扎穴式玉米精播機(jī)研制與試驗(yàn).pdf

1、為解決玉米開溝播種時(shí)對(duì)土壤擾動(dòng)大、投種點(diǎn)高、動(dòng)力消耗大及開溝器易被田間雜物纏繞等問題，在綜合國(guó)、內(nèi)外現(xiàn)有扎穴播種與精密播種作業(yè)機(jī)具相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種扎穴式玉米精密播種機(jī)。該機(jī)主要由扎穴裝置、排種排肥裝置、種肥暫存裝置、行走及傳動(dòng)裝置、機(jī)架等組成，實(shí)現(xiàn)玉米的精量播種作業(yè)。本文采用成穴機(jī)構(gòu)理論分析、扎穴機(jī)構(gòu)仿真分析、關(guān)鍵部件有限元分析及土槽試驗(yàn)等研究方法，對(duì)扎穴式玉米精播機(jī)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，取得如下成果:
　　(1)根

2、據(jù)農(nóng)藝要求設(shè)計(jì)了一種扎穴式玉米精播機(jī)，扎穴播種機(jī)構(gòu)由排種裝置、種肥暫存裝置、扎穴裝置、行走及傳動(dòng)裝置、機(jī)架等組成。該機(jī)構(gòu)采用鴨嘴扎穴投種作業(yè)模式，解決了傳統(tǒng)播種作業(yè)時(shí)投種點(diǎn)高、開溝器開溝對(duì)土壤的擾動(dòng)量大和動(dòng)力消耗大等難題，提高了播種質(zhì)量。
　　(2)對(duì)扎穴軌跡理論分析得出，特征參數(shù)λ＞1時(shí)可滿足零速播種施肥作業(yè)，提高播種施肥的穩(wěn)定性，為使穴孔長(zhǎng)度盡量減少，機(jī)構(gòu)各參數(shù)應(yīng)滿足公式1-h/4Rt≤ Rd/iRt(1-ε)＜1。采用ADA

3、MS軟件對(duì)扎穴機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析，測(cè)得成穴器鴨嘴尖端的位移隨時(shí)間變化曲線、速度隨時(shí)間變化的曲線、加速度隨時(shí)間的變化曲線。分析成穴器鴨嘴在播種施肥過程與開合銷接觸后開合時(shí)間對(duì)播種的影響，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)時(shí)開合銷在同心圓盤安裝位置的準(zhǔn)確性。
　　(3)對(duì)扎穴式玉米精播機(jī)各部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和三維建模，并加工了樣機(jī)。對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了生產(chǎn)試驗(yàn)。
　　(4)分析扎穴機(jī)構(gòu)成穴機(jī)理，確定影響成穴質(zhì)量的各機(jī)構(gòu)相關(guān)參數(shù)。研究表明:機(jī)器的前進(jìn)速度、成穴鴨

4、嘴入土深度、成穴鴨嘴錐角對(duì)指標(biāo)穴孔長(zhǎng)度、穴孔寬度及穴距對(duì)播種質(zhì)量影響較大。通過單因素實(shí)驗(yàn)分析了每個(gè)因素對(duì)穴孔長(zhǎng)度，穴孔寬度及穴距的影響，得到機(jī)器的前進(jìn)速度為1.2m/s～1.8m/s，鴨嘴入土深度100mm～120mm，鴨嘴瓣與中心線夾角即成穴器鴨嘴錐角為15°～25°時(shí)，各指標(biāo)取最優(yōu)值。采用Box-Behnken中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，建立了扎穴式玉米精播機(jī)穴孔長(zhǎng)度、穴孔寬度及穴距數(shù)學(xué)模型，分析了機(jī)構(gòu)各參對(duì)指標(biāo)貢獻(xiàn)率大小。得到在最優(yōu)參數(shù)

5、組合為:當(dāng)前進(jìn)速度在1.5m/s、成穴鴨嘴入土深度在110mm、成穴鴨嘴錐角在20°的條件下，成穴長(zhǎng)度控制在67mm以下，成穴寬度小于56mm，穴距在251mm左右。優(yōu)化后的參數(shù)可滿足玉米播種的性能要求，為進(jìn)一步研究提供依據(jù)。
　　(5)通過有限元靜力學(xué)分析手段，利用ANSYS Workbench對(duì)成穴器鴨嘴與機(jī)架進(jìn)行分析運(yùn)算，結(jié)果表明:
　　1.成穴器鴨嘴應(yīng)力分布均勻，最大應(yīng)力124Mpa，不超過材料Q235的屈服應(yīng)力，進(jìn)

6、一步說明了其設(shè)計(jì)的鴨嘴的合理性。
　　2.機(jī)架前8階模態(tài)頻率在28.067～47.572 Hz的范圍內(nèi)，可能引起機(jī)架發(fā)生共振的外部振率為57 Hz，兩者并未重合，機(jī)器田間作業(yè)時(shí)并不會(huì)發(fā)出現(xiàn)振現(xiàn)象。
　　(6)驗(yàn)證了扎穴式玉米精播機(jī)的播種性能，對(duì)樣機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)了初步試驗(yàn)，測(cè)定了其性能。試驗(yàn)結(jié)果表明:所形成的穴孔形狀合理，所測(cè)得的空穴率、種子破碎率、總肥量穩(wěn)定性變異系數(shù)、各行排鐘量變異系數(shù)、地輪滑移率均符合國(guó)家對(duì)穴播機(jī)的要求