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免耕播种机防堵与排种装置试验研究

作　者: 廖庆喜
导　师: 高焕文
学　校: 中国农业大学
专　业: 农业机械化工程
关键词: 锯切防堵装置切割防堵机理滚珠式推刮种器破碎率排种性能
分类号: S223.2
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
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引　用: 15次
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内容摘要

与传统耕作技术相比，保护性耕作技术具有显著的经济、社会和生态效益。论文在全面分析保护性耕作关键机具——免耕播种机研究现状的基础上，抓住影响免耕播种机作业质量和生产效率的两个关键部件——防堵装置和排种器，进行了深入的理论分析与系统的试验研究，并取得重要的研究进展。主要研究成果包括： 1．首次设计了免耕播种机锯切防堵装置。论文采用理论分析、试验研究和应用虚拟仪器与高速摄影测试技术相结合的方法，对锯切防堵装置及其切割、防堵机理和参数优化进行了系统的理论分析和土槽试验研究。锯切防堵装置采用锯齿圆盘切刀逆转式作业，一方面依靠锯齿圆盘切刀切断秸秆并利用刀齿前角抛送秸秆，另一方面对落入锯齿间的断秆，借助抛撒板旋转作用定向抛送到开沟器后方，实现了切割、定向抛撒一体化功能。大量试验表明：锯切防堵装置具有嵌住茎秆能力强、切割相对连续、切断率高达97％、转速低(650r／min)、功率消耗小(单位幅宽功率消耗2.95kw／m)，抛撒性能好，且对秸秆覆盖量适应性强等优点。理论分析和试验结果表明，该装置设计新颖，具有良好的切割与防堵性能，用于免耕播种机防堵装置是可行的。此研究是免耕播种机防堵装置设计中的一个创新，有望解决目前主动式防堵装置功率消耗大以及转速高而引起的安全性、平稳性和耐用性等问题。发表论文2篇。 2．首次理论上系统建立了玉米水平圆盘精密排种器动盘参数(D、h、N、S_i、v_r)设计的数学模型，解决了长期以来对水平圆盘精密排种器型孔参数设计建立在经验基础上，缺乏一定理论依据的现实问题。实证表明：该优化数学模型用于动盘参数的设计是有效的、合理的。可根据目前我国玉米种子分类标准即大圆、小圆、大扁和小扁分别设计四种排种器动盘，简化设计过程，提高设计参数的可信性和可靠度。发表论文1篇。 3．设计了新型滚珠式推刮种器。滚珠式推种器工作时种子仅受弹簧弹力Q和滚珠重力G共同作用，其合力方向与种子运动方向垂直向下，类似重力投种，且滚珠与型孔呈包容性接触，种子被推出型孔时消去了时间的超前或滞后现象。试验表明排种动盘转速在20r／min以下时，使用滚珠式推刮种器的种子粒距分布频数集中在0.8-1.2，种子破碎率低于1.5％，能有效提高排种性能和播种精度，降低种子破碎率。发表论文1篇。 4．系统的试验研究了排种器种子破碎机理和影响排种性能与播种精度指标的要素，并利用高速摄影技术对排种过程和种子破碎过程进行了观察，对排种质量取得了新的认识。种子破碎主要是剪切、挤压、碰撞和研磨等作用力而引起，种子破碎的形态主要为碎化、剪切及裂纹。发表论文2篇。

全文目录

第一章绪论  9-21
  1.1 问题的提出  9-11
  1.2 国内外免耕播种机防堵装置研究概况  11-14
  1.3 国内外免耕播种机精密排种器研究概况  14-18
  1.4 选题目的与意义  18-19
  1.5 研究内容与方法  19
  1.6 课题研究成果  19-21
第二章免耕播种机锯切防堵装置总体设计  21-34
  2.1 免耕播种机防堵的必要性  21
  2.2 锯切防堵装置总体方案设计  21-24
  2.3 主要结构参数设计与分析  24-33
  2.4 本章小结  33-34
第三章锯切防堵装置理论与高速摄影观察分析  34-49
  3.1 免耕播种机堵塞原因分析  34
  3.2 锯切防堵装置防堵原理  34-35
  3.3 锯齿圆盘切刀运动学分析  35-38
  3.4 切断秸秆运动学分析  38-43
  3.5 秸秆运动规律的高速摄影观察与分析  43-48
  3.6 本章小结  48-49
第四章锯切防堵装置主要参数试验研究  49-69
  4.1 试验材料与设备  49-52
  4.2 玉米秸秆切割与功率消耗试验系统及其影响因素  52-54
  4.3 单因素试验与分析  54-64
  4.4 多因素试验与分析  64-66
  4.5 锯切防堵装置与相关秸秆粉碎机械功率消耗的比较  66-67
  4.6 本章小结  67-69
第五章排种器选型、改进与滚珠式推刮种器设计  69-85
  5.1 排种器通用化研究概况  69-70
  5.2 排种器选型与改进方案  70-73
  5.3 精密播种玉米排种动盘理论分析  73-79
  5.4 精量播种小麦排种动盘理论分析  79-81
  5.5 新型滚珠式推刮种器设计与理论分析  81-84
  5.6 本章小结  84-85
第六章排种器种子破碎机理与排种性能试验研究  85-112
  6.1 试验材料与方法  85-86
  6.2 种子破碎机理试验与分析  86-93
  6.3 精密播种玉米排种性能试验与分析  93-102
  6.4 精量播种小麦排种性能试验与分析  102-104
  6.5 高速摄影在排种器性能检测中的应用  104-110
  6.6 两用排种器的应用与评价  110-111
  6.7 本章小结  111-112
第七章结论与建议  112-115
  7.1 研究结论  112-114
  7.2 建议与讨论  114-115
参考文献  115-119
致谢  119-120
作者简介  120

免耕播种机防堵与排种装置试验研究

内容摘要

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