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2BSZ-12大蒜播种机爪式循环单粒取种装置的研制与试验

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目录

声明

1引言

1.1课题的研究背景和意义

1.1.1课题研究背景

1.1.2课题研究意义

1.2国内外大蒜种植技术的研究现状

1.2.1国外大蒜种植技术的研究现状

1.2.2国内大蒜种植技术的研究现状

1.2.3国内外单粒取种技术的研究现状

1.2.4存在的问题

1.3研究内容与技术路线

1.3.1主要研究内容

1.3.2技术路线

2大蒜种植农艺研究以及大蒜物理参数计算

2.1大蒜种植农艺研究

2.2大蒜物理参数统计

2.3取种爪容种空间计算

2.4本章小结

3大蒜播种机整体设计计算与核心部件设计

3.1大蒜播种机整机设计与计算

3.1.1大蒜播种机整机总体结构

3.1.2大蒜播种机整机工作原理

3.1.3大蒜播种机整机主要技术参数

3.2大蒜播种机爪式循环单粒取种装置的设计与计算

3.2.1大蒜播种机爪式循环单粒取种装置的结构与工作原理

3.2.2大蒜播种机爪式循环单粒取种装置“取多”取种模式确定

3.2.3大蒜播种机爪式循环单粒取种装置“留一”清种模式确定

3.2.4大蒜播种机爪式循环单粒取种装置栅板关键参数力学分析

3.3本章小结

4爪式循环单粒取种装置取种过程仿真试验

4.1概述

4.2性能指标评价

4.3仿真试验有效性验证

4.4爪式循环单粒取种装置仿真蒜种离散元模型建立

4.5爪式循环单粒取种装置取种几何建模

4.6爪式循环单粒取种装置仿真参数确定

4.7爪式循环单粒取种装置取种过程运动学分析

4.7.1爪式循环单粒取种装置速度对充种性能的影响

4.7.2爪式循环单粒取种装置取种爪外形尺寸对取种数量的影响

4.8取种仿真试验因素与水平分析

4.8.1取种仿真试验结果统计

4.8.2取种仿真试验回归模型建立与显著性检验

4.8.3各因素对性能影响效应分析

4.8.4取种仿真试验各因素对取种性能影响规律分析

4.8.5取种仿真试验参数优化

4.9本章小结

5爪式循环单粒取种装置清种过程仿真试验

5.1爪式循环单粒取种装置清种几何建模

5.2爪式循环单粒取种装置清种过程运动学分析

5.2.1速度对清种性能的影响

5.2.2栅板倾角对清种性能的影响

5.3爪式循环单粒取种装置清种试验因素与水平分析。

5.3.1大蒜颗粒清种仿真结果统计

5.3.2清种参数优化

5.4本章小结

6样机加工与性能试验

6.1试验台与样机加工

6.1.1爪式循环单粒取种装置的加工

6.1.2大蒜播种机整机的加工

6.2爪式循环单粒取种装置室内试验

6.2.1试验条件

6.2.2试验仪器与设备

6.2.3试验过程

6.2.4评价指标的测定

6.3整机田间试验

6.3.1种植参数性能试验

6.3.2试验条件

6.3.3试验结果

6.4本章小结

7结论与建议

7.1结论

7.2主要创新点

7.3建议

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的成果

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摘要

大蒜是我国重要的经济作物之一,种植面积和产量均居世界首位。但由于大蒜种植单粒种植、鳞芽朝上的特殊农艺要求以及大蒜种植机械发展的缓慢性,所以目前大蒜种植还是主要依靠人工劳作,机械化程度低、人工成本高、种植质量差。尽管市面上有一些大蒜种植机械,但由于漏播、重播现象严重,难以满足大蒜“一穴一蒜”单粒种植的农艺要求,尤其是目前单粒取种技术较难满足大蒜生产规范要求,取种速度一旦稍快会造成漏播率较高,导致大蒜后期收获的产量降低。因此大蒜种植机械滞后性严重束缚了大蒜机械化种植产业的发展。 (1)根据大蒜单粒种植的种植农艺,对大蒜播种机的核心部件爪式循环单粒大蒜取种装置进行原理分析与结构参数计算。为了设计的大蒜播种机以及整机的核心部件更好满足农艺的要求,设计前对大蒜蒜种的种植农艺参数进行研究,并且对蒜种的外形参数进行测量、计算,并对蒜种进行分级归类,统计蒜种拱背曲线,并对蒜种不同堆积状况的孔隙率进行计算,得到蒜种堆积的孔隙率ε取值范围0.45-0.5。 (2)创制了一种爪式循环单粒大蒜取种装置,采用“取多留一”全新的设计理念,即取种爪初始一次抓取2-3粒蒜种,提升过程中由于栅板清种侧为倾斜的,在栅板的倾斜角度和重力的共同作用下,将多余蒜种清掉,最终只剩1粒蒜种,保证单粒种植的农艺要求。 (3)以速度为单因素,分别通过室内试验台试验与EDEM离散元软件仿真试验计算爪式循环单粒取种装置的合格率、漏取率以及重播率,验证离散元仿真试验的有效性;利用EDEM离散元软件进行仿真试验,分析不同尺寸的取种爪对蒜种抓取数量的影响,并根据参数的要求设计三因素三水平试验;利用EDEM离散元软件进行取种装置取种和清种过程的仿真试验,通过统计被抓取蒜种和被推掉蒜种的实时平均受力和平均速度数值的变化,分析不同的速度和栅板倾角对蒜种清掉过程的影响。 (4)采用Design-Expert8.0.6.1进行取种爪尺寸、清种栅板角度等参数优化,得到取种爪尺寸最优结果:圆弧半径48.52mm、圆心角72.59°、横向间距25.11mm,预测目标率为90.64%;栅板倾斜角度为7.01°,预测清种合格率为92.84%、漏播率为3.7%。试验台试验结果表明与仿真预测结果高度一致。 (5)样机试制与试验。设计加工爪式循环单粒取种试验台装置,进行室内试验,验证测试影响单粒取种性能的参数,并根据试验结果对取种装置关键参数进行优化,在临沂市建领模具机械有限公司进行样机的试制,并进行了大蒜大田种植性能试验。结果表明,大蒜种植所有参数满足大蒜生产技术规范的国标参数。

著录项

  • 作者

    王后新;

  • 作者单位

    山东农业大学;

  • 授予单位 山东农业大学;
  • 学科 机械工程
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 侯加林;
  • 年度 2019
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类
  • 关键词

    大蒜; 播种机; 循环; 装置;

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