气吸式谷子精密穴播机的改进研究

摘要

谷子古称“粟”是五谷之首，它的营养价值日益被人们认识;谷子具有的耐旱特性使得谷子的种植对农业产业结构调整有重要作用。因此，近几年谷子产业得到了很大的发展，在北方谷子的种植面积仅次于玉米和小麦。但时至今日谷子种植的机械化程度仍然很低，因此制约着谷子产业的发展。为减少谷子种植期间田间管理用工和提高谷子出苗率和保证产量，需要发展谷子精量穴播机械化。因此，开发适合谷子特性的精量穴播机是发展谷子生产机械化的当务之急。
　　本文中首先对华北地区普遍种植的冀谷19、保213、安10-4172、安4585、济0506、201094六个品种谷子的外形尺寸和物理机械特性进行了研究，包括种子三轴尺寸、千粒重、容种、自然休止角和自流角的研究。通过测量三轴尺寸和对球形度计算，得到谷子种子具有三轴尺寸跨度较大，球形度较差，但不同品种的种子统计规律接近的特点。
　　基于对国内外精密播种技术的研究和针对第一代样机气吸式周向型孔排种器成穴性和穴粒可调性差的问题，改进设计了三种排种器，包括:一体周向型孔式、单圆盘聚集小孔式、双圆盘槽缝式。并对三种排种器进行对比分析，最终确定了以气吸双圆盘槽缝式排种器为核心部件应用到整机。本文介绍了其结构原理，并且对其进行运动学和动力学分析，从理论上分析其最佳的工作状态;针对目前尚没有穴播检测的国家标准，对多粒精播穴播机的穴距和成穴性指标的进行了探讨，提出了“三线法”测平均穴距和用穴内种子沿行分布的长度表示成穴性的指标，经过计算转化后，再以单精粒播种机检测标准进行检测，并应用此检测方法对所设计的排种器和整机分别进行了台架试验和田间试验;台架试验表明:影响双圆盘槽缝式排种器排种性能的因素为气室真空度、槽缝宽度、排种盘转速;整机田间试验结果表明:出苗数目变异系数在24％～39％之间，平均穴距为10.5cm左右具有一定的滑移率但满足播种要求。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 课题来源

1．2 课题研究的意义及必要性

1．3 国内外精量播种技术的研究概况

1．3．1 国外精量播种技术的研究概况

1．3．2 国内谷子播种技术的研究现状

1．4 研究目的、研究内容及课题创新点

1．4．1 研究目的

1．4．2 研究内容

1．4．3 研究的创新点

1．5 研究方法及技术路线

1．5．1 研究方法

1．5．2 研究的技术路线

2 谷子籽粒物理机械特性的试验研究

2．1 材料选取与研究内容

2．1．1 材料选取

2．1．2 研究内容

2．2 试验设备与方法

2．2．1 种子外型尺寸及球形度的测定

2．2．2 种子千粒重与容重的测定

2．2．3 测定谷粒的自然休止角和自流角

2．3 试验结果与分析

2．3．1 谷子尺寸、形状特点

2．3．2 种子的千粒重和容重的试验结果

2．3．3 种子流动性

2．4 本章小结

3 第二代样机排种器的研制

3．1 2BXQ-6型谷子播种机的结构及主要技术参数

3．1．1 2BXQ-6型谷子播种机的排种器结构及工作原理

3．2 第一代样机的田间性能试验

3．2．1 试验条件和方法

3．2．2 第一代样机存在的主要问题

3．3 不同排种器对比选择

3．3．1 排种器设计探索

3．3．2 基于一代样机基础改进设计的排种器

3．4 双圆盘槽缝式排种器

3．4．1 结构与工作原理

3．4．2 排种性能影响因素

3．4．3 排种器的工作参数

3．4．4 排种器充种过程力学分析

3．4．5 投种过程种子速度分析

3．4．6 其它部件的设计

3．5 本章小结

4 第二代样机排种器性能的试验及分析

4．1 穴播排种器性能检测标准的研究

4．1．1 种群纵向长度、穴距和成穴性

4．1．2 化为单粒(精播)检测方法

4．2 吸种盘槽缝宽度的确定试验

4．2．1 试验设备与试验方法

4．2．2 试验结果与分析

4．3 单因素试验分析

4．3．1 试验设备与试验方法

4．3．2 单因素试验因素水平

4．3．3 气室真空度对排种性能的影响

4．3．4 排种盘转速对排种性能影响的试验

4．4 本章小结

5 其它关键部件的设计及播种机的田间试验

5．1 整机结构

5．2 其它部件的结构与特点

5．2．1 机架设计

5．2．2 气道结构选择

5．2．3 开沟器仿形板兼覆土装置

5．2．4 镇压兼驱动装置

5．2．5 仿形机构设计

5．2．6 种箱容量计算

5．2．7 风机选用

5．2．8 拖拉机功率的校核

5．3 2BXQ-5型谷子精密穴播机的田间试验

5．3．1 田间试验目的

5．3．2 田间试验设计

5．3．3 测定项目

5．3．4 查苗及数据分析

5．3．5 出苗一致性和成穴性测定

5．4 本章小结

6 结论与展望

6．1 课题总结

6．2 建议与展望

参考文献

附录

作者简历

致谢