三七精密排种器的参数优化设计

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1、2015年7月农机化研究第7期三七精密排种器的参数优化设计11112李欢，杨文彩，阮解琼，黄天明，魏业清(1．云南农业大学工程技术学院，昆明650201;2．云南交通咨询公司，昆明650031)摘要:工厂化育苗是三七产业化发展的必然选择，精密播种机是实现工厂化育苗的关键设备。为此，针对目前已设计研发的窝眼轮式三七精密排种器进行工作性能及结构特点分析，通过相关参数之间关系的计算并利用MatLab对多组数据进行数值分析，最终得到几组排种管高度H、播种机前进速度υ与电机转速ω之间的理想组合;并与实验数据进行对比，得到一组最优数据。参数优化设计是一种行之有效的方法，通过优化后的参数能更加适

2、合实际生产的需求，从而在节约成本的前提下提高生产效率和增加产量。关键词:三七精密排种器;工作性能;受力分析;运动分析;参数优化中图分类号:S220．3;TH128文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)07－0131－04DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.07.0302)携种阶段:种子进入窝眼孔后，种子随着窝眼0引言轮的转动并保证种子顺利到达排种区，即种子进入窝三七具有较高的医用价值，近年来国内外市场对眼轮到刚好脱离窝眼孔的这一过程就叫做携种阶段。［1］其需求量很大，传统的三七手工种植模式已不适应在携种阶段的过程中应该有一个清种过程，即当窝眼

3、产业化的发展要求。三七精密排种器的出现不仅节孔转到正上方时多余的种子会在清种刷的作用下离约了生产成本、减轻劳动强度，而且让播种更加有规开窝眼孔，从而保证窝眼孔内有定量的种子。律，单产也得到显著提高。三七精密排种器的正式实3)排种阶段:种子随着窝眼轮的转动进入到投种施，为三七产业走工厂化育苗道路提供必要条件。区，在此区域，窝眼孔内的种子在重力和离心力的作按排种器能否形成等时距均匀种子流，排种器可用下脱离窝眼孔，进入排种管到达土壤的过程。［2］以分为精密排种器和非精密排种器。其中，精密排种器以其排种原理可以划分为机械式精密排种器和［3－4］气力式精密排种器。本文主要研究机械式三七精密排

4、种器的参数优化设计。1三七精密排种器的工作原理窝眼轮式三七精密排种器主要由电动机、排种窝眼轮、排种器壳体、排种管、机身及支架等零部件构［5－6］成。其中，窝眼轮是核心工作部件，其在排种过程中的工作原理图如图1所示。窝眼轮式三七精密排种器的工作过程可分为3个［7］1．滚筒2．种子箱3．型孔4．清种刷5．护种板6．排种管阶段。图1排种器结构简图1)吸种阶段:种子由种箱出口进入到排种器与窝眼轮相接触，随着窝眼轮的转动，种子在重力和种子2播种过程不同阶段种子的受力及运动分析间相互挤压力的作用下掉到窝眼孔内，完成吸种过程。2．1吸种阶段种子的受力及运动规律分析吸种阶段是一个复杂的过程，这里只

5、作简单的分收稿日期:2014－07－08析，该阶段种子主要受重力和种子间相互挤压的作用基金项目:云南省教育厅科学研究基金项目(2013Y470)作者简介:李欢(1985－)，女，内蒙古四子王旗人，讲师，硕士，(E－力。其受力分析如图2所示。mail)44997946@qq．com。从运动学的角度分析，种子在受力后会掉入窝眼·131·2015年7月农机化研究第7期轮的孔内，并且随着窝眼轮的转动而开始做圆周运动，运动轨迹如图7所示。动。运动趋势图如图3所示。图5携种阶段种子的运动过程图图2吸种阶段种子的受力简图图6排种阶段种子的受力图图3吸种阶段种子的运动趋势图2．2携种阶段种子的受力

6、及运动规律分析携种阶段即种子充入窝眼孔到刚好脱离窝眼孔这一运动过程。当种子随着窝眼孔开始转动后，种子主要受到重力、窝眼孔对其支持力和离心力的作用，受力分析如图4所示。图7排种阶段种子的运动轨迹图3排种器中的相关参数关系在整个播种过程中，机器的前进速度和窝眼轮的转动速度都是靠同一台电机输入功率，只是通过链传动的方式来改变和控制它们各自的运行速度。其工图4携种阶段种子的受力分析图作原理如图8所示。从运动学角度分析可知，种子进入窝眼孔后的运动过程可以视为一个沿着排种器窝眼轮转动切线方向的匀速圆周运动。由此可知，种子在整个携种阶段的运动是和窝眼轮转动的速度一致的，运动过程如图5所示。2．3

7、排种阶段种子的受力及运动分析当种子随着窝眼轮转动到投种区时，种子脱离了窝眼轮，即种子不再受支持力作用，种子只受到重力和离心力的作用，受力如图6所示。种子在离开窝眼孔的瞬间，其初速度就是窝眼轮转动的线速度，方向沿着脱离窝眼轮时的切线方向。图8播种机链轮传动图由于只受到重力的作用，种子在排种阶段做类平抛运·132·2015年7月农机化研究第7期图8中所示的链传动关系的相关参数如表1所示。表1播种机中各链轮的相关参数表行走－电机行走窝眼类别窝眼轮窝眼轮链轮链轮链轮链轮链轮齿