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气吸式排种器试验台的设计
作者:王亚楠    发布时间:2011-09-15 【字体:

0前言

        排种器试验台是播种机研发过程中所使用的主要手段,是实现高性能播种机更新换代必不可少的试验设备。随着精密排种器朝着快速、高效的方向发展,其研究和测试的手段和方法也在不断更新,目前国内采用的方法主要有:裸眼直接观测、人工黄油粘胶带法、高速摄影法、基于微机的检测法、基于虚拟仪器的检测系统和基于图像处理的检测法等。但当前排种器试验台采用的承种方法主要是在帆布带上涂抹黄油或者其他粘胶物料的帆布带法,还有就是利用沙坑或固定沙盘作为承种床的移动式排种器试验台。

        上述几种承种方法都不同程度的存在缺陷,帆布带法不仅运行成本高,而且由于种子污染严重,无法回收利用,造成浪费,工作条件较差,直接测量取样极不方便;而移动式排种器试验台需要采用动态试验,即将播种单体安装在移动式小车上,与沙坑或固定沙盘做相对运动,使得试验台架不仅结构复杂,造型庞大,而且由于土槽长度有限,限制了采样数量,影响统计结果。所以针对以上所述不足,结合现有技术,设计出了将沙子排在输送带上作为种床的排种器试验台,不仅克服了帆布带涂黄油法造成的环境污染和浪费种子的缺点,同时也避免了移动式排种器试验台存在的不足,集两者优势于一体。

1 工作原理 

        在田间测试播种机排种性能时,排种器随拖拉机向前进方向移动。排种器试验台正好相反,它是用输送带做种床,并模拟播种机的田间作业速度进行运动,排种器在试验时固定不动,输送带(种床)相对于排种器运动。这样,就使播种机相对地面的运动转变为地面相对于播种机的运动。从相对运动的概念来说,是一个参考坐标系转换问题,其效果是一样的。排种器固定安装在机架上,气吸室与风机相连,风机工作时使气吸室产生真空度,在排种盘两侧形成一定的压力差,在该压力差的作用下,种子被吸附在吸种孔上。排种轴在链轮的驱动下带动排种盘转动,当排种盘旋转到离开气吸室时,便失去了对种子的吸附作用,此时种子便靠自身的重量下落排在铺有沙子的输送带上,避免滚动和弹跳。然后可以利用机器视觉系统对种床带上的排种情况进行实时摄录和处理,进而测得种子粒距,达到检测排种均匀性等各项指标的目的。

        此排种器试验台主要的工作原理就是帆布带式试验台的排种器固定不动,帆布带种床模拟播种机工作的行走速度,排种器将种子排落到运动的帆布带上,沙箱中的沙子通过排沙器排在运动着的帆布带上,形成一定宽度的沙条,然后排种器将种子籽粒排在沙条上,防止种子滚动和弹跳,起到固定种子的作用。输送带尾部装有沙种分离装置,实现沙种自动分离,不仅可以回收种子,同时也能提高效率。

2 结构及主要工作部件的设计

2.1 结构 

        试验台总体结构如图1所示,主要由机架、种床带装置、排种器安装架、排沙装置、沙种分离装置以及动力驱动和调速装置等组成。

2.2主要工作部件参数设计 

        主要工作部件参数设计包括机架的设计、排沙装置的设计以及气吸式排种装置的设计。

1.排种装置的设计

        本研究使用的气吸式排种装置是在内蒙古农业大学研制的2BQM-2型气吸式精量铺膜播种机气吸式排种装置的基础上改进的,壳体包括种子室和气吸室两部分(见图2),其中气吸室为圆环型,落种角为54o;吸种盘根据吸种孔直径不同,有四种规格,分别是φ3、φ4、φ5、φ6,吸种盘厚度为2mm,直径为150mm6个圆柱形吸孔均匀分布在吸种盘上直径为124mm的圆上。

2.排沙装置的设计

        排沙装置是本试验台的主要部件,结构设计上是在沙箱的底部开有矩形的排沙口,在沙箱内安装有排沙器,排沙器通则过与输送带轮相连的皮带轮驱动,将沙子从排沙口排出,沙子的排量可以通过调节排沙器的转速和装在沙箱上的插板的开度来控制。确定排沙装置的参数时主要考虑的是沙箱的体积和排沙器的转速,沙箱的体积必须能够满足一次试验的用沙量要求,排沙器的转速则要能够满足沙子的排量要求。

        从图3可以看出,本研究中使用的排种器试验台与黑龙江农业机械工程科学研究院研制的JSP-12型计算机视觉排种器试验台的种床带承种效果相似,说明所设计试验台性能良好,可以满足试验要求。

3.试验台架的设计

        试验台架的设计主要考虑的是种床带的长度和速度。基于本排种器试验台可以采用机器视觉方法测得粒距,试验中可进行不间断的测量、实时采集、处理图像和存储数据,一段很短的种床带就可以满足使用要求,同时为了能够从种床带上直观地观察一小段排种实况,而种床带刹车后还会运行一段距离两个两个方面的考虑,把种床带有效长度定为3m,宽度0.14m,周长为7.32m。当前,国内外的中耕作物精播机作业速度一般都在58km.h-1 左右,部分先进的气力式播种机可达1012km.h-1。一般说来,速度超过10km.h-1,播种质量就有明显下降的趋势,且试验标准要求,播种机试验前进速度为1.03m.s-13.610.8km.h-1)。排种器试验台的设计,除了满足现有播种机的实际速度要求之外,还应提高其测试范围。从现有国内外先进的中耕作物精播机的作业速度来看,其前进速度在12km.h-1 时,则对应的排种盘转速一般在20200r.min-1 之间。种床带的前进速度和排种器的转速均可以采用变频器调节,所以可以满足各种不同的速度匹配要求。

4结论

        通过排种器试验台做排种性能试验,在<

提交人:阜新市农机局 王君       责任编辑:
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