中国农业科技导报 ›› 2024, Vol. 26 ›› Issue (5): 120-128.DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0233
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收稿日期:
2022-03-26
接受日期:
2022-10-28
出版日期:
2024-05-15
发布日期:
2024-05-14
通讯作者:
魏松
作者简介:
岳海霞 E-mail: 1763896141@qq.com;
基金资助:
Haixia YUE1(), Bo TAN1, Song WEI2(
), Hong XIE1
Received:
2022-03-26
Accepted:
2022-10-28
Online:
2024-05-15
Published:
2024-05-14
Contact:
Song WEI
摘要:
为满足白萝卜机械种植要求,解决我国西南地区缺乏相关种植机械问题,设计了一种气吸式精量排种器。通过计算与理论分析,设计了排种器关键结构参数;对充种、携种和投种阶段种子受力进行分析,确定了影响播种性能的主要因素。利用Fluent软件仿真模拟不同型孔尺寸参数对负气压室气流影响,确定了最佳型孔直径参数,其型孔直径范围为2.079~2.178 mm。通过参数优化得到最佳参数组合为:排种盘直径200 mm、型孔分布直径160 mm、型孔个数16个、型孔直径2.2 mm。排种性能台架试验结果表明,在工作转速为30.54 r·min-1,负气压室气压为6.58 kPa,排种器单粒合格指数95.61%,漏播指数为0.64%,重播指数为2.04%。该研究结果有助于提高播种器性能,为白萝卜精量播种机器设计与制造提供可靠参考。
中图分类号:
岳海霞, 谭波, 魏松, 谢红. 白萝卜气吸式精量排种器结构设计与分析[J]. 中国农业科技导报, 2024, 26(5): 120-128.
Haixia YUE, Bo TAN, Song WEI, Hong XIE. Structural Design and Analysis of Air Suction Precision Metering Device for White Radish[J]. Journal of Agricultural Science and Technology, 2024, 26(5): 120-128.
图1 排种器结构注:1—主架;2—左壳体;3—鸭嘴固定架;4—密封圈;5—吸种盘 ;6—种盘限位套;7—右壳体;8—种室隔板;9—入种口;10—导气管。
Fig. 1 Structure of seed metering deviceNote: 1—Main frame of the seeder; 2—Left shell of the seeder; 3—Duckbill fixed frame; 4— Sealing ring; 5— Seed suction disc; 6—Seed plate limit sleeve; 7— Right shell of the seed runner; 8—Seed chamber partition; 9—Seed inlet; 10—Air duct.
型孔直径Hole diameter/mm | 网格数Grid number |
---|---|
2.0 | 964 437 |
2.2 | 916 632 |
2.5 | 888 957 |
表2 不同型孔的网格数量
Table 2 Grids number with different hole
型孔直径Hole diameter/mm | 网格数Grid number |
---|---|
2.0 | 964 437 |
2.2 | 916 632 |
2.5 | 888 957 |
1 | 石林榕,孙步功,赵武云,等.弹性气吸嘴式玉米滚轮排种器排种性能参数优化与试验[J].农业机械学报,2019, 50(10): 88-95, 207. |
SHI L R, SUN B G, ZHAO W Y, et al.. Optimization and test of performance parameters of elastic air nozzle corn roller seeder [J]. Trans. Chin. Soc. Agric. Mach., 2019, 50(10): 88-95, 207. | |
2 | LIAO Y T, WANG L, LIAO Q X. Design and test of an inside-filling pneumatic precision centralized seed-metering device for rapeseed [J]. Int. J. Agric. Biol. Eng., 2017, 10(2): 56-62. |
3 | LU J Q, YANG Y, Li Z H, et al.. Design and experiment of an air-suction potato seed metering device [J]. Int. J. Agric. Biol. Eng., 2016, 9(5): 33-42. |
4 | ZHAO X, XX P, LIU Z, et al.. Design of millet seed-metering device under hole-seeding conditions [J]. Adv. J. Food Sci. technol., 2015, 9(8): 614-618. |
5 | Li Z Q, ZHANG P, SUN Y C, et al.. Discrete particle simulation of gas-solid flow in air-blowing seed metering device [J]. Computer Model. Eng. Sci., 2021, 127(3): 111911-111932. |
6 | HAN D, ZHANG D, JING H, et al.. DEM-CFD coupling simulation and optimization of an inside-filling air-blowing maize precision seed-metering device [J]. Computer Electron. Agric., 2018, 150: 426-438. |
7 | 祁兵,张东兴,崔涛. 中央集排气送式玉米精量排种器设计与试验[J]. 农业工程学报, 2013, (18): 8-15. |
QI B, ZHANG D X, CUI T. Design and experiment of centralized pneumatic seed metering device for maize [J]. Trans. Chin. Soc. Agric. Eng., 2013, (18): 8-15. | |
8 | 贾洪雷,陈玉龙,赵佳乐,等.气吸机械复合式大豆精密排种器设计与试验[J].农业机械学报,2018, 49(4): 75-86, 139. |
JIA H L, CHEN Y L, ZHAO J L, et al.. Design and experiment of pneumatic-mechanical combined precision metering device for soybean [J]. Trans. Chin. Soc. Agric. Mach., 2018, 49(4): 75-86, 139. | |
9 | 丁力,杨丽,张东兴,等.气吸式玉米排种器清种机构参数化设计与试验[J].农业机械学报, 2019, 50(9): 47-56. |
DING L, YANG L, ZHANG D X, et al.. Parametric design and test of seed cleaning mechanism of air-suction maize seed-metering device [J]. Trans. Chin. Soc. Agric. Mach., 2019, 50(9): 47-56. | |
10 | 丁力,杨丽,张东兴,等.基于DEM-CFD的玉米气吸式排种器种盘设计与试验[J].农业机械学报, 2019, 50(5): 50-60. |
DING L, YANG L, ZHANG D X, et al.. Design and experiment of seed plate of corn air suction seed metering device based on DEM-CFD [J]. Trans. Chin. Soc. Agric. Mach., 2019, 50(5): 50-60. | |
11 | 丁力,杨丽,张东兴,等.气吸式排种器卸种机构设计与试验[J]. 农业机械学报, 2020, 51(1): 37-46. |
DING L, YANG L, ZHANG D X, et al.. Design and test of unloading mechanism of air-suction seed metering device [J]. Trans. Chin. Soc. Agric. Mach., 2020, 51(1): 37-46. | |
12 | WANG J W, Qi X, Xu C S, et al.. Design evaluation and performance analysis of the inside-filling air-assisted high-speed precision maize seed-metering device [J/OL]. Sustainability, 2021, 13(10): 5483. . |
13 | 衣淑娟,陈涛,李衣菲,等. 正负气压-型孔轮组合式谷子穴播排种器设计与试验[J].农业机械学报, 2021, 52(6): 83-94. |
YI S J, CHEN T, LI F, et al.. Design and test of millet hill-drop seed-metering device with combination of positive-negative pressure and hole wheel [J]. Trans. Chin. Soc. Agric. Mach., 2021, 52(6): 83-94. | |
14 | 史嵩,刘虎,位国建,等.基于DEM-CFD的驱导辅助充种气吸式排种器优化与试验[J].农业机械学报, 2020, 51(5): 54-66. |
SHI S, LIU H, WEI G J, et al Optimization and experiment of pneumatic seed metering device with guided assistant filling based on EDEM-CFD [J]. Trans. Chin. Soc. Agric. Mach., 2020, 51(5): 54-66. | |
15 | 韩丹丹,张东兴,杨丽,等.内充气吹式玉米排种器工作性能EDEM-CFD模拟与试验[J]. 农业工程学报, 2017, 33(13): 23-31. |
HAN D D, ZHANG D X, YANG L,et al.. EDEM-CFD simulation and experiment of working performance of inside-filling air-blowing seed metering device in maize [J]. Trans. Chin. Soc. Agric. Eng., 2017, 33(13): 23-31. | |
16 | 陈进,李耀明,王希强,等.气吸式排种器吸孔气流场的有限元分析[J].农业机械学报,2007,38(9):59-62. |
CHEN J, LI Y M, WANG X Q, et al.. Finite element analysis for the sucking nozzle air field of air-suction seeder [J]. Trans. Chin. Soc. Agric. Mach., 2007,38(9):59-62. | |
17 | 陈涛,衣淑娟,李衣菲,等.气吸式糜子穴播排种器设计与试验[J].农机化研究, 2020, 42(12): 161-165. |
CHEN T, YI S J, LI Y F, et al.. Design and test of air-suction type glutinous millet planter [J]. J. Agric. Mech. Res., 2020, 42(12): 161-165. | |
18 | ZHANG G Z, ZANG Y, LUO X W, et al.. Design and indoor simulated experiment of pneumatic rice seed metering device [J]. Int. J. Agric. Biol. Eng., 2015, 8(4): 10-18. |
19 | 贾洪雷,张胜伟,陈天佑,等. 丘陵坡地自吸式绿豆精密排种器设计与试验[J].农业机械学报, 2020, 51(3): 51-60. |
JIA H L, ZHANG S W, CHEN T Y, et al.. Design and experiment of self-suction mung bean precision seed metering device [J]. Trans. Chin. Soc. Agric. Mach., 2020, 51(3): 51-60. | |
20 | 李金凤.小粒径蔬菜种子气吸式精密排种器的设计与试验研究 [D].泰安:山东农业大学, 2019. |
LI J F. Design and experimental study of air-suction precision seeder for small-grain vegetable seeds [D]. Tai'an: Shandong Agricultural University, 2019. |
[1] | 郑加强, 张慧春, 徐幼林, 周宏平. 农药喷雾系统建模与仿真技术研究综述[J]. 中国农业科技导报, 2024, 26(3): 76-90. |
[2] | 张德俊, 张小明, 吴荻, 林蜀云, 张太华, 徐卫平. 基于DEM-CFD耦合的辣椒清选仿真研究[J]. 中国农业科技导报, 2023, 25(7): 87-96. |
[3] | 单发科, 康朔, 朱建锡, 王永维, 王俊. 基于EDEM的粉垄和旋耕作业混肥效果研究[J]. 中国农业科技导报, 2023, 25(11): 90-102. |
[4] | 梁玉玥, 郑侃, 夏俊芳. 稻麦兼用排种器检测与吹种装置性能模拟与试验[J]. 中国农业科技导报, 2023, 25(10): 99-108. |
[5] | 闫建伟, 魏松, 胡冬军, 刘启合, 张富贵. 白萝卜种子颗粒模型离散元接触参数标定与试验[J]. 中国农业科技导报, 2022, 24(5): 119-128. |
[6] | 唐楠锐, 周勇, 张国忠, 梁方, 柯烩彬. 搅种型孔式水稻穴播排种器的性能模拟与试验[J]. 中国农业科技导报, 2022, 24(4): 107-115. |
[7] | 贾鑫, 谢铌, 丁小兵, 刘良豪, 刘妤. 山地履带车辆软坡路面稳态转向模型建立及验证[J]. 中国农业科技导报, 2022, 24(11): 97-111. |
[8] | 胡婷, 全伟, 吴明亮, 李林. 双垄四行花生垄作播种机种沟开沟器设计与试验[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(9): 129-137. |
[9] | 张凤奎, 张宏, 兰海鹏, 于福锋, 李忠杰, 李平. 基于CFD-EDM耦合的气吸式红枣捡拾机气力输送装置仿真分析[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(7): 107-116. |
[10] | 杨振1,2,杨欣1*,杨晓斌1,王鹏飞1,李建平1,刘洪杰1,李雪军1. 基于虚拟正交试验的苹果苗木平茬机切割器参数优化设计[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(1): 98-106. |
[11] | 李雪军1,王鹏飞1,丁顺荣2,杨欣1*,李建平1,刘洪杰1,袁常伟1,裴晓康1,毛雷1. 基于虚拟正交试验果园垄面割草机侧刀盘切割性能分析[J]. 中国农业科技导报, 2020, 22(9): 113-121. |
[12] | 向伟1,2,吴明亮1*,吕江南2,马兰2,全伟1,刘佳杰2,肖乐3. 基于EDEM的油菜移栽成穴装置作业性能仿真与试验研究[J]. 中国农业科技导报, 2019, 21(7): 70-81. |
[13] | 许明贤,王立海*,时小龙,刘铁男,张广晖,孟庆凯. 桉树人工林清林装置的研究设计与实验验证[J]. 中国农业科技导报, 2019, 21(4): 70-78. |
[14] | 谢超1,刘大为1,2,李旭1,2,谢方平1,2*,王勋威1,谢锦帆1. 小型水稻联合收割机旋风分离清选装置的结构优化与试验[J]. 中国农业科技导报, 2018, 20(5): 54-63. |
[15] | 徐浩1,陶栋材1*,陶韵晖2,肖博文1. 基于EDEM的水稻槽轮排种器排种仿真与试验研究[J]. 中国农业科技导报, 2018, 20(3): 64-70. |
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