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气力滚筒式油菜精量集排器*
作者:管理员    发布于:2017-10-26 13:50:28    文字:【】【】【

  计一种气力滚筒式精量集排器,集短程、气力、集排为一体。

  气力滚筒式集排器主要由正压进气管、负压抽气管、种箱、排种滚筒、内筒和导种管等组成,结构示意图如所示。集排器内腔分正压气室和负压气室。在风机的作用下,排种滚筒内腔形成负压区,内国家自然科学基金资助项目(51275197)、国家油菜产业技术体系专项资助项目(CARS43)、中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2011PY021)和“十二五”国家科技支撑计划资助项目(2010BAD01B06)通讯作者:廖庆喜,教授,博士生导师,主要从事油菜机械化生产技术与装备研究,E-mail:liaoqxmail.hzau.edu.cn筒形成正压区。工作时,集排器由电动机带动链轮驱动。集排器排种滚筒逆时针旋转,当排种滚筒吸孔转到种箱处时,油菜籽在负压作用下吸附在吸孔位置上,转到正压区后,油菜籽在气流和自身重力的作用下经过9个导种管排出,完成器九行排种。

  cylinder-typemeteringdevice1.种箱2.排种滚筒3.负压抽气管4.内筒5.正压进气管2集排器关键部件参数设计及分析2.1排种滚筒直径5mm的无缝钢管和1mm不锈钢板外覆层结构形式。其直径决定了排种滚筒线速度、种子所受离心惯性力、吸孔间距、需风量及排种器整体尺寸等参数8.目前国内外滚筒式排种器直径均为140260mm6―10,综合考虑各种因素与试验结果,选用排种滚筒外径为2165mm,集排器正常工作状态下吸孔处线速度小于0.3m/s 11,有利于提高排种器性能,且满足生产率要求。

  2.2排种滚筒吸孔孔径Karayel等研究表明在理想条件下,吸孔孔径一定程度上影响正、负压区压力,吸孔孔径越小,气室内相对压力越高1213.针对油菜、大豆等近似球形的种子,采用经验公式14根据华杂9号油菜物理特性可知,油菜种子平在吸种过程中,种子所受力或力矩超过种子的生物屈服极限时会导致种子受载变形乃至破损,影响种子发芽M,即可得排种滚筒对种子的作用力应小于油菜籽的屈服极限。经试验可知:油菜屈服力Fq取1.43 ~5.07N,结合式(6)可知当吸孔由种箱底部吸种且排种滚筒对种子的作用力怡好小于种子屈服极限时,负压区内相对压力最大,负压区相对压力上限为计算得ApNmax综合式(7)、(8)可知负压区相对压力范围为-93塞。当正压区相对压力为零时,种子借助自重投种,即正压区相对压力下限ApPlnin0Pa.参照集排器工作过程中与外接漩涡气泵间的气流流向示意图,如所示。由漩涡气泵进出气流量守恒可得一进入风泵的气体总流量,m3/h―由风泵流出的气体总流量,m3/h一由集排器负压区抽出的气体总流量,一进入集排器正压区的气体总流量,―经泄气孔进入大气的气体流量,m3/h参照集排器工作过程中大气间的气流流向示意图,由集排器进出气流量守恒可得QUt―由集排器流出的气体总流量,m3/hQNh―负压区未吸附种子吸孔处的气体总正压区相对压力最大。

  集排器吸孔处气流总流量为6正压区相对压力正压区压力辅助吸孔投种、清理吸孔,防止堵-1 v.――吸孔处气流流速,m/sA――单个吸孔面积,m2集排器吸孔处气流流速为-介格指数+榀m数+中:播m数+变沣系数从可知,随着正压区相对压力的增大,合格指数先增大后减小,当相对压力为2200Pa时达到K一一空气比定压热容与比定容热容之比T――温度,K,探讨各因素水平对各行排量一致性和总排量稳定性的影响程度及最佳工况组合。

  3.2.1试验设计正交试验因素水平如表1所示。选用Lw(45)进行正交试验,每组试验重复3次,每次使用电子秤分别称取各行对应的排种量和未破损种子总量并记录,计算出破碎率及不同条件下各行排量一致性变异系数、总排量稳定性变异系数。

  表1正交试验因素水平Tab.因素水平排种滚筒转速正压区相对负压区相对压力b/Pa压力c/Pa 3.2.2试验结果分析试验过程中统计破碎的种子可知,排种器的种子破碎率为0.34%,满足行标B/T10293―2001对气力式排种器破碎率的要求M.由试验结果和极差分析可知:在不考虑正、负压力区相对压力交互作用对试验结果影响的前提下,排种滚筒转速、正压区相对压力、负压区相对压力对各行排量致性的影响依次减弱,选择各行排量致性变异系数最低的优化参数组合为4B2C2;负压区相对压力、正压区相对压力、排种滚筒转速对总排量稳定性的影响作用依次减小,优化参数组合为表2正交试验方案与试验结果试验空。各行排量致性总排量稳定性空号变异系数/%表3正交试验极差分析指标各行一致性变异系数/%因素主次优方案总排量稳定性变异系数/%因素主次优方案行排量一致性和总排量稳定性变异系数的优化方案组合,进行性能测试得:排种滚筒转速为20r/min,正、负压力区相对压力为2种器一致性变异系数、稳定性变异系数分别为5.73%和1. 21%,满足行标要求19. 4结论设计了种器九行气力式油菜排种滚筒集排器,试验表明,其种子破碎率为0.34%,满足B/T10293―2001对气力式排种器低伤种率要求。

  单因素试验表明该集排器的合格指数、重播指数、漏播指数等排种器性能指标受正、负压力区相对压力、排种滚筒转速影响显著,当正压区相对压力为2200Pa,负压区相对压力为-2 200Pa,排种滚筒转速为20r/min时,排种效果较好,合格指数可达94.02%,漏播指数小于4.―器九行集排器排种一致性和稳定性的正交试验结果表明,影响各行排量一致性的因素主次依次为正压区相对压力、排种滚筒转速、负压区相对压力,影响总排量稳定性变异系数的因素主次依次为负压区相对压力、正压区相对压力和排种滚筒转速;综合考虑当集排器排种滚筒转速为20r/min,负压区相对压力为-2200Pa,正压区相对压力为2200Pa时,集排器各行排量一致性和总排量稳定性变异系数分别为5.73%和1.21%.

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