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電力氣吸式排種器的試驗(yàn)研究
摘要：電力氣吸式排種器采用拖拉機(jī)電瓶作為動(dòng)力源，利用小型電力風(fēng)機(jī)替代市場(chǎng)上現(xiàn)有的大型機(jī)械傳動(dòng)式風(fēng)機(jī)。本文通過闡述電力氣吸式排種器的結(jié)構(gòu)和試驗(yàn)過程，來說明該排種器在播種性能和工作原理上的先進(jìn)性。
關(guān)鍵詞：電力;排種器;氣吸
玉米春季播種是玉米生長的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的人工播種方式逐漸被機(jī)械化所代替，新型的玉米播種機(jī)械已經(jīng)全面推廣。排種器作為播種機(jī)的核心部件，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著決定性的作用和意義，播種的質(zhì)量直接影響農(nóng)作物的產(chǎn)量。隨著科技的發(fā)展，各種優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的玉米層出不窮，種子的形狀、大小各不相同，這種情況下就要求有高質(zhì)量、高效率的播種機(jī)械來解決春季播種問題[1-3]，排種器工作性能直接影響播種精度、均勻性種子的出苗率等。
一、電力氣吸式排種器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作原理
播種機(jī)所采用的排種器大致分為兩類：機(jī)械式和氣力式[4-5]。機(jī)械式排種器結(jié)構(gòu)簡單，無需輔助裝置，其弊端是對(duì)種子大小要求嚴(yán)格，種子大小差異較大時(shí)，需要更換結(jié)構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)正常播種，給使用者帶來不便。而氣力式排種器對(duì)種子大小要求不嚴(yán)格、不傷種子、通用性好，但其需要配置風(fēng)機(jī)，使其造價(jià)更高一些，而且現(xiàn)在大多采用高壓風(fēng)機(jī)，噪音較大，其動(dòng)力大多是由拖拉機(jī)帶動(dòng)，在起車和行車時(shí)壓力變小，影響播種質(zhì)量，造成地頭缺種現(xiàn)象發(fā)生。
本文所闡述的排種器是由拖拉機(jī)電瓶作為動(dòng)力源帶動(dòng)電力風(fēng)機(jī)，采用輪式排種。其特點(diǎn)是：
(1)采用拖拉機(jī)電瓶帶動(dòng)風(fēng)機(jī)給使用者帶來了方便，使其結(jié)構(gòu)更加簡單。
(2)采用輪式排種避免了風(fēng)力對(duì)吸盤的阻滯現(xiàn)象，使其轉(zhuǎn)動(dòng)更靈活，滑移率大大降低。
(3)采用內(nèi)置式風(fēng)機(jī)，大大降低了風(fēng)力的損耗，使其利用小動(dòng)力風(fēng)機(jī)就可實(shí)現(xiàn)氣吸播種。
1.1 結(jié)構(gòu)簡圖(如圖1)
1.2 工作原理
電力氣吸式排種器(如圖2所示)由充種區(qū)、清種區(qū)、護(hù)種區(qū)、剔種區(qū)四部分組成。電力氣吸式排種器的工作原理是在一個(gè)真空的圓滾四周排有均勻的吸孔，在一端密封裝置一個(gè)額定電壓為12伏，額定功率為145瓦的小型電機(jī)，確保滾輪內(nèi)部為密封空間。工作時(shí)把電機(jī)兩端接線，連到拖拉機(jī)電瓶的正負(fù)極上，電機(jī)開始工作，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的吸力充斥在滾輪內(nèi)。機(jī)器作業(yè)時(shí)，經(jīng)過鏈條傳動(dòng)帶動(dòng)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由于滾輪里面有很強(qiáng)的吸力，所以當(dāng)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過充種區(qū)時(shí)，種子就會(huì)被吸附到滾輪的吸孔上。當(dāng)吸種孔轉(zhuǎn)到剔種區(qū)，剔種裝置促使種子墜落，完成播種工作。
圖 2
二、試驗(yàn)
2.1試驗(yàn)條件
排種性能試驗(yàn)是在室內(nèi)試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行。試驗(yàn)臺(tái)由兩部分組成：一是固定的軌道、傳送帶和土槽;二是軌道上的試驗(yàn)小車。小車上裝有需要試驗(yàn)的排種器、直流電機(jī)、減速器。試驗(yàn)時(shí)小車的移動(dòng)速度、排種器的轉(zhuǎn)速均由試驗(yàn)臺(tái)電控柜來調(diào)控。試驗(yàn)時(shí)，以拖拉機(jī)的電瓶(12伏)作為動(dòng)力源，電力風(fēng)機(jī)的功率為145瓦，轉(zhuǎn)速為每分鐘10000轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的負(fù)壓為0～1兆帕。
2.2 排種器試驗(yàn)
2.2.1 排種輪吸種孔形式的確定 在排種輪圓周上均勻分布著12個(gè)吸種孔，工作時(shí)，每個(gè)吸種孔會(huì)吸附著種子隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，所以對(duì)吸種孔的大小和吸種孔產(chǎn)生的吸力就會(huì)有一定的要求。試驗(yàn)的吸種孔形式有兩種：錐孔式吸種孔和直孔式吸種孔。如圖3所示：
圖 3 吸種孔形式
經(jīng)過對(duì)這兩種形式的吸種孔的多次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)錐孔式吸種孔的漏播率要比直孔式吸種孔的小，這是錐孔式吸種孔的優(yōu)點(diǎn)。但是它也有一定的缺點(diǎn)：
(1)因?yàn)槭清F孔，排種輪工作時(shí)種子被吸附到孔里，所以它對(duì)種子的形狀尺寸有所限制，即錐孔的大小必須隨著種子的尺寸大小而改變;(2)排種輪工作時(shí)每個(gè)錐孔里有可能吸附2�；�3粒種子，給清種工作帶來了很大困難;(3)由于排種輪內(nèi)整體是一個(gè)吸室空間，工作時(shí)無論怎么轉(zhuǎn)動(dòng)，吸種孔上都會(huì)有吸力的存在。當(dāng)種子到達(dá)剔種區(qū)時(shí)，由于吸力的作用，使種子不能憑借重力而自然下落，這樣就需要剔種裝置。因?yàn)榉N子在錐孔內(nèi)部，所以很難剔種，會(huì)帶來種子破碎、吸室漏風(fēng)等很多問題。
2.2.2 吸種孔徑大小對(duì)播種的影響 在相同的壓差下，孔徑的變化會(huì)對(duì)排種器吸種能力有所影響。吸孔直徑增大會(huì)使吸種能力增強(qiáng)、減少漏播現(xiàn)象，但相對(duì)的也可能增大重播率。為此做了多次改動(dòng)與試驗(yàn)。以下試驗(yàn)播種速度均為3.6千米/小時(shí)， 實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表：
表1 排種輪試驗(yàn)Ⅰ(試驗(yàn)所用種子為大顆粒)
表2 排種輪試驗(yàn)Ⅱ(試驗(yàn)所用種子為小顆粒)
2.2.3 排種器性能指標(biāo)試驗(yàn) 利用排種試驗(yàn)臺(tái)，對(duì)電力氣吸式排種器做播種試驗(yàn)。主要針對(duì)播種的性能指標(biāo)：播種漏播率、播種重播率、種子破碎率進(jìn)行試驗(yàn)。
2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析
從表1、表2試驗(yàn)記錄結(jié)果分析，吸孔直徑越大漏播率越小，但相對(duì)的重播率就會(huì)增加，通過表格當(dāng)中的數(shù)據(jù)，當(dāng)吸孔直徑為φ3.2厘米時(shí)，漏播率與重播率相對(duì)合理，所以把吸孔直徑定為φ3.2厘米，可滿足排種器的播種需求。
從試驗(yàn)表3中，可看到電力氣吸式排種器的各項(xiàng)指標(biāo)符合播種機(jī)的各項(xiàng)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，完全滿足了播種機(jī)的作業(yè)要求。
三、結(jié)語
采用小型12伏直流電力風(fēng)機(jī)替代現(xiàn)有的大型機(jī)械傳動(dòng)風(fēng)機(jī)，減小了風(fēng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的噪音，并且節(jié)約了生產(chǎn)成本。所以電力氣吸式排種器有其一定的創(chuàng)新性、先進(jìn)性、優(yōu)越性，本產(chǎn)品的試驗(yàn)開發(fā)是農(nóng)業(yè)機(jī)械與電子技術(shù)相結(jié)合的一種標(biāo)志，加快了農(nóng)業(yè)機(jī)械機(jī)電一體化的步伐。
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