勺式谷子精量穴播排种器设计与试验

摘要

【目的】设计勺式谷子精量穴播排种器,为提高谷子的精量化播种提供支持。【方法】依据谷子精量穴播播种农艺要求,对排种器关键部件的结构参数进行设计计算,通过理论分析建立了种子在槽孔式取种勺内部的力学模型,以确定影响排种效果的关键参数。利用EDEM离散元仿真软件,以合格率、重播率和漏播率为评价指标,以排种器转速、取种勺直径以及取种勺开口长度为试验因素,进行三因素五水平参数仿真组合试验,并建立回归模型,再采用多目标变量优化方法,运用Design-Expert 10.0.3对回归模型进行优化求解,确定最佳结构参数组合并进行仿真验证试验。最后以合格率、重播率、漏播率为指标,利用圆整后的参数组合开展田间对比试验,对仿真结果的可靠性进行验证。【结果】根据谷子精量穴播播种农艺要求,设计了由固定鸭嘴、活动鸭嘴、壳体、弹簧、鸭嘴固定板、落种室、槽孔式取种勺等结构组成的勺式谷子精量穴播排种器。多因素仿真试验分析表明,设计的勺式谷子精量穴播排种器在转速为48.970 r/min,取种勺直径为6.266 mm,取种勺开口长度为3.943 mm时,排种器排种效果达到最佳,在此最优参数组合下合格率为92.78%,重播率为4.45%,漏播率为2.77%。利用圆整后的参数组合(排种器转速49 r/min,取种勺直径6.3 mm,取种勺开口长度4.0 mm)进行仿真试验验证,得到排种器的合格率为92.59%,重播率为4.51%,漏播率为2.90%。田间验证试验表明,该排种器的合格率为89.73%,重播率为5.50%,漏播率为4.77%。【结论】田间试验和仿真试验合格率的误差不超过5%,表明所设计的勺式谷子精量穴播排种器结构可靠,能满足谷子精量穴播播种的农艺要求。

关键词

谷子 / 穴播 / 排种器 / 精量化播种