摘要：针对油菜种子粒径小、质量轻,单粒排种难度较大的问题,设计了一种正负气压组合滚轮式精密排种器。阐明了排种器工作原理,开展排种器吸种、携种和卸种环节受力分析和排种滚轮对种群拖带过程解析;提出了通过控制充种区种层高度和种群压力的防拖带堆积机理,设计了一种侧向充种、拖带种子自由回落的充种室结构,利用离散元仿真研究了充种种层高度和充种室结构对排种器充种区内充种性能的影响及对种群拖带堆积的解决情况;仿真结果表明,排种器内种子随着充种种层高度的增大,种群平均动能均值逐渐增大,对种群平均扰动能力逐渐增强;在充种种层高度50 mm条件下,设计的防拖带堆积充种室降低了充种区域底部种群所受的压力,未出现种群拖带堆积现象,且保持了对充种区域种群的扰动作用。在JPS-12型排种器检测试验台上进行了排种器性能试验,结果表明,当排种转速为15~30 r/min、吸种负压为1.0~1.2 kPa时,排种器合格指数均保持在90%以上;设计装配正负气压组合滚轮式精密排种器的播种机开展播种试验,田间实测出苗后株距稳定性变异系数为4.4%,各行苗数一致性变异系数为8.14%;研究结果表明设计的排种器满足精密播种要求。

摘要：针对西洋参种植农艺要求窄行距单粒精密播种、但缺乏适用精密播种技术与装备的问题,设计一种采用负压吸种、正压卸种的管针式集排器。分析了集排器的工作原理,确定了主要结构参数,开展了集排器并联各行气流分配均匀性仿真分析,构建了排种器吸种和卸种环节力学模型,通过台架试验测试了集排器性能。仿真分析表明,各行排种针末端种子吸附面气流流速的变异系数为2. 923%,集排器并联各行排种针流场分配较均匀;台架试验表明,集排器的单行合格指数可达90%以上;二次回归正交旋转组合试验结合响应曲面分析表明,影响合格指数的因素主次顺序为排种轴转速、吸种负压、卸种正压,集排器最佳性能工作参数组合为排种轴转速13. 10～17. 70 r/min、吸种负压4. 25～4. 50 k Pa及卸种正压2. 90 k Pa时,集排器单行的排种合格指数大于88. 50%、漏播指数小于5. 00%、重播指数小于7. 50%;选取该范围内不同工况条件进行集排器整体排种性能测试,结果表明,集排器各行排种合格指数均大于86. 30%,行间合格指数一致性变异系数小于1. 80%,各行合格指数稳定性变异系数均小于6. 20%,排种器工作性能稳定,满足西洋参精密播种要求。

摘要：为进一步提升正负气压组合式油菜精量排种器性能,该研究提出了一种可增加种群扰动、降低被吸附种子运移阻力的圆锥型孔排种盘。通过理论分析和离散元仿真试验阐明倒角截顶圆锥孔排种盘排种性能提升机理,并通过台架试验对排种性能提升效果进行了验证。理论分析表明,在排种盘上采用圆周密布的圆锥型孔,排种盘型孔临近吸种区域种群横向扰动增大,型孔上被吸附种子随排种盘运移时的切向阻力降低,利于提高充种成功率和携种稳定性。离散元仿真分析表明,相同型孔数条件下倒角截顶圆锥孔盘较圆直孔盘在充种室种群平均速度增大66.72%;在型孔附近临近吸种区种子切向运移速度提高90.45%,轴向运移速度增加83.90%,径向运移速度提高165.60%,吸附在型孔上的种子运动阻力下降35.60%。台架试验表明,在工作负压800~4800 Pa、转速10~50 r/min条件下,倒角截顶圆锥孔排种盘较圆直孔排种盘单粒排种合格指数提高5.49%、重播指数及漏播指数分别降低68.62%和3.79%,在卸种正压200 Pa、工作负压2100 Pa、转速25 r/min条件下,其合格指数、重播指数、漏播指数最高可达98.13%、1.25%和0.62%。倒角截顶圆锥孔排种盘在不增加附属搅种和充种装置的基础上,可有效提高单粒排种性能,降低排种器重播指数和漏播指数,提升排种器作业性能,研究结果可为正负气压组合式油菜精量排种器结构优化提供参考。