0引  言

        播种是农业生产中具有决定性的一个环节。播种质量的好坏直接影响作物的出苗、苗全和苗壮，从而影响产量。排种器是播种机的核心部件，是决定播种机特性和工作性能的主要因素。虽然现在国内外都竞相研究精密排种器，但受自然条件约束，以及对种子质量的高要求，一些地区仍然大面积采取条播的播种方式。所以急需排种性能好、通用性广的新型排种器。钉轮组合式排种器是用于条播免耕播种机的一种排种器，其具有排种通用性好、播量调节方便、特别是对小粒种子（如苜蓿、谷子、油菜籽等）小播量时精度高等优点^[3]。

1钉轮组合式排种器结构及工作原理：

1.1钉轮组合式排种器总体结构

        钉轮组合式排种器主要由大钉轮、小钉轮、排种舌、排种上盒、接种漏斗等组成，其中钉轮组合式排种器由大钉轮、小钉轮和连接销组成，大小钉轮通过连接销连接在一起。

钉轮组合式排种器的主要参数为：大钉轮齿数(两排交错排列)为Z₁=24；小钉轮齿数(单排)为Z₂=48；大钉轮齿顶圆直径为D₁=64mm；小钉轮齿顶圆直径为D₂=61 mm。

1.2工作原理

        钉轮组合式排种器和外槽轮排种器的工作原理相似，都是按照混合原理排种的。由于外槽轮排种器的结构导致了排种的脉动性，影响了排种的均匀性。钉轮组合式排种器的钉齿均匀分布排种轮表面均匀分布，交错齿的结构降低了排种的脉动性，提高排种均匀性。

        排种器内的种子运动形式分为三种形式：自由运动、强制运动、拖带运动。

        如图3所示，在钉轮转动的第一象限内钉轮既不充种也不排种，钉轮处于空转状态。

        在第二象限由空转逐渐开始进入充种阶段，种箱内的种子由于上层种子的压力和自身的重力作用沿种箱壁的排出口排出充填在钉轮的齿间隙间，直至充满钉轮钉齿的间隙。种子在此象限内除了自由流动以外，还伴随着钉轮的强制运动。此时，旋转的钉轮的脉冲作用已经影响到种子的自由流动。钉轮的圆周速度由水平方向转为与种子箱前壁平行和种子箱排出口的种子流线速度垂直。

        在第三象限内种子的自由流动逐渐消失，种子的运动完全是由于钉轮的转动引起的。从通道极限断面(在第三象限)开始，直到种子沿排种舌流到出口，整个种子流都受钉轮脉冲的作用。种子在极限断面处的堵塞(楔死)不断地被转动的钉轮所疏通；继而又不断地楔死，又不断地疏通。钉轮用槽沟囊种，并推送种子。再通过摩擦将脉冲传给下层种子，使种子向出口流动。那些被随钉齿转动的种子带动的种子运动称为带动运动。钉轮下面的种子层运动速度是不相等的；距离钉轮中心较近的上表层比距离钉轮中心较远的下层运动快，随着深度增加速度迅速减小。

        种子流动的连续性存在于种子箱内，在排种盒内的种子由于钉轮的转动而被破坏，种子在离开排种盒以后，种子又重新恢复连续的自由运动。

3钉轮结构对排种性能的影响

        由于钉轮组合式排种器是通过混合原理进行排种。拖带种子流不是排出种子的主流，是强制排种的补充。两种排种原理的交互作用必然影响排种器播种均匀性。

        钉轮组合式排种器与外槽轮排种器相似，播种断条和不均匀的原因是槽型不适合，加之种子流动时内摩擦力大，流动性急经常在喂入口上面产生架空，造成排种间断，引起断条。而小播量播大颗粒种子时形成均匀种子流更是困难。

        排种的不均匀槽型结构与被播种子的外形尺寸(体积)，按照播量要求，愈接近吻合，则排种器工作过程愈顺利，播种均匀性愈好。

3.1钉轮组合式排种器排种性能的评价指标

        钉轮组合式排种器是用于条播的一种排种器，根据国家标准《谷物条播机试验方法》（GB/T 9478-2005），评价条播排种器的排种性能的指标有播种量、排种量、排种均匀性、排量稳定性及种子破损率等。

3.2种子分类：

        种子的形状和尺寸直接与播种机的工作部件发生联系。它牵涉到种子在排种器内的流动、充填。在选择排种器结构形状和囊种元件的结构参数时，首先要考虑这个基本参数。

        常用的种子形状分类法将种子分为6种：椭球状、圆球状、角锥状、截锥体、宾豆状和大豆形。

3.3种子几何尺寸分析

3.4钉齿间隙分析

        大小钉轮轮齿间隙如图4所示，小钉轮AB=CD=EF=2mm，AD=BC=4.9mm；