氣吸滾筒式精密排種器的優(yōu)化說明書[帶圖紙].doc

編號(hào)（學(xué)號(hào)）：12254002畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）（2012屆本科）題目：氣吸滾筒式精密排種器的優(yōu)化學(xué)院：工程學(xué)院專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化姓名：王晉軍指導(dǎo)教師：張祖立（教授）完成日期：2012年6月7日目錄摘要.1ABSTRACT.2第一章緒論.31.1研究小顆粒種子精播技術(shù)的目的和意義.31.2國內(nèi)外氣力式精密排種器的發(fā)展概況.31.2.1國外氣力式排種器的發(fā)展概況.41.2.2國內(nèi)氣力式排種器的發(fā)展概況.41.3本文研究的內(nèi)容.5第二章氣吸滾筒式精密排種器的優(yōu)化設(shè)計(jì).62.1排種器結(jié)構(gòu)及工作原理.62.1.1總體結(jié)構(gòu).62.1.2工作原理.72.2.1排種滾筒上吸孔的設(shè)計(jì).82.2.2排種滾簡內(nèi)部正負(fù)壓腔的設(shè)計(jì).82.3排種裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì).102.4本章小結(jié).11第三章氣吸滾筒式精密排種器的理論分析.123.1種子所受吸附力及吸種高度的確定.123.1.1吸附力及其影響因素.123.1.2吸種高度及影響因素.133.2氣吸滾筒式精密排種器吸種過程及其影響因素的分析.163.2.1種子從種箱到被吸孔吸附過程分析.173.2.2種子被吸附到滾筒上并隨之運(yùn)動(dòng)的條件.193.3氣吸滾筒式精密排種器的排種過程分析.203.3.1排種誤差.203.3.2種子落地碰撞角和碰撞速度.233.3.3排種過程影響因素分析.243.4本章小結(jié).24第四章氣吸滾筒式精密排種器氣流場(chǎng)的計(jì)算機(jī)仿真.254.2ANSYS仿真初始邊界條件的設(shè)定.264.2.1吸孔的結(jié)構(gòu)形狀及初始化條件.264.3仿真結(jié)果.284.3.1吸孔形狀對(duì)吸種性能的影響.284.3.2吸孔導(dǎo)程對(duì)吸種性能的影響.314.3.3吸孔孔徑大小對(duì)吸種性能的影響.324.3.4吸種滾筒內(nèi)部負(fù)壓區(qū)氣流場(chǎng)仿真.344.3.5吸種滾筒內(nèi)部正壓區(qū)氣流場(chǎng)仿真.364.4本章小結(jié).38第五章總結(jié)與展望.39參考文獻(xiàn).41致謝.43沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文1摘要世界各國都很重視精量播種技術(shù)，精密播種可以節(jié)約大量的種子，節(jié)省田間間苗定苗用工，增加作物產(chǎn)量。本文在對(duì)國內(nèi)外現(xiàn)有的氣吸滾筒式精密排種器深入研究的基礎(chǔ)上，對(duì)原有的設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)并制造了一種新型的氣吸滾筒式精密排種器。該排種器具有以下的特點(diǎn):首先，對(duì)主軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用了一根主軸形成兩個(gè)壓腔的設(shè)計(jì)方法，既保證了同軸度又減少了軸承的磨損，大大延長了軸承的使用壽命。其次，由于采用了彈簧結(jié)構(gòu)，在隔氣板與滾筒內(nèi)壁接觸轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，減少了因摩擦而導(dǎo)致的磨損漏氣的問題。第三，對(duì)種箱進(jìn)行了激振，使種子在種箱中形成“沸騰”狀態(tài)，更有利于滾筒的吸種。結(jié)合該氣吸滾筒式精密排種器，本文主要開展了以下幾個(gè)方面的研究工作:1.對(duì)氣吸滾筒式精密排種器的吸種及排種過程進(jìn)行了理論分析，得到了吸附力、吸種高度、排種誤差、碰撞角和碰撞速度等數(shù)學(xué)模型，并對(duì)影響吸排種效果的因素進(jìn)行了分析。2.運(yùn)用ANSYS有限元分析軟件對(duì)吸孔及正負(fù)壓腔的氣流場(chǎng)進(jìn)行了建模與仿真試驗(yàn)，結(jié)果表明:直孔的吸種性能比錐形孔和沉孔好:孔徑越大，吸種能力越強(qiáng)；吸孔導(dǎo)程對(duì)吸種性能無顯著影響；滾筒壁上的吸孔靠近正負(fù)壓腔氣流大的地方，受到氣流的影響也較大。通過對(duì)氣吸滾筒式精密排種器的理論分析和計(jì)算機(jī)仿真，得到了一些規(guī)律，為其實(shí)際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞:精密播種；氣吸滾筒式精密排種器；有限元分析；理論分析；氣吸滾筒式精密排種器的優(yōu)化2ABSTRACTPrecisionseedingisattachedimportancetobyallovertheworld,foritcansavealotofseedsandmuchtimetoplantthemandincreasetheoutput.Basingonresearchingdomesticandforeignair-suctioncylinderprecisionseeder,anewtypeofair-suctioncylinderprecisionseederwasdesignedandmanufactured.Therearesomemeritsoftheseeder:First,themainshaftwithtwocavumswasoptimizedwhichreducedtheabrasionandprolongedthelifeofthebearings.Second,thespringstructurewasadopted,sothegasleakagebetweentheplasticboardandtheseederswallwaseliminatedbecauseoffriction.Third,theseedsboxwasvibratedthatavailedpickingupseeds.Basingontheair-suctioncylinderprecisionseeder,theresearchwasdoneasfollows:1.Seedpickupandseedejectionweretheoreticallyanalyzedandmathematicalmodelsofpickupforce,pickupdistance,releaseerror,impactangleandimpactvelocitywerededuced.2.ANSYSfiniteelementanalysissoftwarewasusedtodevelopthemodelandsimulatetheairflowdistributionofthesuckingholes,positiveandnegativecavums.Theresultsshowedthattheperformanceofstraightholeswerebetterthanconicalholesandcountersunkholes；thebiggerofthediameteroftheholes,thebetteroftheirsuckingeffect,butthedistanceofairtravelinghadnearlynoinfluencetosuckingeffect；theholeswhichwereclosetotheairflowinthewallofthedrum-seederwereinfluencednotably.Throughcomputersimulationandtheoreticalanalysis,somelawsusefulforpracticalapplicationwerefound.KEYWORDS:Precisionseeding；Air-suctioncylinderprecisionseeder；Finiteelementanalysis；Theoreticalanalysis；沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文3第一章緒論1.1研究小顆粒種子精播技術(shù)的目的和意義世界各國都很重視精量播種技術(shù)，發(fā)達(dá)國家已基本實(shí)現(xiàn)大、中粒作物的精量播種，節(jié)本增效顯著，但對(duì)油菜、谷子等小顆粒作物的精播技術(shù)有待進(jìn)一步的研究【1】。本文以油菜種子為例，探討了小顆粒種子的精播問題。油菜是世界上重要的油料作物之一，成熟的油菜籽多為球形或近似球形的小顆粒，其直徑為1.27-2.05【2，3】。油菜在我國常年種植面積約為800萬公頃，其種子含油量為30%-50%，是我國重要的油料作物。長期以來，我國油菜種植面積和總產(chǎn)量均居世界第一，占世界油菜種植面積和總產(chǎn)量的30%左右。根據(jù)資料顯示，1996年以來，菜籽油占我國食用植物油消費(fèi)量的近35%。當(dāng)前我國油菜產(chǎn)業(yè)的種植面積大、總產(chǎn)量高，市場(chǎng)需求量和發(fā)展?jié)摿Χ己艽蟆?000年全國油菜種植面積擴(kuò)大到800萬公頃，產(chǎn)量達(dá)到1013萬噸。隨著人們生活水平的提高，對(duì)植物油的消費(fèi)也日益增長，加工能力膨脹對(duì)油料需求加大，我國從1999年開始進(jìn)口油菜籽，1999年以來每年進(jìn)口油菜籽250萬噸左右，特別是近幾年來，進(jìn)口油菜籽產(chǎn)品的數(shù)量有呈現(xiàn)大幅度上升的趨勢(shì)【4】。自20世紀(jì)80年代以來，我國雙低油菜發(fā)展迅速，但油菜播種基本為開溝人工溜種，播量較大，不但浪費(fèi)種子，勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且播種質(zhì)量難以保證，遇干早缺苗嚴(yán)重，遇雨澇出苗過稠，間苗、定苗費(fèi)工，并易形成高腳弱苗，影響產(chǎn)量。因此對(duì)優(yōu)質(zhì)油菜種子進(jìn)行精密播種迫在眉睫。精密播種優(yōu)越性有如下幾點(diǎn):1.精密播種可以節(jié)約大量種子。2.節(jié)省田間間苗定苗用工。精密播種苗齊苗壯，不擁擠，可提高田間間苗定苗工效，甚至可以取消間苗定苗工作。3.可增加作物產(chǎn)量。精密播種的苗分布均勻，透風(fēng)透光性好，能充分利用土壤中的水分營養(yǎng)。苗期