摘要
为提高排种器在密植条件下的播种单粒性和均匀性，根据大豆-玉米带状复合种植技术的农艺要求，设计一种具有双重清种作用的小株距密植气吸式精量排种器，可播大豆、玉米等作物，通过对关键部件设计、理论分析、离散元仿真和台架试验，确定排种器的结构参数和工作参数，主要研究内容如下： （1）排种器结构参数设计，该排种器主要由前壳、挡种板、内外清种刀、排种盘、负压腔、后壳等部件构成。其中内外清种刀、排种盘为排种器的核心部件，初步设计了排种盘直径为220mm，型孔所在基圆直径为190mm，大豆排种盘型孔直径为3.5mm，玉米排种盘型孔直径为4.5mm。基于适宜密植的‘中黄39’大豆品种和‘郑单958’玉米品种三轴尺寸，确定了外清种刀调节范围为0~8mm、内清种刀调节范围为0~2.4mm。 （2）通过正交试验和中心组合试验，分析了排种盘型孔数、外清种距离和内清种距离的影响主次关系，得出玉米最佳型孔数为35个、外清种距离为6.2mm、内清种距离为1.6mm为最优参数组合，得到玉米排种合格指数为95.40%、重播指数为1.5%、漏播指数为3.1%；大豆排种合格指数为97.78%、重播指数为0.32%、漏播指数为1.90%，表明排种器工作的最优参数组合的预测值与试验值基本相同。 （3）根据中黄系列大豆种子对排种盘孔径进行优化设计，确定了大豆排种盘孔径范围为2.9mm~5.3mm，以0.3mm为间隔，共9个型孔直径的排种盘。分析了每个型孔直径的型孔各工作区域的平均压差，并根据充种区每个型孔的压力损失情况，得出排种器型孔直径在2.9mm~3.8mm时压力损失最小。由台架试验可知最优的大豆孔径为3.5mm~3.8mm，合格率可达97.38%~98.9%，漏播率为0.83%~0.86%，重播率为0.24%~1.79%，由大豆的台架试验可知大豆排种孔径为3.5mm~3.8mm时，排种器的工作性能均较好。 （4）对排种器扰种结构进行优化，通过三因素五水平中心组合试验，确定了D型凸台的最优参数组合为：凸台所在基圆直径为159.865mm、D型凸台底边长度为5.690mm、圆弧半径为5.476mm，对最优参数组合进行仿真验证试验，结果表明，种群平均动能为7.39×10-7J、平均速度为4.53×10-2m/s、平均法向力为6.18×10-2N，与预测结果基本一致。 （5）对排种器的工作性能进行田间试验，当田间工作速度为3~6km/h时，玉米的株距合格指数为82.89%~85.55%，重播指数为7.93%~9.26%，漏播指数为5.19%~9.69%，保苗指数为89.59%~93.54%；大豆的株距合格指数为81.3%~83.8%，重播指数为6.98%~8.87%，漏播指数为7.33%~11.72%，保苗指数为84.17%~88.73%。
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