氣吸穴盤(pán)育苗精量播種機(jī)的設(shè)計(jì)

氣吸穴盤(pán)育苗精量播種機(jī)的設(shè)計(jì)

0盤(pán)育苗精量播種機(jī)育苗移植是一種新型有效的栽培技術(shù)。通過(guò)精量播種，我們可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模育苗、社會(huì)化育苗的標(biāo)準(zhǔn)化，并及時(shí)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(zāi)害，確保完整的幼苗和幼苗，有效延長(zhǎng)生長(zhǎng)期，增加作物產(chǎn)量，同時(shí)延長(zhǎng)番茄、生姜等作物的加工周期，提高工業(yè)效率。穴盤(pán)育苗精量播種機(jī)是實(shí)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(jī)、板式播種機(jī)和滾筒式播種機(jī)。針式播種機(jī)播種精度雖然較高,但速度慢、效率低,100~200盤(pán)/h,針頭對(duì)種子有傷害;滾筒式播種機(jī)播種速度較快,可達(dá)800~1200盤(pán)/h,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在高速作業(yè)時(shí)漏播率較高;板式播種機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,價(jià)格低,播種速度低于120~150盤(pán)/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(shí)際要求,在分析國(guó)內(nèi)外典型育苗精量播種機(jī)工作機(jī)理的情況下,研制了拋擲式穴盤(pán)育苗精量播種機(jī),創(chuàng)新設(shè)計(jì)了針式吸種盤(pán)、拋擲式種子盤(pán)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(jī)對(duì)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(diǎn)。經(jīng)生產(chǎn)試驗(yàn)測(cè)定,該機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用維護(hù)方便,各項(xiàng)性能指標(biāo)穩(wěn)定,能夠滿(mǎn)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(jī)的結(jié)構(gòu)和原理1.1結(jié)構(gòu)組成組成播種機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。該機(jī)由行程控制開(kāi)關(guān)、直滑軌、工作臺(tái)、萬(wàn)向輪行走機(jī)架、針式吸種盤(pán)、氣泵、拋擲裝置、種子盤(pán)和氣動(dòng)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(pán)由吸種盤(pán)和可更換的吸嘴組成。氣動(dòng)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(kāi)關(guān)等部件組成。1.2種子盤(pán)吸合裝置工作時(shí),先將裝有育苗基質(zhì)的穴盤(pán)放置在播種工位,穴盤(pán)將被夾具自動(dòng)定位。拉動(dòng)吸種盤(pán)把手,吸種盤(pán)在直滑軌引導(dǎo)下將外移(由取種工位向播種工位作水平移動(dòng));當(dāng)行程開(kāi)關(guān)撞塊檢測(cè)到電信號(hào),反饋給牽引電磁鐵使其吸合,拉動(dòng)種子盤(pán)下降到下工位,使吸種盤(pán)能繼續(xù)向前水平移動(dòng)到播種工位;此時(shí)行程開(kāi)關(guān)撞塊檢測(cè)到吸種盤(pán)到達(dá)播種工位后,產(chǎn)生電信號(hào)給換向電磁閥,關(guān)閉負(fù)壓氣管,同時(shí)開(kāi)啟正壓氣管,則氣室負(fù)壓消失,切換正壓進(jìn)入吸種盤(pán),將種子吹投至育苗穴盤(pán)對(duì)應(yīng)的穴空,同時(shí)完成氣吹清孔,投種結(jié)束。投種后吸種盤(pán)內(nèi)移(由播種工位向取種工位作水平移動(dòng)),當(dāng)行程開(kāi)關(guān)撞塊監(jiān)測(cè)到位移信號(hào),控制換向電磁閥關(guān)閉正壓氣管,同時(shí)切換到負(fù)壓氣路。當(dāng)吸種盤(pán)內(nèi)移至種子盤(pán)正上方,行程開(kāi)關(guān)控制牽引電磁鐵吸合器斷電,種子盤(pán)在復(fù)位彈簧作用下垂直上彈至上工位,同時(shí)將種子拋起迎合針式吸嘴被吸住,吸附取種結(jié)束。重復(fù)上述動(dòng)作,可連續(xù)進(jìn)行穴盤(pán)精量播種作業(yè)。2播種機(jī)芯部件的參數(shù)設(shè)計(jì)2.1針吸收盤(pán)的結(jié)構(gòu)配置2.1.1育苗盤(pán)尺寸設(shè)計(jì)根據(jù)流體力學(xué)研究表明氣室形狀一般為長(zhǎng)方體?？紤]現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)育苗盤(pán)尺寸。最終尺寸設(shè)計(jì)為:490mm×240mm×40mm,進(jìn)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(jì)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(kāi)口形狀的確定吸嘴端口形狀目前應(yīng)用最常見(jiàn)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(pán)的結(jié)構(gòu)配置2.2.1種子盤(pán)/種子箱設(shè)計(jì)考慮到吸種盤(pán)來(lái)回吸種時(shí),拋擲裝置將種子箱彈起,吸種盤(pán)落入種子盤(pán)內(nèi)吸種,故種子盤(pán)稍大于吸種盤(pán)面積,底面尺寸每邊大于吸種盤(pán)2~3個(gè)種子直徑,以免在邊緣上擠碎種子,并且由于實(shí)際吸種時(shí)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(jì)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(pán)等組成,如圖3所示。播種機(jī)取種時(shí),系統(tǒng)電磁鐵斷電,回位彈簧將種子盤(pán)和盤(pán)內(nèi)種子向上拋擲,假設(shè)系統(tǒng)種子和種子盤(pán)質(zhì)量均勻,均布的彈簧剛度一致,依據(jù)機(jī)械能守恒,系統(tǒng)能量方程式為Es為彈性勢(shì)能,即則可推出式中M—種子盤(pán)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(pán)拋擲后,種子受慣性力作用做自由上拋運(yùn)動(dòng),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(pán)、種子和彈振機(jī)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(gè)氣路,將排氣口氣流通過(guò)換向電磁閥接入吸種盤(pán)。當(dāng)吸種盤(pán)處于播種工位時(shí),通過(guò)換向電磁閥完成氣路切換;旋渦氣泵所排氣流進(jìn)入吸種盤(pán),使氣室壓力上升吸嘴口形成高速氣流,吹掉種子,從而實(shí)現(xiàn)投種清堵功能。實(shí)驗(yàn)表明:當(dāng)旋渦氣泵排氣流量大于30m3/h時(shí),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(yùn)行為了更方便地控制各機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)工作,在上述裝有觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)滑軌的前、后端安裝有行程開(kāi)關(guān)(如圖3所示),該行程開(kāi)關(guān)通過(guò)導(dǎo)線與牽引電磁鐵、電磁閥連接。吸種盤(pán)運(yùn)動(dòng)到種子盤(pán)的正上方時(shí),滑軌機(jī)構(gòu)碰撞行程開(kāi)關(guān),使行程開(kāi)關(guān)自動(dòng)導(dǎo)通牽引電磁鐵的控制電路,牽引電磁鐵開(kāi)始工作;滑軌機(jī)構(gòu)離開(kāi)行程開(kāi)關(guān)后,行程開(kāi)關(guān)自動(dòng)切斷牽引電磁鐵的控制電路,牽引電磁鐵停止運(yùn)轉(zhuǎn)。2.5吸種盤(pán)控制滑軌機(jī)構(gòu)為了更方便地控制各機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)工作,在上述裝有觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的滑軌的前、后端安裝有行程開(kāi)關(guān),并通過(guò)導(dǎo)線與牽引電磁鐵、電磁閥連接。吸種盤(pán)運(yùn)動(dòng)到種子盤(pán)的正上方時(shí),滑軌機(jī)構(gòu)碰撞行程開(kāi)關(guān),使行程開(kāi)關(guān)自動(dòng)導(dǎo)通牽引電磁鐵的控制電路,牽引電磁鐵開(kāi)始工作;滑軌機(jī)構(gòu)離開(kāi)行程開(kāi)關(guān)后,行程開(kāi)關(guān)自動(dòng)切斷牽引電磁鐵的控制電路,牽引電磁鐵停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在工作臺(tái)面的兩側(cè)設(shè)有能可折疊的輔助工作臺(tái),其內(nèi)端與機(jī)架鉸接,在輔助工作臺(tái)的底部通過(guò)鉸鏈連接有兩節(jié)活動(dòng)的支撐桿。3試驗(yàn)和結(jié)果分析3.1高聚物復(fù)配ac2005/50適應(yīng)高、短時(shí)長(zhǎng)材料/盤(pán)長(zhǎng)/盤(pán)消孔直徑/盤(pán)5.2.3吸孔直徑n/h播種機(jī)的主要結(jié)構(gòu)與工作參數(shù):配套動(dòng)力/kW:1~1.5工作電壓/頻率(V/Hz):AC220/50樣機(jī)外形尺寸/mm:780/1820(折疊/展開(kāi))×1130×1200適應(yīng)穴盤(pán)數(shù)/尺寸(穴數(shù)/盤(pán))/mm:128/490×240×40生產(chǎn)率/盤(pán)·h-1:≥600吸孔直徑/mm:1.03.2生產(chǎn)試驗(yàn)研究2009年3月,項(xiàng)目組在新疆屯河股份公司沙灣分公司農(nóng)八師152團(tuán)3連育苗基地進(jìn)行了生產(chǎn)試驗(yàn)。試驗(yàn)用番茄種為屯河1號(hào)雜交種,沒(méi)有進(jìn)行包衣或丸化處理,穴盤(pán)采用128穴/盤(pán)的標(biāo)準(zhǔn)穴盤(pán)。試驗(yàn)按6s播1盤(pán)的速度連續(xù)播種,每播5盤(pán)為1組,從5盤(pán)中隨機(jī)抽取3盤(pán)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),共重復(fù)5次。試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)如表1所示。3.3小顆粒不期粒種子吸附對(duì)播種精度的影響1)5組試驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)結(jié)果相差不大,說(shuō)明該機(jī)工作性能穩(wěn)定可靠。2)5組試驗(yàn)的平均單粒入播率90.25%,基本滿(mǎn)足了該機(jī)對(duì)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)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(shí)的姿態(tài)是影響該機(jī)播種精度的主要因素。3)5組試驗(yàn)的空穴率變化不大,平均為1.87%,且空穴位無(wú)規(guī)律。這一結(jié)果表明:該機(jī)漏播與吸孔堵塞無(wú)直接關(guān)系。4氣吸取種機(jī)與種子盤(pán)1)依據(jù)針式播種機(jī)取種精度高和板式播種機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn),本機(jī)將針式吸嘴與吸種盤(pán)有機(jī)組合,不僅提高了吸種盤(pán)取種精度,而且通過(guò)更換吸嘴尺寸型號(hào)解決了傳統(tǒng)吸種盤(pán)排種器互換性和通用性差問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用。2)該機(jī)研究開(kāi)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(jī)—彈簧-種子室組成傳統(tǒng)電磁振動(dòng)式種子室,實(shí)現(xiàn)了吸種盤(pán)吸嘴取種