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電力氣吸式排種器的試驗研究
摘要：電力氣吸式排種器采用拖拉機電瓶作為動(dòng)力源，利用小型電力風(fēng)機替代市場(chǎng)上現有的大型機械傳動(dòng)式風(fēng)機。本文通過(guò)闡述電力氣吸式排種器的結構和試驗過(guò)程，來(lái)說(shuō)明該排種器在播種性能和工作原理上的先進(jìn)性。
關(guān)鍵詞：電力;排種器;氣吸
玉米春季播種是玉米生長(cháng)的關(guān)鍵環(huán)節，傳統的人工播種方式逐漸被機械化所代替，新型的玉米播種機械已經(jīng)全面推廣。排種器作為播種機的核心部件，在農業(yè)生產(chǎn)中有著(zhù)決定性的作用和意義，播種的質(zhì)量直接影響農作物的產(chǎn)量。隨著(zhù)科技的發(fā)展，各種優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的玉米層出不窮，種子的形狀、大小各不相同，這種情況下就要求有高質(zhì)量、高效率的播種機械來(lái)解決春季播種問(wèn)題[1-3]，排種器工作性能直接影響播種精度、均勻性種子的出苗率等。
一、電力氣吸式排種器結構設計和工作原理
播種機所采用的排種器大致分為兩類(lèi)：機械式和氣力式[4-5]。機械式排種器結構簡(jiǎn)單，無(wú)需輔助裝置，其弊端是對種子大小要求嚴格，種子大小差異較大時(shí)，需要更換結構件來(lái)實(shí)現正常播種，給使用者帶來(lái)不便。而氣力式排種器對種子大小要求不嚴格、不傷種子、通用性好，但其需要配置風(fēng)機，使其造價(jià)更高一些，而且現在大多采用高壓風(fēng)機，噪音較大，其動(dòng)力大多是由拖拉機帶動(dòng)，在起車(chē)和行車(chē)時(shí)壓力變小，影響播種質(zhì)量，造成地頭缺種現象發(fā)生。
本文所闡述的排種器是由拖拉機電瓶作為動(dòng)力源帶動(dòng)電力風(fēng)機，采用輪式排種。其特點(diǎn)是：
(1)采用拖拉機電瓶帶動(dòng)風(fēng)機給使用者帶來(lái)了方便，使其結構更加簡(jiǎn)單。
(2)采用輪式排種避免了風(fēng)力對吸盤(pán)的阻滯現象，使其轉動(dòng)更靈活，滑移率大大降低。
(3)采用內置式風(fēng)機，大大降低了風(fēng)力的損耗，使其利用小動(dòng)力風(fēng)機就可實(shí)現氣吸播種。
1.1 結構簡(jiǎn)圖(如圖1)
1.2 工作原理
電力氣吸式排種器(如圖2所示)由充種區、清種區、護種區、剔種區四部分組成。電力氣吸式排種器的工作原理是在一個(gè)真空的圓滾四周排有均勻的吸孔，在一端密封裝置一個(gè)額定電壓為12伏，額定功率為145瓦的小型電機，確保滾輪內部為密封空間。工作時(shí)把電機兩端接線(xiàn)，連到拖拉機電瓶的正負極上，電機開(kāi)始工作，這時(shí)會(huì )產(chǎn)生很強的吸力充斥在滾輪內。機器作業(yè)時(shí)，經(jīng)過(guò)鏈條傳動(dòng)帶動(dòng)滾輪轉動(dòng)，由于滾輪里面有很強的吸力，所以當滾輪轉動(dòng)經(jīng)過(guò)充種區時(shí)，種子就會(huì )被吸附到滾輪的吸孔上。當吸種孔轉到剔種區，剔種裝置促使種子墜落，完成播種工作。
圖 2
二、試驗
2.1試驗條件
排種性能試驗是在室內試驗臺上進(jìn)行。試驗臺由兩部分組成：一是固定的軌道、傳送帶和土槽;二是軌道上的試驗小車(chē)。小車(chē)上裝有需要試驗的排種器、直流電機、減速器。試驗時(shí)小車(chē)的移動(dòng)速度、排種器的轉速均由試驗臺電控柜來(lái)調控。試驗時(shí)，以拖拉機的電瓶(12伏)作為動(dòng)力源，電力風(fēng)機的功率為145瓦，轉速為每分鐘10000轉，產(chǎn)生的負壓為0～1兆帕。
2.2 排種器試驗
2.2.1 排種輪吸種孔形式的確定 在排種輪圓周上均勻分布著(zhù)12個(gè)吸種孔，工作時(shí)，每個(gè)吸種孔會(huì )吸附著(zhù)種子隨之轉動(dòng)，所以對吸種孔的大小和吸種孔產(chǎn)生的吸力就會(huì )有一定的要求。試驗的吸種孔形式有兩種：錐孔式吸種孔和直孔式吸種孔。如圖3所示：
圖 3 吸種孔形式
經(jīng)過(guò)對這兩種形式的吸種孔的多次試驗，發(fā)現錐孔式吸種孔的漏播率要比直孔式吸種孔的小，這是錐孔式吸種孔的優(yōu)點(diǎn)。但是它也有一定的缺點(diǎn)：
(1)因為是錐孔，排種輪工作時(shí)種子被吸附到孔里，所以它對種子的形狀尺寸有所限制，即錐孔的大小必須隨著(zhù)種子的尺寸大小而改變;(2)排種輪工作時(shí)每個(gè)錐孔里有可能吸附2�；�3粒種子，給清種工作帶來(lái)了很大困難;(3)由于排種輪內整體是一個(gè)吸室空間，工作時(shí)無(wú)論怎么轉動(dòng)，吸種孔上都會(huì )有吸力的存在。當種子到達剔種區時(shí)，由于吸力的作用，使種子不能憑借重力而自然下落，這樣就需要剔種裝置。因為種子在錐孔內部，所以很難剔種，會(huì )帶來(lái)種子破碎、吸室漏風(fēng)等很多問(wèn)題。
2.2.2 吸種孔徑大小對播種的影響 在相同的壓差下，孔徑的變化會(huì )對排種器吸種能力有所影響。吸孔直徑增大會(huì )使吸種能力增強、減少漏播現象，但相對的也可能增大重播率。為此做了多次改動(dòng)與試驗。以下試驗播種速度均為3.6千米/小時(shí)， 實(shí)驗結果見(jiàn)下表：
表1 排種輪試驗Ⅰ(試驗所用種子為大顆粒)
表2 排種輪試驗Ⅱ(試驗所用種子為小顆粒)
2.2.3 排種器性能指標試驗 利用排種試驗臺，對電力氣吸式排種器做播種試驗。主要針對播種的性能指標：播種漏播率、播種重播率、種子破碎率進(jìn)行試驗。
2.3 試驗結果分析
從表1、表2試驗記錄結果分析，吸孔直徑越大漏播率越小，但相對的重播率就會(huì )增加，通過(guò)表格當中的數據，當吸孔直徑為φ3.2厘米時(shí)，漏播率與重播率相對合理，所以把吸孔直徑定為φ3.2厘米，可滿(mǎn)足排種器的播種需求。
從試驗表3中，可看到電力氣吸式排種器的各項指標符合播種機的各項作業(yè)標準，完全滿(mǎn)足了播種機的作業(yè)要求。
三、結語(yǔ)
采用小型12伏直流電力風(fēng)機替代現有的大型機械傳動(dòng)風(fēng)機，減小了風(fēng)機工作時(shí)產(chǎn)生的噪音，并且節約了生產(chǎn)成本。所以電力氣吸式排種器有其一定的創(chuàng )新性、先進(jìn)性、優(yōu)越性，本產(chǎn)品的試驗開(kāi)發(fā)是農業(yè)機械與電子技術(shù)相結合的一種標志，加快了農業(yè)機械機電一體化的步伐。
參考文獻：
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