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氣吸穴盤育苗精量播種機的設(shè)計

0盤育苗精量播種機育苗移植是一種新型有效的栽培技術(shù)。通過精量播種,我們可以實現(xiàn)大規(guī)模育苗、社會化育苗的標準化,并及時為農(nóng)民提供高質(zhì)量的品種,避免春季低溫、冰雪等自然災害,確保完整的幼苗和幼苗,有效延長生長期,增加作物產(chǎn)量,同時延長番茄、生姜等作物的加工周期,提高工業(yè)效率。穴盤育苗精量播種機是實施育苗移栽的主要裝備之一,按其結(jié)構(gòu)形式可分為針式播種機、板式播種機和滾筒式播種機。針式播種機播種精度雖然較高,但速度慢、效率低,100~200盤/h,針頭對種子有傷害;滾筒式播種機播種速度較快,可達800~1200盤/h,但結(jié)構(gòu)復雜,在高速作業(yè)時漏播率較高;板式播種機結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,價格低,播種速度低于120~150盤/h,但取種精度低,空穴率高。本文依據(jù)農(nóng)村溫棚育苗生產(chǎn)的實際要求,在分析國內(nèi)外典型育苗精量播種機工作機理的情況下,研制了拋擲式穴盤育苗精量播種機,創(chuàng)新設(shè)計了針式吸種盤、拋擲式種子盤和氣吹投種和清孔系統(tǒng),較好地解決了氣吸式精量播種機對番茄等不規(guī)整小顆粒種子播種單粒率低和空穴率高等難點。經(jīng)生產(chǎn)試驗測定,該機結(jié)構(gòu)簡單,使用維護方便,各項性能指標穩(wěn)定,能夠滿足主要作物如番茄、辣椒等的育苗播種技術(shù)要求。1播種機的結(jié)構(gòu)和原理1.1結(jié)構(gòu)組成組成播種機結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。該機由行程控制開關(guān)、直滑軌、工作臺、萬向輪行走機架、針式吸種盤、氣泵、拋擲裝置、種子盤和氣動控制系統(tǒng)等組成。拋擲裝置有壓縮回位彈簧和牽引電磁鐵等組成;針式吸種盤由吸種盤和可更換的吸嘴組成。氣動控制系統(tǒng)由換向電磁閥、泄壓閥、輸氣管路和壓力調(diào)節(jié)開關(guān)等部件組成。1.2種子盤吸合裝置工作時,先將裝有育苗基質(zhì)的穴盤放置在播種工位,穴盤將被夾具自動定位。拉動吸種盤把手,吸種盤在直滑軌引導下將外移(由取種工位向播種工位作水平移動);當行程開關(guān)撞塊檢測到電信號,反饋給牽引電磁鐵使其吸合,拉動種子盤下降到下工位,使吸種盤能繼續(xù)向前水平移動到播種工位;此時行程開關(guān)撞塊檢測到吸種盤到達播種工位后,產(chǎn)生電信號給換向電磁閥,關(guān)閉負壓氣管,同時開啟正壓氣管,則氣室負壓消失,切換正壓進入吸種盤,將種子吹投至育苗穴盤對應的穴空,同時完成氣吹清孔,投種結(jié)束。投種后吸種盤內(nèi)移(由播種工位向取種工位作水平移動),當行程開關(guān)撞塊監(jiān)測到位移信號,控制換向電磁閥關(guān)閉正壓氣管,同時切換到負壓氣路。當吸種盤內(nèi)移至種子盤正上方,行程開關(guān)控制牽引電磁鐵吸合器斷電,種子盤在復位彈簧作用下垂直上彈至上工位,同時將種子拋起迎合針式吸嘴被吸住,吸附取種結(jié)束。重復上述動作,可連續(xù)進行穴盤精量播種作業(yè)。2播種機芯部件的參數(shù)設(shè)計2.1針吸收盤的結(jié)構(gòu)配置2.1.1育苗盤尺寸設(shè)計根據(jù)流體力學研究表明氣室形狀一般為長方體??紤]現(xiàn)行標準育苗盤尺寸。最終尺寸設(shè)計為:490mm×240mm×40mm,進氣通道直徑為30mm。氣室內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。2.1.2吸孔直徑的確定吸嘴孔徑取物料種子直徑的0.5~0.6倍左右較合適。據(jù)此設(shè)計了兩種孔徑的吸嘴,吸孔直徑分別為?1.0mm和?2.0mm。其中,?1.0m用于吸附小粒綠化花卉、西紅柿和辣椒種子,?2.0mm用于吸附棉種等大粒種子。2.1.3吸收開口形狀的確定吸嘴端口形狀目前應用最常見的有A型、U型和V型。其中,V型端口吸附性能最好。2.2拋錨種子盤的結(jié)構(gòu)配置2.2.1種子盤/種子箱設(shè)計考慮到吸種盤來回吸種時,拋擲裝置將種子箱彈起,吸種盤落入種子盤內(nèi)吸種,故種子盤稍大于吸種盤面積,底面尺寸每邊大于吸種盤2~3個種子直徑,以免在邊緣上擠碎種子,并且由于實際吸種時為了提高吸種性能,種子箱要能放多于3層的種子,故需有一定深度,所以種子箱尺寸設(shè)計為530mm×320mm×20mm。2.2.2系統(tǒng)彈簧勁度系數(shù)拋擲裝置由回位彈簧、牽引電磁鐵和種子盤等組成,如圖3所示。播種機取種時,系統(tǒng)電磁鐵斷電,回位彈簧將種子盤和盤內(nèi)種子向上拋擲,假設(shè)系統(tǒng)種子和種子盤質(zhì)量均勻,均布的彈簧剛度一致,依據(jù)機械能守恒,系統(tǒng)能量方程式為Es為彈性勢能,即則可推出式中M—種子盤和磁鐵銜鐵質(zhì)量之和;m—種子質(zhì)量;δ—M+m引起的靜變形量;V—二者拋擲初速度;k—系統(tǒng)等效彈簧勁度系數(shù);Δx—磁鐵銜鐵下拉形成的壓縮量。種子與種子盤拋擲后,種子受慣性力作用做自由上拋運動,自由上拋高度為可以看出,種子上拋高度與彈簧剛度系數(shù)k,磁鐵銜鐵下拉形成的壓縮量Δx和種子盤、種子和彈振機構(gòu)質(zhì)量(M+m)有關(guān)。2.3投種清堵旋渦氣泵有吸氣和排氣兩個氣路,將排氣口氣流通過換向電磁閥接入吸種盤。當吸種盤處于播種工位時,通過換向電磁閥完成氣路切換;旋渦氣泵所排氣流進入吸種盤,使氣室壓力上升吸嘴口形成高速氣流,吹掉種子,從而實現(xiàn)投種清堵功能。實驗表明:當旋渦氣泵排氣流量大于30m3/h時,吸嘴吸附力大于26kPa,可確保吸嘴吸附取種。2.4牽引電磁鐵、電磁閥互轉(zhuǎn)軸運行為了更方便地控制各機構(gòu)協(xié)調(diào)工作,在上述裝有觸點開關(guān)滑軌的前、后端安裝有行程開關(guān)(如圖3所示),該行程開關(guān)通過導線與牽引電磁鐵、電磁閥連接。吸種盤運動到種子盤的正上方時,滑軌機構(gòu)碰撞行程開關(guān),使行程開關(guān)自動導通牽引電磁鐵的控制電路,牽引電磁鐵開始工作;滑軌機構(gòu)離開行程開關(guān)后,行程開關(guān)自動切斷牽引電磁鐵的控制電路,牽引電磁鐵停止運轉(zhuǎn)。2.5吸種盤控制滑軌機構(gòu)為了更方便地控制各機構(gòu)協(xié)調(diào)工作,在上述裝有觸點開關(guān)的滑軌的前、后端安裝有行程開關(guān),并通過導線與牽引電磁鐵、電磁閥連接。吸種盤運動到種子盤的正上方時,滑軌機構(gòu)碰撞行程開關(guān),使行程開關(guān)自動導通牽引電磁鐵的控制電路,牽引電磁鐵開始工作;滑軌機構(gòu)離開行程開關(guān)后,行程開關(guān)自動切斷牽引電磁鐵的控制電路,牽引電磁鐵停止運轉(zhuǎn)。在工作臺面的兩側(cè)設(shè)有能可折疊的輔助工作臺,其內(nèi)端與機架鉸接,在輔助工作臺的底部通過鉸鏈連接有兩節(jié)活動的支撐桿。3試驗和結(jié)果分析3.1高聚物復配ac2005/50適應高、短時長材料/盤長/盤消孔直徑/盤5.2.3吸孔直徑n/h播種機的主要結(jié)構(gòu)與工作參數(shù):配套動力/kW:1~1.5工作電壓/頻率(V/Hz):AC220/50樣機外形尺寸/mm:780/1820(折疊/展開)×1130×1200適應穴盤數(shù)/尺寸(穴數(shù)/盤)/mm:128/490×240×40生產(chǎn)率/盤·h-1:≥600吸孔直徑/mm:1.03.2生產(chǎn)試驗研究2009年3月,項目組在新疆屯河股份公司沙灣分公司農(nóng)八師152團3連育苗基地進行了生產(chǎn)試驗。試驗用番茄種為屯河1號雜交種,沒有進行包衣或丸化處理,穴盤采用128穴/盤的標準穴盤。試驗按6s播1盤的速度連續(xù)播種,每播5盤為1組,從5盤中隨機抽取3盤進行統(tǒng)計,共重復5次。試驗結(jié)果統(tǒng)計如表1所示。3.3小顆粒不期粒種子吸附對播種精度的影響1)5組試驗各項指標統(tǒng)計結(jié)果相差不大,說明該機工作性能穩(wěn)定可靠。2)5組試驗的平均單粒入播率90.25%,基本滿足了該機對不規(guī)整小粒種播種精度要求,但其雙粒率3.70和多粒率4.17%仍較高。通過現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn):種子平鋪在吸孔下一般為單粒,側(cè)立在吸孔下多為多粒,因此小顆粒不規(guī)整種子被吸附時的姿態(tài)是影響該機播種精度的主要因素。3)5組試驗的空穴率變化不大,平均為1.87%,且空穴位無規(guī)律。這一結(jié)果表明:該機漏播與吸孔堵塞無直接關(guān)系。4氣吸取種機與種子盤1)依據(jù)針式播種機取種精度高和板式播種機結(jié)構(gòu)簡單的特點,本機將針式吸嘴與吸種盤有機組合,不僅提高了吸種盤取種精度,而且通過更換吸嘴尺寸型號解決了傳統(tǒng)吸種盤排種器互換性和通用性差問題,實現(xiàn)了一機多用。2)該機研究開發(fā)的電銜鐵—彈簧—種子室組成的拋擲式種子室,取代傳統(tǒng)激振電機—彈簧-種子室組成傳統(tǒng)電磁振動式種子室,實現(xiàn)了吸種盤吸嘴取種

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