(jìn)行了試驗(yàn)、推廣，有些地方己經(jīng)形成一定規(guī)模，取得一定的經(jīng)濟(jì)效益，在當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生了較好的影響。實(shí)踐證明，工廠化育苗較常規(guī)育苗方式具有成苗快、不傷根系、能獲高產(chǎn)、減少用工量和勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約種子且適合遠(yuǎn)距離運(yùn)輸、避免氣候?yàn)?zāi)害影響等優(yōu)點(diǎn)，是一種適合我國(guó)國(guó)情的行之有效的育苗技術(shù)，主要應(yīng)用于蔬菜，花卉，林木，煙草，近年在水稻、棉花等農(nóng)作物以及經(jīng)濟(jì)作物上也有希望得到大面積的推廣和應(yīng)用。111工廠化育苗的基本技術(shù)特征4-5(1)一次成苗的容器育苗。(2)容器是采用多穴的穴盤(pán)。實(shí)際是把許多呈上大下小的倒錐形苗缽連接在一起。穴盤(pán)現(xiàn)在有兩大類(lèi)：聚乙烯薄板吸塑而成的穴盤(pán)，為美國(guó)、加拿大的公司生產(chǎn)：聚苯乙烯泡沫塑料模塑而成的，主要在歐洲一些國(guó)家用得較多。(3)采用無(wú)土栽培的育苗技術(shù)，其基質(zhì)主要采用泥炭土、蛙石、珍珠巖等輕基質(zhì)。這些基質(zhì)比土壤的比重輕得多，有良好的透氣性和保水性，與容器表面不粘著，容易從盤(pán)中脫出，也不粘在機(jī)械部件表面，便于機(jī)械操作，酸堿度適中。(4)穴盤(pán)育苗技術(shù)是高科技的產(chǎn)物，必須同鄰接的近代高科技密切結(jié)合才能成為現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)力。據(jù)考察現(xiàn)代穴盤(pán)育苗技術(shù)，它結(jié)合了：近代溫室技術(shù)，無(wú)土栽培技術(shù)，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，信息技術(shù)(智能控制)等。高度精確、高速度，保證嚴(yán)格規(guī)范化生產(chǎn)，提供規(guī)格整齊、無(wú)病蟲(chóng)害源的、高度生命力的商品苗。 112工廠化育苗的優(yōu)越性(1)高出芽率，苗生命活力強(qiáng)，可以大大節(jié)約種子。(2)比傳統(tǒng)育苗高幾倍的密度，節(jié)省了育苗所需溫室或暖棚面積。每株商品苗所需的溫室投資(固定成本)和冬季采暖費(fèi)用(作業(yè)成本)相對(duì)地顯著下降，這兩項(xiàng)成本是比重最大的,由此得到顯著的經(jīng)濟(jì)效益。(3)穴盤(pán)苗在脫盤(pán)時(shí)，根系和基質(zhì)網(wǎng)結(jié)而成根沱相當(dāng)結(jié)實(shí)，不重壓重磕是不會(huì)散開(kāi)的。不論是手工或機(jī)械化移栽，根沱都不易散結(jié)而受傷，移栽入土后迅速成長(zhǎng)，沒(méi)有傳統(tǒng)育苗移栽后的緩苗期。即使沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的農(nóng)家，用穴盤(pán)苗移栽也能取得成功。另外，將來(lái)用穴盤(pán)苗進(jìn)行機(jī)械化移栽，技術(shù)上的困難比傳統(tǒng)育苗小得多。(4)用高精度點(diǎn)播生產(chǎn)線實(shí)行機(jī)械化播種，作業(yè)質(zhì)量高超，每穴中基質(zhì)填裝量一致，播種深淺相差無(wú)幾，壓實(shí)程度、覆蓋深度等都很接近。進(jìn)入溫室后規(guī)范化管理，苗成活率幾乎是百分之百。而出苗同期和苗大小十分整齊一致。成苗茁壯，產(chǎn)量有很好保證。成熟、結(jié)實(shí)的時(shí)問(wèn)也不致相差過(guò)大。所有這些對(duì)現(xiàn)代種苗產(chǎn)業(yè)實(shí)行計(jì)劃管理和產(chǎn)品信譽(yù)有了保證，也為今后推行收獲機(jī)械化創(chuàng)造了方便條件。(5)種苗業(yè)比較容易實(shí)行整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的無(wú)毒化處理，防止病蟲(chóng)害侵入種苗，保證提供無(wú)病蟲(chóng)害商品苗，建立良好的商業(yè)信譽(yù)。(6)輕基質(zhì)、輕容器，便于實(shí)現(xiàn)集裝運(yùn)輸。商品苗可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，擴(kuò)大供應(yīng)范圍。這對(duì)種苗業(yè)擴(kuò)大生產(chǎn)創(chuàng)造了很好的條件。隨著新農(nóng)村建設(shè)的不斷推進(jìn)和深化，我國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)模式及種植業(yè)結(jié)構(gòu)作出較大調(diào)整，集約化，規(guī)?；C(jī)械化、產(chǎn)業(yè)化農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)正成為主流趨勢(shì)，也標(biāo)志著我國(guó)工廠化育苗移栽技術(shù)已經(jīng)步入快速發(fā)展階段，種植產(chǎn)業(yè)必然走統(tǒng)一供種、統(tǒng)一育秧而后移栽的技術(shù)路錢(qián)，最終實(shí)現(xiàn)種苗的工廠化生產(chǎn)、商品化供應(yīng)。而要實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一供苗其關(guān)鍵之一是要有適合農(nóng)藝需要的育苗精量播種裝置。因此，與之相配套的育苗設(shè)備的研究與應(yīng)用是整個(gè)環(huán)節(jié)中的核心。目前，各種原理和方式的播種機(jī)被研制、生產(chǎn)出來(lái)，并在一定程度上得以推廣4-71。12工廠化育苗穴盤(pán)播種裝置研究現(xiàn)狀121國(guó)外工廠化穴盤(pán)育苗播種機(jī)現(xiàn)狀【&10】國(guó)外工廠化育苗機(jī)械研究起步較早，己經(jīng)有了40多年的發(fā)展研制歷程，技術(shù)比較成熟。研制出的機(jī)型多，功能完善，配套設(shè)施齊全，自動(dòng)化程度較高。為國(guó)內(nèi)所知名的育苗精量播種機(jī)的生產(chǎn)商及品牌主要有：美國(guó)的布萊克默(Blackmore)，E-Z，萬(wàn)達(dá)能(Vandana)，Gro-Mor，英國(guó)的漢密爾頓(Hamilton)；荷蘭的Visser；澳大利亞的W訂1lamesST750、STl500；韓國(guó)大東機(jī)電株式會(huì)的Helper播種機(jī)；日本洋馬公司的YVMPl30型、YVP400型播種機(jī)。其中Blackmore公司主要生產(chǎn)針式、滾筒式精密播種機(jī)；Vandana、E-Z公司主要生產(chǎn)板式精密播種機(jī)；GroMor產(chǎn)品以手持式(hand)、手動(dòng)式(manual)針式播種機(jī)為主；Hamilton公司有手動(dòng)、針式(Natural)、滾筒式(Drum)三大系列產(chǎn)品；Yisser公司提供半自動(dòng)、全自動(dòng)的針式和滾筒式的精密播種機(jī)；Williames的產(chǎn)品則要是滾筒式；韓國(guó)的Helper精密播種機(jī)涵蓋了手持式、板式、手動(dòng)針式、自動(dòng)針式等。美國(guó)作為世界上應(yīng)用穴盤(pán)育苗技術(shù)最廣泛的國(guó)家之一，其技術(shù)發(fā)展最為先進(jìn)、專(zhuān)業(yè)、規(guī)模最大。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)采用高科技手段，播種育苗系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電腦管理機(jī)械化電氣化流程，在防病蟲(chóng)害、成活率、成熟收摘期一致性等育苗指標(biāo)上具有較高水平。此外，育苗播種裝置不斷采用新技術(shù)，如：信號(hào)裝置以及利用電子監(jiān)視裝置來(lái)及時(shí)進(jìn)行故障報(bào)警、自動(dòng)調(diào)節(jié)播種量大小等。美國(guó)的勃蘭克莫爾生產(chǎn)了真空式精播機(jī)。這種播種機(jī)只完成精量播種一道工序，所以還要配上填充基質(zhì)，壓實(shí)，壓坑，刮平，覆蓋等全部工序的機(jī)械，才能完成全部工序。美國(guó)文圖爾公司的N450精量播種機(jī)生產(chǎn)線是機(jī)械式精量播種機(jī)。這條生產(chǎn)線能完成混合基質(zhì)、填充穴盤(pán)、精量播種、覆蓋、噴水等全套工序。這種精量播種機(jī)只能播種一定大小的丸粒種了。除了圓粒種子外其它種子都要先經(jīng)丸?；幚?。因此生產(chǎn)線還配套一個(gè)丸?；?chē)間、包括一套丸粒設(shè)備。瑞典希爾蘇格公司FS型育苗播種自動(dòng)生產(chǎn)線主要適用于樹(shù)苗的生產(chǎn)，其播種機(jī)構(gòu)是一真空播種滾筒，筒壁上均勻地分布著若干個(gè)小孔。孔口具有吸力(吸力由真空泵產(chǎn)生)，種粒被吸附在孔口處；當(dāng)容器被傳送到滾筒下方時(shí)，消除吸力，種粒正下好落入容器中，并保證每個(gè)孔中播入一粒種子。日本早在20世紀(jì)70年代就研制出一整套工廠化育秧技術(shù)和設(shè)備，經(jīng)過(guò)近幾十年的不斷發(fā)展完善，技術(shù)水平同臻完善，其用于蔬菜播種的播種機(jī)的播種精度很高，如洋馬公司的YVS13型YVMPl30型、YVP400型播種機(jī)、Svzvtec公司的SIH一200播種機(jī)等，采用振動(dòng)式敷土裝置，真空氣吸式播種裝置，自動(dòng)檢測(cè)穴坑位置，實(shí)現(xiàn)一次一粒的精確播種。YVRPU000型播種機(jī)既可以播種蔬菜種子又可以播種水稻種子。臺(tái)灣省的工廠化育苗技術(shù)發(fā)展較快，自動(dòng)化水平較高。其生產(chǎn)了鼓式及針式穴盤(pán)自動(dòng)播種系統(tǒng)，包含育苗介質(zhì)供應(yīng)設(shè)備、自動(dòng)排種機(jī)、振蕩式真空播種機(jī)等。鼓式播種機(jī)一般適用于十字花科種子，針式播種機(jī)適用于非球形種子。臺(tái)灣科洋機(jī)械自動(dòng)控制有限公司的PN20型針式播種機(jī)，對(duì)不同播種穴盤(pán)或種子只要更換附件即可。表1-2國(guó)外常見(jiàn)播種機(jī)對(duì)比由表11知，國(guó)外機(jī)型多為一體機(jī)且價(jià)格昂貴，操作復(fù)雜，并不適合我國(guó)實(shí)際需要，特別是規(guī)模小的農(nóng)村個(gè)體生產(chǎn)者。122國(guó)內(nèi)工廠化育苗穴盤(pán)播種機(jī)現(xiàn)狀 我國(guó)對(duì)工廠化育苗設(shè)備的研制及應(yīng)用起步較晚，總體水平較低。 “七五期間，北京市從國(guó)外引進(jìn)了四條穴盤(pán)育苗生產(chǎn)線和一臺(tái)精量播種機(jī)。各地有關(guān)單位開(kāi)始水稻工廠化育秧的試驗(yàn)研究。特別是90年以后，隨著拋秧技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，對(duì)穴盤(pán)秧苗的需求是迅速增加，各水稻產(chǎn)區(qū)相繼建立了水稻育秧工廠，其數(shù)量也直線上升。在育秧設(shè)備方面，1979年從同本引進(jìn)育秧成套設(shè)備，吉林等省市進(jìn)行試驗(yàn)改制，總結(jié)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際條件，研制出適合國(guó)情的育種生產(chǎn)流水線，如北京市農(nóng)機(jī)研制的2BSP-360育苗播種生產(chǎn)線，吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的吸盤(pán)式播種器、黑龍江省紅興隆機(jī)械廠研制的水稻工廠化育秧設(shè)備等111J。 “八五”期問(wèn)農(nóng)業(yè)部、科技部先后將工廠化穴盤(pán)育苗技術(shù)研究列為重點(diǎn)科研項(xiàng)目，主攻精量播種機(jī)生產(chǎn)線，并在全國(guó)建立五大穴盤(pán)育苗示范基地，致使我國(guó)工廠化育苗技術(shù)得到快速發(fā)展。其中由農(nóng)業(yè)工程研究設(shè)計(jì)院和北京農(nóng)業(yè)工程大學(xué)主持完成了穴盤(pán)育苗設(shè)施和配套技術(shù)的研究課題，研制出的型孔齒盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)式2XB-300型蔬菜精量播種機(jī)。 進(jìn)入“九五、“十五”以來(lái)，各地貫徹實(shí)施農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、產(chǎn)業(yè)化步伐明顯加快，沿海地區(qū)一些大中城市積極調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，發(fā)展適度規(guī)模種植，引進(jìn)先進(jìn)科技成果，加強(qiáng)科技投入，把發(fā)展輕基質(zhì)穴盤(pán)育苗列為工廠化農(nóng)業(yè)重中之重。 目前，國(guó)內(nèi)擁有成套設(shè)備的育苗企業(yè)單位已達(dá)上百家，但經(jīng)營(yíng)規(guī)模還普遍偏小，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率不足10112I。市場(chǎng)常見(jiàn)機(jī)型有【131：北京碧斯凱農(nóng)業(yè)公司的系列播種機(jī)；胖龍(邯鄲)溫室工程有限公司最新研制成功的BZ200型農(nóng)林業(yè)及園藝花卉用穴盤(pán)育苗播種機(jī)；中國(guó)工業(yè)工程研究設(shè)計(jì)院和中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位聯(lián)合研制成功2XB-400型穴盤(pán)育苗精量播種機(jī)。華南農(nóng)大研制的HNJ971型水稻播種機(jī)；廣西農(nóng)機(jī)化研究所的2ZBQ-300型雙層滾筒氣吸播種機(jī)；南京農(nóng)機(jī)化研究所和江蘇理工大學(xué)共同研制的20B一330型氣吸振動(dòng)式秧苗精量播種機(jī)等，其吸盤(pán)采用窩眼式，運(yùn)輸機(jī)構(gòu)是曲柄連桿，種子室采用電磁激震。 另外，重慶北卡農(nóng)業(yè)公司生產(chǎn)的“半自動(dòng)精量播種機(jī)”，種子室為激振式，即種子室與電磁振動(dòng)器相連，通過(guò)振動(dòng)器產(chǎn)生一定頻率共振使種子室內(nèi)種子拋起：工作輸送機(jī)構(gòu)為拱形滑軌機(jī)構(gòu)，即在低位吸種后，拉動(dòng)吸盤(pán)水平向上移動(dòng)到高位(工作臺(tái)上方)投種：其吸種盤(pán)為窩眼(孔)式，即在吸種板上直接壓制凸形窩孔，不能拆卸更換吸種板。其整機(jī)固定安裝，不能任意移動(dòng)、搬遷。 上述這些機(jī)型基本代表了國(guó)內(nèi)目前的生產(chǎn)與研究水平，存在著自動(dòng)化程度低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、適用范圍小等不足。同時(shí)由于設(shè)計(jì)制造或清種效果不好等多方面原因，致使機(jī)裝置性能達(dá)不到足夠精度，真J下大量應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中的并不多，還沒(méi)有形成市場(chǎng)規(guī)模，與國(guó)外的穴盤(pán)播種機(jī)生產(chǎn)還有一定的距離。因此，參照國(guó)外先進(jìn)機(jī)型，研制我國(guó)的穴盤(pán)精量播種機(jī)具有很大的市場(chǎng)潛力和經(jīng)濟(jì)效益。123國(guó)內(nèi)外播種性能影響因素及種子動(dòng)力學(xué)分析研究現(xiàn)狀 氣吸式播種在精量播種機(jī)中有一定的優(yōu)勢(shì)，因此較多學(xué)者曾經(jīng)致力于它的研究。美國(guó)的ZulinZ【14l在1991年對(duì)發(fā)芽的芹菜籽用氣吸式播種機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn)，探討了真空度及線速度對(duì)排種性能的影響。1994年Far，JJafari等人【5】對(duì)發(fā)芽的西紅柿種子利用氣吸式播種機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn)。1996年P(guān)6uarella等人【J用不同吸嘴的吸種盤(pán)對(duì)蔬菜種子進(jìn)行了試驗(yàn)與理論分析，找到了不同吸嘴對(duì)應(yīng)的最佳真空度。2004年DKarayl等人fJ7J建立了種子(玉米、棉花、大豆、西瓜等)的物理特性(千粒重、投影面積等)與氣室真空度的數(shù)學(xué)模型。 國(guó)內(nèi)，以氣吸式播種機(jī)為研究對(duì)象， 1996年欒明川采用氣吸式播種機(jī)對(duì)花生進(jìn)行了排種性能的試驗(yàn)研究，進(jìn)行了型孔參數(shù)設(shè)計(jì)。1999年李耀明、吳國(guó)瑞、龐昌樂(lè)等研究了振動(dòng)氣吸式精密播種機(jī)吸種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，得到結(jié)論：吸種部件的工作性能與吸種氣流場(chǎng)的分布及其動(dòng)力學(xué)參數(shù)密切相關(guān)，是決定播種過(guò)程能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵。2000年封俊等對(duì)小麥用新型組合吸孔式小麥精密播種機(jī)進(jìn)行了排種性能的試驗(yàn)，并進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)特性分析。2000年龐昌樂(lè)等設(shè)計(jì)了氣吸式雙層滾筒水稻播種器。2001年楊宛章等人從運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)角度分析氣吸式播種機(jī)的種子吸附過(guò)程。2002年陳迸等對(duì)振動(dòng)氣吸式穴盤(pán)精量播種機(jī)種子群運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了研究。2004年劉彩玲等分析了種子盤(pán)振動(dòng)對(duì)氣吸振動(dòng)式精量播種機(jī)的工作性能影響。2004年周曉峰對(duì)穴盤(pán)育苗氣吸式精量播種機(jī)的吸附性能進(jìn)行了研究。2007年陳進(jìn)、莊森等對(duì)真空氣吸式播種器吸針流場(chǎng)進(jìn)行了研究。2009年李耀明，趙湛，陳迸等對(duì)氣吸振動(dòng)式排種器種盤(pán)內(nèi)種群運(yùn)動(dòng)規(guī)律的進(jìn)行離散元分析，得到多層種子間的運(yùn)動(dòng)規(guī)律18-27 上述研究的對(duì)象均基于水稻或蔬菜種子，沒(méi)有考慮棉花種子物料特性；在分析氣吸式播種機(jī)的流場(chǎng)時(shí)，流場(chǎng)分析缺乏實(shí)驗(yàn)測(cè)試的研究，理論上多是簡(jiǎn)化為有勢(shì)流動(dòng)，此外在使用的技術(shù)方法上基本是通過(guò)測(cè)量?jī)x器得到，并沒(méi)有對(duì)氣吸式播種機(jī)的整體氣室流場(chǎng)的壓力場(chǎng)和速度場(chǎng)進(jìn)行分析，這說(shuō)明在數(shù)值計(jì)算研究氣吸播種機(jī)方面還需要進(jìn)一步的工作。此外，人們對(duì)氣吸式播種器氣室流場(chǎng)的研究大多是對(duì)其內(nèi)部有限個(gè)點(diǎn)的壓力、速度進(jìn)行測(cè)量，這種方法直接、真實(shí)且可信度高，然而由于測(cè)量成本和技術(shù)等原因，測(cè)量點(diǎn)有限，對(duì)于一些向量、整體性等不能準(zhǔn)確測(cè)量各點(diǎn)的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)對(duì)播種機(jī)氣室的形狀設(shè)計(jì)和吸嘴參數(shù)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化都具有很大的影響。因此需要采用先進(jìn)的技術(shù)和仿真軟件對(duì)吸種盤(pán)及吸嘴流場(chǎng)進(jìn)行全面的分析和研究，找出影響吸附性能的因素。 124生產(chǎn)實(shí)際中存在的問(wèn)題 目前，工廠化育苗精量播種機(jī)械有了快速的發(fā)展和較大的進(jìn)步，已初步建立起適合我國(guó)工廠化穴盤(pán)育苗體系。但是，我國(guó)農(nóng)業(yè)F處在一個(gè)從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的過(guò)度時(shí)期，工廠化育苗業(yè)剛進(jìn)入商品化生產(chǎn)的初級(jí)階段，存在著一系列制約工廠化育苗生產(chǎn)發(fā)展的因素，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1)育苗播種機(jī)市場(chǎng)低迷，生產(chǎn)者意識(shí)淡薄。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)育苗播種設(shè)備市場(chǎng)需求，主要源于大量的國(guó)家政府園區(qū)的建設(shè)與投資，并非源自市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力。實(shí)際中因?yàn)楣S化育苗所需的前期投資較大，門(mén)檻過(guò)高，導(dǎo)致生產(chǎn)者對(duì)工廠化育苗產(chǎn)業(yè)以及播種設(shè)備的認(rèn)知程度和積極性仍然不高。同時(shí)國(guó)內(nèi)在穴盤(pán)育苗設(shè)施條件、技術(shù)規(guī)范化程度、商品苗質(zhì)量、推廣力度及生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)規(guī)模相對(duì)國(guó)外差距較大，難以形成大規(guī)模的穴盤(pán)育苗產(chǎn)業(yè)化鏈條，致使科技人員專(zhuān)業(yè)化、管理技術(shù)體系規(guī)范化薄弱。 2)播種合格率較低。許多育苗播種機(jī)械播種裝置的播種性能達(dá)不到要求，尤其在高速作業(yè)下易發(fā)生種子箱排空、導(dǎo)種管雜物堵塞、播種器故障、針頭堵塞、不能及時(shí)清種等工藝性故障現(xiàn)象，造成重播、少播或漏播現(xiàn)象，尤其是在形狀不規(guī)則、重量比較輕的小顆粒種子的精量播種方面播種質(zhì)量不穩(wěn)定。 3)農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝結(jié)合不緊密?，F(xiàn)行播種裝置與育苗成套設(shè)備一般為獨(dú)立工作，所以整個(gè)流水線的自動(dòng)化程度較低，勞動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)較大。多數(shù)育苗播種機(jī)械對(duì)裸種的適應(yīng)性差，或者要包衣丸化處理，增加了成本且影響發(fā)芽率。一般一種形式的精密播種機(jī)只能播種少數(shù)幾種品種的種子，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有很強(qiáng)的季節(jié)性，這樣農(nóng)機(jī)具的閑置周期相對(duì)延長(zhǎng)，降低了使用效率，不利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本的降低：4)機(jī)械化育苗工藝的基礎(chǔ)性研究較為薄弱，與機(jī)械化育苗配套的設(shè)施發(fā)展不完善。目前，我國(guó)對(duì)育苗機(jī)械的發(fā)展還未有統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范，雖然在實(shí)際中應(yīng)用的機(jī)型較多，但還未制定機(jī)械化育苗的統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。很多的育苗工藝仍在探索之中，無(wú)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)指標(biāo)可循，各個(gè)研究單位之間缺乏交流而且少有企業(yè)參與其中研究。13計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在播種機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用目前氣吸式播種機(jī)主要分為兩種：吸針式和滾筒式。大多采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)大量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得到試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，得到影響播種性能的主要影響因素，爾后采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法對(duì)播種器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷的設(shè)計(jì)和改進(jìn)。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是指在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，將分散的零部件設(shè)計(jì)和分析技術(shù)耦合在一起，在計(jì)算機(jī)上建造出產(chǎn)品的整體模型，并針對(duì)該產(chǎn)品在投入使用后的各種工況進(jìn)行仿真分析，預(yù)測(cè)產(chǎn)品的整體性能，進(jìn)而改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品性能的一種新技術(shù)采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)主要通過(guò)對(duì)物理系統(tǒng)建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真，其過(guò)程主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)的仿真程序完成的。顯然，與物理樣機(jī)的仿真相比無(wú)論在工作量、勞動(dòng)強(qiáng)度、時(shí)間周期和經(jīng)費(fèi)投入上都要小得多。通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真可以很方便的改變機(jī)構(gòu)的參數(shù)，可以得到仿真結(jié)果。這些優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)物理樣機(jī)試驗(yàn)無(wú)法比擬的【28】。國(guó)內(nèi)外對(duì)精量播種機(jī)的研究中主要采用的還是試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法【291。在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理得到影響播種機(jī)播種效果的各主要影響參數(shù)，同過(guò)調(diào)整參數(shù)、優(yōu)化參數(shù)不斷地在結(jié)構(gòu)和性能上獲得改進(jìn)。較大的受到試驗(yàn)周期、條件和經(jīng)費(fèi)等因素的制約。隨著科技的發(fā)展，人們通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真可以模擬農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)過(guò)程，從而能低成本獲得在試驗(yàn)中難以得到或要化大量經(jīng)費(fèi)才能得到的數(shù)據(jù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、分析中的得到廣泛的應(yīng)用。通過(guò)仿真軟件在虛擬環(huán)境中模擬系統(tǒng)，并對(duì)其在各種工況下進(jìn)行仿真分析，可以方便地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷，從而對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行不斷改進(jìn)，直至獲得最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，做出物理樣機(jī)，這樣就可以克服傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的費(fèi)時(shí)費(fèi)力等缺點(diǎn)128。30】。第2章 工作原理及播種裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21設(shè)計(jì)目標(biāo)本章在上一章對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的育苗播種機(jī)進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)半自動(dòng)嘴形氣吸式穴盤(pán)育苗精密播種機(jī)，并討論該育苗精密播種機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)特性。通過(guò)對(duì)嘴形氣吸式穴盤(pán)育苗精密播種機(jī)的初步測(cè)試，針對(duì)氣吸式育苗精密播種機(jī)的特點(diǎn)，制定以下設(shè)計(jì)性能指標(biāo)：1、合格率()：932、空穴率()：33、多粒率()：24、純生產(chǎn)率大于300盤(pán)小時(shí)；5、電源：電壓為220伏；6、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維護(hù)方便；7、可播棉種以外作物種子。22總體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 吸盤(pán)式精密播種機(jī)的工作原理是利用抽真空設(shè)備，經(jīng)吸氣閥調(diào)節(jié)后將播種機(jī)的氣室內(nèi)抽成一定的負(fù)壓，即吸起種子所需的真空度，使播種機(jī)吸盤(pán)上的每個(gè)孔產(chǎn)生足夠的吸力。當(dāng)吸盤(pán)移至振動(dòng)的種子盤(pán)上時(shí)，就把在上拋的種子室內(nèi)處于“懸浮”狀態(tài)的種子吸到每個(gè)吸種孔上，再將吸盤(pán)移到穴盤(pán)上，打開(kāi)卸壓閥的同時(shí)切換正氣壓，氣室內(nèi)的真空度消失，種子靠正氣壓吹入穴盤(pán)的穴內(nèi)，實(shí)現(xiàn)精量播種。這是一種間歇式播種機(jī)，一次可播種一個(gè)苗盤(pán)。它與常見(jiàn)的氣吸式播種機(jī)的工作原理相似，但結(jié)構(gòu)上又有較大差異。一般氣吸式播種機(jī)的吸種盤(pán)多是垂直圓盤(pán)，吸孔吸取種子時(shí)，需要克服種子重力和種子室內(nèi)種子間的阻力。要求吸孔吸附種子的力要大一些，每個(gè)孔吸起的種子可以是多粒的，用刮種板刮去多余的種子，而吸盤(pán)式精密播種機(jī)的吸種盤(pán)是水平盤(pán)，吸附種子的力僅需克服種子的重力就可以將種子提起。吸附力可以小一些，播種機(jī)與種子間無(wú)相互擠壓、摩擦等運(yùn)動(dòng)，基本不傷種。221結(jié)構(gòu)組成該機(jī)由工作臺(tái)、機(jī)架、吸嘴式吸種盤(pán)、氣泵、拋振裝置、氣控裝置等組成，圖1為其結(jié)構(gòu)示意圖。供種裝置是有種盤(pán)和拋振裝置組成，功能在于使種子在盤(pán)內(nèi)做均勻的上拋運(yùn)動(dòng)，呈瞬間游離狀，以利于吸種。拋振裝置有種盤(pán)、壓縮彈簧、牽引電磁鐵等組成。排種裝置包括吸嘴式吸種盤(pán)、氣室、直滑軌組成。氣控裝置由氣泵、換向電磁閥、泄壓閥、輸氣管路、行程開(kāi)關(guān)等組成。 1行樣開(kāi)關(guān)2吸盤(pán)氣室3針式吸嘴 4換向電磁閥5氣象6牽引電磁鐵7種盤(pán) 圖2-1播種裝置結(jié)構(gòu)圖2 2 2工作過(guò)程工作時(shí)，先將裝有育苗基質(zhì)的穴盤(pán)放置在播種工位穴盤(pán)將被夾具自動(dòng)定位。拉動(dòng)吸種盤(pán)把手，直滑軌機(jī)構(gòu)將引導(dǎo)吸種盤(pán)作水平移動(dòng)。此時(shí)行程開(kāi)關(guān)通過(guò)行程開(kāi)關(guān)撞塊檢測(cè)到電信號(hào)，反饋給牽引電磁鐵使其吸合，則種子盒下降到下工位，使播種部件能繼續(xù)向前水平移動(dòng)到播種工位。行程開(kāi)關(guān)通過(guò)行程開(kāi)關(guān)撞塊檢測(cè)到吸種盤(pán)到達(dá)播種工位后，產(chǎn)生電信號(hào)給電磁氣閥關(guān)閉負(fù)壓氣管，同時(shí)開(kāi)啟正壓氣管，則氣室負(fù)壓消失，切換正壓進(jìn)入吸種盤(pán)，使種子脫離吸嘴落入育苗穴盤(pán)中，同時(shí)實(shí)現(xiàn)吸嘴口清種。播種后向內(nèi)移動(dòng)吸種盤(pán)，行程開(kāi)關(guān)根據(jù)行程開(kāi)關(guān)撞塊位移信號(hào)，控制電磁氣閥關(guān)閉正壓氣管。同時(shí)切換到負(fù)壓氣路。當(dāng)吸種盤(pán)恢復(fù)到種盤(pán)上，行程開(kāi)關(guān)控制電磁牽引吸臺(tái)器斷電，種盤(pán)在復(fù)位彈簧作用下垂直上彈至上工位，種子被拋起懸空與針式吸嘴接觸并被吸停，完成吸種動(dòng)作，進(jìn)入下個(gè)播種循環(huán)。2 3主要部件結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)2 3 l氣室(吸種盤(pán)腔體)形狀尺寸的確定吸嘴式播種機(jī)是由吸孔處負(fù)壓完成吸附種子的，氣室對(duì)吸孔的吸附性能影啊很大。邪想的氣室形狀府|殳計(jì)成能使氣流從吸種盤(pán)到吸嘴連續(xù)地流動(dòng)，形成均勻穩(wěn)定的流場(chǎng)。根土I：扦耘等研究試驗(yàn)結(jié)論：氣審形狀對(duì)氣室內(nèi)壓力傳遞、吸盤(pán)I厄力分如的均勻性無(wú)日J(rèn)J顯影響，其真實(shí)的理論流場(chǎng)為 等勢(shì)線所表示的勢(shì)流場(chǎng)135d6I。掘此將室型形狀確定為長(zhǎng)方體。這利，設(shè)計(jì)便丁加f制造，也便于同吸嘴連接。山于氣室腔體太大會(huì)造成負(fù)壓不足，吸不上種子而且氣室過(guò)大，會(huì)造成漏氣現(xiàn)象嚴(yán)重，大丈影響流量和真空度，從而影響吸種性能，同時(shí)從便于加工和減輕重量考慮，吸種盤(pán)腔體尺寸辦越小越好，但為了裝載針式吸嘴和安裝吸嘴方便，吸種腔體尺寸又不能太小。綜合考慮上述因素的同時(shí)，也要考慮同現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)育苗盤(pán)尺寸相匹配。最終尺寸設(shè)計(jì)為：490X240X40(唧)，進(jìn)氣通道直行為30唧。這樣吸種盤(pán)體積小，需要空氣流量小，響應(yīng)快速無(wú)滯后，容易吸起種子，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，氣室內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖22所示。l進(jìn)氣通道2氣脯殼體3針式吸嘴圈2-2吸種盤(pán)的氣室剖視圖吸種盤(pán)氣腔殼體與吸嘴板采用蝶形螺母連接，并設(shè)計(jì)有定位銷(xiāo)。町快速、方便地拆卸、清理種子室。由于零部件結(jié)構(gòu)限制和零部件的加工、裝配誤差，以及吸種盤(pán)在真空的作用下產(chǎn)生孌形，在集成吸嘴的吸板與氣室之問(wèn)會(huì)產(chǎn)生一定的間隙，赦在吸盤(pán)上安裝有密封圈，保證殼體與吸嘴盤(pán)組成的氣室的氣密性從而避免真空泄漏造成氣室壓力不均勻而影響播種性能。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)際中調(diào)研發(fā)現(xiàn)，購(gòu)置精量播種機(jī)的單位或個(gè)人，需，(播的種子往往并非單的作物，通常有多種，而這些不同作物的種子的外形尺寸、干粒重差異較大。而市場(chǎng)E穴盤(pán)播種機(jī)機(jī)型雖多，但多具有針對(duì)性，對(duì)所播種f有，”格要求，適應(yīng)性差，小能滿(mǎn)足多作物種于的播種或效果很差。為提高本機(jī)的通用性，降低重復(fù)投資購(gòu)機(jī)的成本，設(shè)計(jì)吸嘴極為活動(dòng)、可拆卸式。當(dāng)有需要更換作物播種時(shí)，僅需通過(guò)更換集成合適孔徑吸嘴的吸板，即可實(shí)現(xiàn)多作物的精量播種。解決了傳統(tǒng)吸盤(pán)播種機(jī)互換性和通用性籌問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了機(jī)多用的功能，可在大粒或小粒種子，棉種、甜菜、番茄、辣椒等作物上得到運(yùn)用推，其直接經(jīng)濟(jì)效益更加顯著。2 3 2吸孔孔徑參數(shù)的確定吸孔孔徑大小對(duì)單粒率、多粒率影響很大孔徑代、_r堿小，單耗率r升，多檸率F降，有種率上升，所以孔徑較小有利丁吸種，但孔徑太小不易加工且易被堵塞。有研究數(shù)據(jù)表明：吸嘴7L徑取物料種子直徑的o5-0 6倍左右較合適。據(jù)此設(shè)計(jì)兩種孔徑的吸嘴，吸孔直徑分別為中07衄和巾2嘣，其中巾07m用于吸附小粒綠化花卉、西紅柿和辣椒種子巾2哪用于吸附棉種等大粒種子。吸嘴導(dǎo)程對(duì)吸種單粒率有較大影響，試驗(yàn)表明帶吸嘴的吸孔吸種單粒率明顯高于無(wú)嘴裸孔吸種單粒率，但吸嘴導(dǎo)程過(guò)長(zhǎng)會(huì)降低吸嘴口處負(fù)壓和流量從而不利于吸種，為便于加工和配合拋振裝置的需要，選擇吸嘴長(zhǎng)度為8唧，吸嘴間距為41衄。據(jù)此，最終設(shè)計(jì)方案確定：吸嘴嘴型及結(jié)構(gòu)如圖2-3所示，吸嘴分布如圖2-4，嘴式吸盤(pán)外形如圖2 5所示。田2-3針式吸嘴形狀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)透攬圖圖2-4吸種盤(pán)吸嘴分布圖圖2-5嘴式吸種盤(pán)外形2。13氣源流量的確定物料的臨界速度是氣力輸送裝置和物料吸取裝置設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)。在吸嘴氣力式播種機(jī)的氣流場(chǎng)中，按照氣力輸送裝置的氣流速度來(lái)進(jìn)一步確定流體速度，以保證種子被有效吸附。周祖愕8J研究表明：當(dāng)氣流輸送速度為30m/s以上時(shí)，物科可以被有效吸附。吸嘴氣力式播種根據(jù)不同大小的種子選用不同孔徑的吸嘴，以番茄種子播種為研究對(duì)象，對(duì)吸嘴吸取種子進(jìn)行分析，確定吸嘴能夠吸取種子的最小氣體流量。假定每個(gè)吸嘴的真空度和氣體流量均勻，每個(gè)吸嘴的流量為： 吸嘴的總流量為： 上式中，d為吸嘴 直徑，0.7mm；n為吸嘴個(gè)數(shù)；128個(gè)；v為吸嘴口流速。當(dāng)氣源氣體流量大于5.3/h時(shí)，吸嘴能夠把種子完全吸取。產(chǎn)生負(fù)壓的裝置主要有兩類(lèi)”I， 類(lèi)是風(fēng)機(jī)，一類(lèi)是真空泵，兩種負(fù)壓源各有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用范田。負(fù)壓源的選擇原則是，負(fù)u三源在克服工作管路的阻力后能夠產(chǎn)生滿(mǎn)足工作管路所需的流量，且這時(shí)負(fù)壓源的工作點(diǎn)應(yīng)在其效率較高的地方。一般在相同功率的情況F，風(fēng)機(jī)的流量大但獲得的負(fù)壓較低，而真空泵則可獲得較高的真空度，但允許通過(guò)的流量較小。查閱有關(guān)資料可知，山于漩渦氣泵和驅(qū)動(dòng)電機(jī)是一體構(gòu)成，葉片的轉(zhuǎn)速非常高。所以它可以產(chǎn)牛比較高的負(fù)壓，而沒(méi)有真空泵的流量限制，同時(shí)真空泵的價(jià)格高于風(fēng)機(jī)。如果負(fù)壓源流量小，風(fēng)管產(chǎn)生漏氣或風(fēng)管直徑小，均會(huì)因播種器氣室真空度小，吸不上種子而產(chǎn)生漏播現(xiàn)象。肛【機(jī)是否達(dá)到播種器所要求的真空度，是播種機(jī)工作質(zhì)量的重要影響因素之。2 氣泵的選擇由于溫室大棚育苗播種一般要求空粒率低，對(duì)多粒率通常沒(méi)有特殊要求，故選用流量較大、價(jià)格便宜的XWB-1型旋渦氣泵作為氣源，以提高吸附率。由無(wú)錫某機(jī)電設(shè)備有限公司氣泵研究所的有關(guān)人員對(duì)旋渦氣泵產(chǎn)品所作的實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)得到，氣泵的有效功率為總效率的2045XWB-1型旋渦氣泵最大流量為60m3h，故實(shí)際工作流量為1227m3h，完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)流量要求。具體參數(shù)見(jiàn)下表。型號(hào)/參數(shù)最大壓力(kpa)真空度(kpa）最大流量(M3/h)電動(dòng)機(jī)功率(Kw)電機(jī)轉(zhuǎn)速(Rpm)管徑(mm)外型尺寸長(zhǎng)寬高紙箱包裝尺寸長(zhǎng)寬高重量(Kg)XWB-11812600.37280040280252260290260280102 3 4種子箱的設(shè)計(jì)考慮到吸種盤(pán)來(lái)回吸種時(shí)，拋振裝置將種子箱彈起吸種盤(pán)落入種了箱內(nèi)吸種，故種子箱稍大于吸種盤(pán)面積，底面尺寸每邊大于吸種盤(pán)23個(gè)種子直徑，以免在邊緣上擠碎種子，并且由于實(shí)際吸種時(shí)為了提高吸種性能，種子箱要能放多于三層的種子，故需有一定深度，所以種子箱尺寸設(shè)計(jì)為：53032020(mm)結(jié)構(gòu)如圖26所示。同時(shí)在種子箱底部打上小孔，孔徑小于種子直徑，以便能有足夠的氣體流入到吸嘴產(chǎn)生負(fù)壓，又能承放種子，減小因種子箱面震動(dòng)不均造成的種子水平位移、扎堆、厚度不均。在種了箱底面設(shè)計(jì)角鐵加強(qiáng)筋，提高種子種子箱J下面受力的均勻性，使邊角與中心處種子得到最小偏差的上拋力，獲得一致的上拋高度。圖2-6種子箱結(jié)構(gòu)2 3 5彈振裝置種子盤(pán)內(nèi)的種子為散粒物料，散粒體動(dòng)力學(xué)理論表明，為使物料運(yùn)動(dòng)更加均勻，穩(wěn)定，必須減少散粒體的內(nèi)摩擦岡數(shù)，增加其流動(dòng)性。特定物料的內(nèi)摩擦因數(shù)是常數(shù)，要想在不改變其物態(tài)的情況下改變其內(nèi)摩擦因數(shù)是不可能的。所以為改善其流動(dòng)性，廠泛采用振動(dòng)使物料形成準(zhǔn)流體增加其流動(dòng)性，拋振裝置正是在此基礎(chǔ)上建立起柬的。拋振裝置設(shè)計(jì)為肯爪縮彈簧、牽引電磁鐵等組成。將種子盤(pán)通過(guò)螺栓、銷(xiāo)釘與牽引電磁鐵的銜鐵孔連接在一起，四根彈簧安裝在設(shè)|1好的工作臺(tái)與種子盤(pán)底面的凸臺(tái)上(如圖2 7)。牽引電磁鐵通電時(shí)，銜鐵拉動(dòng)種子盤(pán)克服彈簧力向下運(yùn)劫 定行程。當(dāng)拋振裝置的牽引電磁鐵斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，復(fù)位彈簧在恢復(fù)力的作用下將種子箱彈起，盤(pán)內(nèi)種子隨盤(pán)產(chǎn)生卜拋運(yùn)動(dòng)，種子群t表面的種子將脫離種子群，處于懸空沸騰狀杏可增加與吸嘴的接觸機(jī)會(huì)，能顯著種子吸附率。有種子箱及鏈接器重量約3kg，彈簧系統(tǒng)剛度4Nram，故牽引電磁鐵型號(hào)選取為220v，牽力屜人為80N，最大行程為20mm。1牽引電磁鐵2復(fù)位彈簧3種子盤(pán)4吸盤(pán)圖2-1拋振裝置廈暇盤(pán)種箱組臺(tái)系統(tǒng)2 3 6吸嘴氣流投種及清種設(shè)計(jì)投種是指使種子離玎吸孔的過(guò)揮。吸嘴式播種機(jī)的投種方式分為：重力投種、氣力投種、機(jī)械投種等。(”重力投種：當(dāng)吸嘴運(yùn)動(dòng)到輸種管E方時(shí)斷負(fù)壓后種子靠自重離丌吸孔。這種排種方式需要設(shè)計(jì)瀉壓裝置，使作用在種子t的壓差消失，種子則在自身重力的作用下脫離吸孔。(2)氣力投種：當(dāng)吸嘴運(yùn)動(dòng)U輸種管上方時(shí)給吸嘴通以反向氣流，使種子在氣流的作用下脫離吸孔。(3)機(jī)械投種：采用并種機(jī)械式推種器推落種子。上進(jìn)幾種投種方式中，重力投種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，種子破碎少。f咀是往吸種時(shí)有的種子可能岡彈性變形而被卡在吸孔qi，倪靠重力的作_lj不能脫離吸孔，而氣力投種不僅能吹落被卡的種了，而且能夠把吸孔內(nèi)的雜物吹出，以免吸孔堵塞造成漏播。塒f種子平均直徑3棚的小柱種子，豐要包括大多數(shù)蔬菜、托，r和油菜等經(jīng)濟(jì)作物的種了，其具有直徑小、干粒重小、形狀不規(guī)則等特征。在劉千粒重、外肜尺寸較大的種予采用氣吸式播種機(jī)檑利z時(shí)，一般不設(shè)計(jì)清種。對(duì)于小粒種子，山丁結(jié)構(gòu)Jt寸較小，同時(shí)形狀不挑!JllJ。在吸種時(shí)種嚴(yán)的尖部容易被l敗入吸種扎而不容易脫落，有叫種嚴(yán)中的雜質(zhì)、種子外殼、計(jì)：臺(tái)格的小粒種了或破碎的種予被吸進(jìn)吸種孔后不易脫落而造成間期性的空穴。棉花種子雖然丁粒芎和尺、r較大，但Hl于形狀不規(guī)則且有的種子加工的原口I致使利，了尾部帶有絨毛，在真空氣流和上拋力的作用下，容易卡死在吸嘴f】處，產(chǎn)生周期性“空穴”、“小斷條”等缺佯，因此有必要設(shè)計(jì)種孔清理裝黃。儀靠重力投種，種子下落時(shí)日J(rèn)較長(zhǎng)或根本不能落下，影響播種速度及播種效果。所以，釧對(duì)棉花以及小粒種子的吸種孔較小以及種子的形狀、結(jié)構(gòu)的關(guān)系，采用機(jī)械式的種孔清理裝置顯然是不合適的。本氣吸式播種機(jī)上采用氣流清理吸種孔的方式。由于氣源利用旋渦氣泵產(chǎn)塵，旋渦氣泵有吸氣和排氣兩個(gè)氣路，將排氣n氣流通過(guò)換向電磁閥控制接入吸種吸盤(pán)。數(shù)掘顯示旋渦氣泵排氣流量最高為160#h壓力最高可達(dá)26kpaI“】，在吸嘴口氣流可形成足夠的壓力和流速。這樣當(dāng)處于播種工位時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)完成氣路切換，旋渦氣泵所排氣流進(jìn)入吸盤(pán)，使氣室壓力上升吸嘴口形成高速氣流，吹掉種子，從而實(shí)現(xiàn)清種的目的。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、效果好的特點(diǎn)且有效利用了旋渦氣泵，避免獨(dú)立增加空壓機(jī)的生產(chǎn)成本。23 7穴盤(pán)尺寸選取穴盤(pán)整體出塑料沖壓成型，孔型多為錐形，上大下小。常用穴盤(pán)有每排5孔、6孔和8孔，其錐孔截面形狀多為正方形。常用穴盤(pán)已標(biāo)準(zhǔn)化，其外形尺寸為520(長(zhǎng))x270(寬)x55(高)，5孔穴盤(pán)的錐孔上截面尺寸為45x45mm，下截面尺寸為30x30ram，排數(shù)為10，底部排水孔直徑為10ram；6孔穴盤(pán)錐孔上截面尺jr為40x40mm，下截面尺寸為25x25rmn，排數(shù)為12，底部排水孔直徑為9mm；8孔穴盤(pán)的錐孔上截面尺寸為30x30ram，下截面尺寸為13x 13mm，排數(shù)為16，底部排水孔直徑為8mm。本課題主要利用16x8孔標(biāo)準(zhǔn)穴盤(pán)2 m8其它機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為了更方便的控制各機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)工作在上進(jìn)裝有觸點(diǎn)丌關(guān)的滑軌的前、后端安裟有行程丌關(guān)(如圖29所示)，該行程肝關(guān)通過(guò)導(dǎo)線j牽引電磁鐵、電磁闊連接。吸箍運(yùn)動(dòng)到種子盤(pán)的iF卜方時(shí)，滑軌機(jī)構(gòu)碰撞行程開(kāi)關(guān)，使行程盯芙自動(dòng)導(dǎo)通牽引電磁鐵的字制電路，牽引電磁鐵開(kāi)始工作：滑軌機(jī)構(gòu)離開(kāi)行程開(kāi)關(guān)后，行程丌關(guān)自動(dòng)切斷牽引電磁鐵的控制電路，牽引電磁鐵停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 1行程開(kāi)關(guān)2撞塊3直滑軌4調(diào)1y高度裝置圖2-9直滑軌與可調(diào)行程撞塊在工作臺(tái)面的兩側(cè)設(shè)有能可折疊的輔助工作臺(tái)，該輔助工作臺(tái)的內(nèi)端與機(jī)架鉸接在輔助工作臺(tái)的底部通過(guò)鉸鏈連接有兩節(jié)活動(dòng)的支撐桿。抬起兩側(cè)輔助工作臺(tái)，將兩節(jié)支撐桿銷(xiāo)釘固定后，輔助工作臺(tái)便與工作臺(tái)保持同一水平面，拓寬工作臺(tái)面以便放置穴盤(pán)。展開(kāi)的工作臺(tái)可進(jìn)行流水線操作，即一個(gè)輔助工作臺(tái)準(zhǔn)備好育苗盤(pán)后，移入工作臺(tái)面，待播種完成后，快速移出到另一輔助工作臺(tái)上，由工人取走。輔助工作臺(tái)處于收折狀態(tài)貼靠在機(jī)架的側(cè)邊時(shí)，可以減小整機(jī)體積，便于運(yùn)輸。人工放置穴盤(pán)到工作臺(tái)時(shí)，無(wú)法每次恰當(dāng)放置于吸盤(pán)J下下方，而精量播種要求穴盤(pán)槽與吸嘴一。相對(duì)，因此設(shè)計(jì)了穴盤(pán)的定位裝置。1定位擋扳2穴盤(pán)3嘴式吸盤(pán)囤2-10定位裝置結(jié)構(gòu)在機(jī)架四個(gè)支撐腳的下方安裝有調(diào)節(jié)螺桿。該調(diào)節(jié)螺桿由下往上從設(shè)于支撐腳底部的螺母中旋入，通過(guò)控制調(diào)節(jié)螺桿可以調(diào)整工作臺(tái)面的平整度，以適應(yīng)不同的場(chǎng)地使用。機(jī)架底部裝有四個(gè)萬(wàn)向輪行走架，便于播種機(jī)隨工作場(chǎng)地需要輕松移動(dòng)。為便于用手拉動(dòng)吸盤(pán)，在吸盤(pán)頂面前端的中央位置安裝有手柄，提高工作效率。24氣動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)氣動(dòng)系統(tǒng)是以負(fù)壓空氣為動(dòng)力源，具有安全、快速、可靠、低成本及易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等特點(diǎn)。播種機(jī)采用電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)播種的自動(dòng)化。通過(guò)氣室的往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)吸投種位置的轉(zhuǎn)換，通過(guò)換向閥的換向作用實(shí)現(xiàn)種子的吸投種。電氣控制系統(tǒng)通過(guò)控制各個(gè)電磁換向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的動(dòng)作，系統(tǒng)的輸入信號(hào)有2個(gè)，輸出信號(hào)有3個(gè)。兩個(gè)行程限位開(kāi)關(guān)組成輸入信號(hào)，分別完成穴盤(pán)位置的檢測(cè)和牽引電磁鐵的工作位置檢測(cè)。二個(gè)換向閥和牽引電磁鐵是輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)吸排種氣流方向的切換和拋振動(dòng)作。根據(jù)播種的要求和氣動(dòng)控制原理，設(shè)計(jì)播種機(jī)電氣控制系統(tǒng)如圖2一ll所示。蹦一交流接觸器：SCZ一超載開(kāi)關(guān)；FR-熱繼I也器：D_漩渦氣泵； lSQ一限位開(kāi)關(guān)： 2S0一限位開(kāi)關(guān)：圖2-11電氣控制系統(tǒng)原理圖該氣動(dòng)系統(tǒng)主要由真空氣源、換向閥、節(jié)流閥、真空壓力表、行程限位丌關(guān)、牽引電磁鐵等組成。具體可分為吸種回路、吹種回路和振動(dòng)回路。當(dāng)氣路接通時(shí)，旋渦氣泵丌始工作，吸氣換向閥處于閉合，牽引電磁鐵處于斷丌，吸嘴與氣源相通處于吸氣狀態(tài)。當(dāng)拉動(dòng)吸種盤(pán)時(shí)，行程限位_丌關(guān)2sO檢測(cè)到信號(hào)，發(fā)出指令給牽引電磁鐵使其閉合，則種子盤(pán)下降使吸種盤(pán)通過(guò)。當(dāng)吸種盤(pán)移動(dòng)到穴盤(pán)上方后，行程限位丌關(guān)1SQ檢測(cè)到信號(hào)，發(fā)出指令使吸氣電磁閥斷開(kāi)，吹氣電磁閥閉合，切斷吸嘴跟負(fù)壓氣源的通路，接通吸嘴與正壓氣源的通路，對(duì)吸嘴吸取的種子供以正壓，吹落種子，使種子落到育苗盤(pán)里：當(dāng)再次拉動(dòng)吸種盤(pán)時(shí)，行程限位開(kāi)關(guān)1SQ檢測(cè)到信號(hào)，發(fā)出指令使吸氣電磁閥閉合，吹氣電磁閥斷開(kāi)，使吸嘴與負(fù)壓氣源再次接通，實(shí)現(xiàn)氣路切換。吸種盤(pán)移動(dòng)到種子盤(pán)上方時(shí)，行程限位丌關(guān)2SQ檢測(cè)到信號(hào)，發(fā)出指令給牽引電磁鐵使其斷開(kāi)，則種子盤(pán)上升，實(shí)現(xiàn)拋振吸種功能。當(dāng)檢測(cè)到吸種盤(pán)下一個(gè)信號(hào)，進(jìn)行下一次播種。25電氣控制元件的參數(shù)將所選取的元件及其參數(shù)列于表21中。26結(jié)構(gòu)創(chuàng)新點(diǎn)1電銜鐵與彈簧組成的拋振式種子室取代了傳統(tǒng)電磁振動(dòng)式種子室，種子振動(dòng)后分布更均勻，避免電磁振動(dòng)式，種子連續(xù)振動(dòng)下，偏向聚集，取種更可靠；2針式吸嘴與板式吸種盤(pán)組成的吸種盤(pán)與傳統(tǒng)窩眼式吸種盤(pán)相比，改進(jìn)了吸嘴結(jié)構(gòu)，使其定量取種精度高，可拆換，通用型好。3采用直滑軌機(jī)構(gòu)取代傳統(tǒng)拱形或四連桿機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)行程縮短，操作簡(jiǎn)單快捷。27本章小結(jié)本章通過(guò)對(duì)整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，核心部件的設(shè)計(jì)及各主要參數(shù)的計(jì)算選取，得出如下結(jié)論：1整機(jī)半自動(dòng)生產(chǎn)方式，即人工放盤(pán)和取盤(pán)，而播種自動(dòng)完成。整機(jī)由機(jī)架、播種裝置、拋振裝置、氣源、電氣控制系統(tǒng)組成。2 播種裝置由播種滑軌機(jī)構(gòu)、種子箱和氣力吸種部件三部分組成。3 氣路控制系統(tǒng)，由電磁閥、行程丌關(guān)、斷路器等組成，實(shí)現(xiàn)吸種、投種的過(guò)程控制。4 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)：育苗盤(pán)：72128孔標(biāo)準(zhǔn)的各種軟、硬塑料育苗盤(pán)生產(chǎn)能力(盤(pán)d,時(shí))：360空穴率()：3多粒率()：2種子破碎率()：01環(huán)境噪聲(DB)：80配套動(dòng)力(Kw)：12工作電壓(VHZ)：AC22050外形尺寸(mm)：1050900X63021