文档介绍：摘要
摘要
排种器是实现精密播种技术的核心部件,其工作性能的好坏直接
影响着播种精度、均匀性、种子的出苗率等。由于气吸振动式排种器
具有对种子尺寸要求不高、不伤种子、通用性好、适应性强的优点,
且易于提高播种速度,实现自动控制,是一种较为先进的排种装置,
已成为当前国内外精密排种器发展的主要方向之一。种子在种盘内的
振动以及在吸排种气流场中的受力运动是影响排种器播种精度的主要
因素,本文以油菜种子为试验对象,开展了气吸振动式排种器的工作
机理研究和性能试验分析,主要工作包括:
⑹笛椴饬苛擞筒酥肿拥募负纬叽纭⑿巫刺卣饕约懊芏取⒔哟ジ
度、摩擦系数等力学参数,建立了三维模型。根据电磁激振器的工作
原理,分析了振动种盘的幅频特性。
⑼频汲鲋肿佑胫峙潭杂啥扰鲎舱穸低持芷谠硕腜
映射,以振动频率为控制参数,计算得到映射矩阵特征值的变
化曲线,根据其穿越复平面单位圆的位置,分析了映射不动点的稳定
性,获得种子由稳定周期运动通向混沌的过程,通过轨迹相图分析得
到混沌运动状态有利于实现种群的离散。
⒏萦筒酥肿拥幕堤匦裕捎孟咝缘梢蛔枘嵋换哟チρ
模型,编写离散元程序,模拟了振动种盘内种群的三维运动规律。为
了描述种群空间运动状态,给出了重心波动和体积膨胀系数的计算方
法。计算结果表明:碰撞接触时间和最大变形量随接触刚度的增大而
减小;最大变形量随碰撞相对速度和恢复系数的增大而线性增加;接
触时间随恢复系数的增加而减小,相对速度对其影响不显著。种群重
心波动和体积膨胀系数的特征频率出现在种盘振动频率附近。
江苏大学博士学位论文:气吸振动式精密排种器理论及试验研究
种盘作小幅高频振动时,种子几乎在原地作垂直运动,水平位移
较小,种群可以有效分离以减小摩擦力;体积平均膨胀系数凰随着振
动强度凰的增加而增大,随种层厚度的增加而减小,在相同振动强度
下,种盘振幅越大,种群离散程度越高;对于薄层种子,随着种子与
种盘、种子与种子之间的碰撞恢复系数的增大,体积平均膨胀系数凰
有明显增大的趋势,随着层厚的增加,这一趋势逐渐减弱;在弱振动
条件下,种子之间以摩擦接触为主,体积平均膨胀系数凰随摩擦系数
的增加而增大,在强振动时,摩擦系数的影响很小。
⒃擞肎砑⒐鐾舱浩骨坏娜负文P停
划分为结构化四面体网络,在恒压力边界条件下,利用软件中
的标准七一￡湍流模型和壁面函数法对滚筒内部全流道气流场分布进行
了数值计算。结果表明:吸种过程中,滚筒负压腔为恒压区域,可以
起到稳压稳流作用,在轴向不同位置的吸孔气流速度相对误差小于
ァ9鐾灿敫貉怪嶂涞钠魍ǹ状嬖谘沽λ鹗В⑶宜孀牌魍ǹ
和孔吸种截面积比弧的增加,压力损失率鄢逐渐减小,当终大于
时,‰小于ァE胖止讨校嵯虿煌恢玫呐胖挚灼魉俣却嬖诿
显差异,且正对底板连接座的排种孔气流速度最大,随着弧的增大,
流速差异逐渐减小,且当强大于ナ保魉俨钜煨∮%,正压差
对流速差异影响不明显。
⒒谄塘较嗔髁ρЮ砺郏治隽酥肿釉谖制鞒≈械氖芰
情况。将种子受力在吸孔轴向和径向进行分解,由计算了离散
空间节点上吸力的大小。运用插值运算法从垂直吸种距离⒕断蛭
距离,.和有效吸种空间体积龇矫孀酆戏治雠胖制鞯奈中阅埽
确定不同结构形式吸孔的有效吸种区域和瞬间吸种运动过程,并对吸
孔结构参数进行了设计。在此基础上,通过假设种群在振动种盘内呈
Ⅱ
摘要
正四面体空间分布,分析了种群层数⒏貉共睢鱬、间隙系数⑽
直径反对种子受力的影响,揭示振动和负压吸种机理。结果表明:吸
附运动主要是由压力梯度力所控制;锥孔的吸种能力优于直孔和沉孔;
增加吸孔直径矾比提高负压差△欣谔岣吲胖制魑帜芰Γ凰
着吸孔直径巩的增大,厶,.随之线性增加,次方增加;增加负
压差△蹋蛓也随之增加,且在卸较小时,增加速度较快,卸
较大时,增加速度较为缓慢;对于多层种子,随着间隙系数脑黾樱
种子受力呈现增加趋势,且∮.时,受力增长较为迅速,可以
有效提高排种器垂直吸种距离,,受力增长比较缓慢。
⒏萃亩淞髁ρЮ砺奂扑懔伺胖止讨兄肿邮芰Υ笮。治
正压差、排种角和滚筒转速对排种运动过程的影响,在
动式排种器性能试验台上,对排种过程种子运动状态进行了高速图像
采集,采用颜色向量建立种子模型,提出用惴ū喑探心
标跟踪,获取种子实际运动轨迹,验证了数值计算的正确性。分析得
到:湍动射流产生的瞬间冲击加速度是决定排种过程种子运动状态的
主要因素,正压差和排种角的波动是造成落种位置误差的重要原因,
计算了不同工作参数下的落种速度和时间。当正压差在.、排
种角在范围时,落种精度最高。
⒃