油菜气力式精量排种器的数字化设计与建模

摘要
随着科技不断发展，油菜排种器机械化装备也不断朝着高科技化、现代化、智能化的方向进展，为了满足人们对种植油菜的要求，研制出应用范围比较广的油菜排种器将会有很大的市场，研制出适用于各种区域的油菜气力式精量排种器是很必要的。国内外企业一直致力于研究出高性能的油菜气力式精量排种器，该类型机器将会排种、分离与装袋，并且一次性完成；并且机器占空间少、质量小、方便操作、且适用范围广；设计出该款油菜气力式精量排种器解决了在如丘陵、山区与水田等复杂地形作业的难题。
为了满足播种的高效率，快速完成播种，故该课题对油菜排种器的机构进行了分析研究，根据这些基础参数，设计出一款气力式油菜精量排种器，并且分析计算出了排种盘、护种板、气室等等重要部位的结构参数；同时，分析出当机器处在工作状态时，发现了油菜种子在机器中运动的规律如充种、清种与卸种每一个动作，并且计算出充种极限速度等于0.18m/s与0.13m/s，机器护种板、护种的角度范围是：31.5。~43.2。、36.18。~41.40。，机器的气压室的气压值范围等于342Pa-458Pa。根据实验结果可以得知设计该款机器满足播种油菜的要求。
关键词：油菜气力式精量排种器；操作灵活；改进设计

Abstract
Along with the continuous development of science and technology, mechanization of rape seed metering device equipment has been progress in the direction of the high-tech, modernization and intelligent, in order to meet the requirements of people to grow canola, developed more widely application of rape seed metering device will have a very large market, developed is suitable for various areas of rapeseed pneumatic precise metering device is very necessary.Domestic and foreign enterprises have been committed to the research of high performance rapeseed pneumatic precision seed metering machine, this type of machine will be seeded, separated and bagged, and a one-time completion;And the machine takes up less space, the quality is small, easy to operate, and the scope of application is wide;This kind of brassica napus pneumatic precision seed expelling device is designed to solve the difficult problems in complex terrain such as hills, mountains and paddy fields.
In order to satisfy the high efficiency of sowing and complete the sowing quickly, this subject analyzed and studied the mechanism of seed metering device of rapeseed. According to these basic parameters, a pneumatic seed metering device of rapeseed precision was designed, and the structural parameters of important parts such as seed metering plate, seed protecting plate and air chamber were analyzed and calculated.At the same time, when the machine was in working state, it was found that the movement rules of rapeseed seeds in the machine were as follows: filling, clearing and displanting, and the ultimate filling speed was calculated to be equal to 0.18m/s and 0.13m/s. The Angle range of machine seed protection plate and seed protection was 31.5.~ 43.2., 36.18.~ 41.40., the pressure range of the pressure chamber of the machine is 342pa-458pa.According to the experimental results, the design of the machine can meet the requirements of sowing rape.

Key Words: canola gas-type fine-volume discharger Improved design

目录
摘要1
Abstract 2
目录3
第1章绪论5
1.1课题研究背景5
1.2课题研究目的和意义5
1.3国内外发展状况6
1.3.1国内播种技术的发展状况6
1.3.2国外播种技术的发展概况7
1.4主要研究内容8
第2章油菜排种方案确定9
2.1油菜排种常见原理9
2.2排种器类型选择9
2.3油菜气力式精量排种器主要组成10
2.4油菜气力式精量排种器工作原理及工作过程10
第3章油菜气力式精量排种器关键零部件设计12
3.1排种盘设计12
3.2气室结构设计12
3.3排种过程分析13
3.3.1充种过程分析14
3.3.2清种过程分析14
3.3.3卸种过程分析15
3.4排种轴的设计16
3.4.1轴的材料选择16
3.4.2轴的最小直径确定16
3.4.3轴的结构设计17
3.4.4轴的校核17
结论20
参考文献21
致谢22

第1章绪论
1.1课题研究背景
在生产作业中，影响播种油菜的机械设备的工作效率与生产效益的主要因素是播种效率与播种高质量，排种器是整个播种机器最重要的部件，排种器性能高与低直接影响排种的效率[1]。当前国内和国外企业一直致力于研究适合油菜种子结构的排种器，并且有很多资料[2-3]，该课题依据油菜种子特点，专门设置了一款气力式油菜排种器。该款排种器是利用补充空间来进行充种，根据重量与气力式提高动力进行排种，这种工作方式避免了堵塞型孔的现象；排种器实现工作的原理是替换两个型孔形状不一致的排种盘，并且还有改变型孔角度、改变排种盘转速与护种板的关系(石丽春2003)。
油菜排种实验在航空航天、石油化工、机械制造、金属制造、纺织纤维制造业、食品、制药等等不同行业中都是可以应用的。用该实验可以检测出不同类型材料制品在受到拉力、压力、弯曲应力、剪切力的情况下的物理性能特征，并且选定不同种类的夹具进行各种试验如：抗拉试验、抗压试验、抗弯曲应力试验、耐压试验、剪切试验、脱离试验、粘连力试验等等。排种试验的本质为特定材料在承受轴向排种载荷下检测其物理特性的方法。排种试验获得参数能确定特定材料的弹性极限、伸长度、弹性模量、比例极限、面积缩减量、排种强度、屈服点、屈服强度与其他排种性能参数(张善志等2005)。
1.2课题研究目的和意义
我国油菜种植方式一种都是以传统人工方式，并且有很长历史，人工劳动方式不仅劳动强度高、劳作效率也是很差的。国内播种油菜的劳作方法一直是根据传统播种方法，通过手工来进行播种、撒播、育苗。传统劳作方式不仅工作步骤繁琐、工作复杂、很高的劳动强度、劳作耗时长并且效率太差。这种劳作方式已经完全不能跟我国快速发现的现代化农业的相匹配，同时也不能满足人们对提高农业收入、提高产量的要求。
当前人们种植油菜的规模变得越来越大、占地面积也越来越大，故人们迫切需要一款高现代化的种植油菜机械设备。当前国内研究油菜播种机械设备还不是很高，仅仅是在基础层面上，并不能满足油菜产量快速增加的要求。当前，我国种植油菜的机械设备并不是很多，但是呢人们对种植机械设备需求量却是很多。根据油菜播种机器中很多问题还没有得到很好解决与存在技术难点，并且需要投入很多时间和精力来解决问题，故研制油菜播种机械设备是非常重要的步骤（施卫省2006）。