摘要
播种质量对作物的产量有着重要影响，近年来，玉米和大豆已经基本实现了机械化精量播种，随着对播种效率要求的提高，对如排种器和导种管等播种部件也要进行深入的研究。大量的专家和学者对排种器进行了深入的研究、优化和创新，但对于导种管的研究则很少，不同种子进入导种管的运动状态是不同的，而种子与导种管壁进行碰撞产生弹跳会对粒距变异系数产生重要的影响，所以，对导种管进行更为深层次的研究对提高播种质量具有十分重要的作用。 本文是在气压式排种器的基础上，基于阿基米德螺线原理设计一种新型导种管，使这种新型导种管可以适用于高速播种机播种玉米和大豆两种种子。 本研究选取种植面积广泛的玉米和大豆种子，测量两种种子的三轴尺寸和物理参数。通过自制导种管进行玉米和大豆的播种试验，通过高速摄像机记录玉米和大豆两种种子在导种管壁上的碰撞点，计算出两种种子在导种管壁上的综合碰撞区域，通过Design-Expert软件对试验数据进行处理，得到了玉米和大豆种子在导种管壁上碰撞区域最小，最集中的导种管倾斜角度为14.75°。基于阿基米德螺线原理对新型导种管进行设计，利用Solidworks对两种种子、排种器和导种管进行建模，以排种器转速、排种器气压强度和作业速度为试验因素，粒距变异系数为评价指标做EDEM-FLUENT耦合仿真试验，利用Design-Expert软件对试验数据进行分析处理和优化。为了进一步验证仿真优化结果，进行台架验证试验和对比试验，在同样的工作参数下将新型导种管与原导种管安装在排种器上进行播种试验。 通过对试验结果的分析，当排种器转速为25.3r/min，气压强度为4.3kPa，播种机作业速度为7.14km/h时，新导种管与原导种管播种玉米的粒距变异系数分别为9.82%和11.25%；当排种器转速为28.33r/min，气压强度为3.84kPa，播种机作业速度为8.24km/h时，新导种管与原导种管播种大豆的粒距变异系数分别为9.87%和11.41%，玉米和大豆的台架试验结果均与仿真试验优化预测接近，研究设计的通用型导种管播种玉米和大豆时的粒距变异系数均达到比较理想的效果。
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