双列限姿导引侧充式玉米高速精量排种器设计与试验

摘要

【目的】针对现有的机械式玉米排种器在高速作业条件下播种质量下降的问题，设计一种双列限姿导引侧充式玉米高速精量排种器。【方法】采用限姿板配合排种盘和护种盘分级限制引导种子侧充进入充种型孔前的姿态，同时利用径向突变结构辅助种子自重清种，实现高速精量排种作业。结合玉米种子的形状特征与尺寸，分析种子分级限姿导引侧充的原理，确定关键部件的基本结构参数。运用离散元法与多体动力学(Discrete element method and multi-body dynamics, DEM-MBD)耦合的方法，以型孔插件顶部宽度、护种盘后侧高度以及护种盘底部角度为试验因素，以合格指数、重播指数与漏播指数为评价指标，设计二次正交旋转回归组合仿真试验，并开展台架试验验证仿真试验的可靠性。【结果】仿真试验结果表明：在作业速度为12 km/h时，型孔插件顶部宽度为4.65 mm、护种盘后侧高度为5.10 mm、护种盘底部角度为81.86°时，玉米排种质量最优，此时排种合格指数、重播指数和漏播指数分别为92.18%、5.13%和2.69%。台架验证试验结果表明：在作业速度为12 km/h时，排种合格指数为91.45%，与仿真试验的相对误差为0.79%，仿真优化试验结果可靠；在作业速度为8～16 km/h时，合格指数均大于90%，重播指数均小于7%，漏播指数均小于4%，且排种效果优于传统的勺轮式排种器。【结论】设计的排种器对作业速度的适应性较好，满足玉米精量播种的技术要求。

关键词

机械式排种器 / 精量播种 / 高速播种 / 玉米 / 限姿导引 / DEM-MBD