（答辩稿）气吸滚筒式精密排种器的优化（CAD图纸+DOC论文）

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气吸滚筒式精密排种器的优化摘要素经过理论分析，当种子受到气流作用被吸起时，有平衡方程式中种子密度，种子体积，重力加速度，空气密度，阻力系数种子在运动方向上的投影面积，悬浮速度，。对于圆形种子，式可以写成式中种子的直径，。式也可以运用于扁平或者椭圆形的种子模型，在这种情况下式中椭圆种子的长轴长度，椭圆种子的短轴长度，当气流速度大于，种子受向上的加速度而被吸起，流速大小与真空度成比例，并在吸孔处达到最大值。假设空气为理想气体，气流从离吸孔较远的自然状态运动到吸孔处是个绝热等嫡的过程，即式中大气压力，定压和等容下的比热率。普适气体恒量，空气的绝对温度，。对于可压缩流体，应用定理并假设气流初始速度为，则式中自然状态下空气的速度，吸孔处的气流速度，空气位于自然状态位置相对于任水平面的高度，空气位于吸孔位置相对于任水平面的高度，。考虑到式可以写成对于绝热等熵过程，式可以写成式中自然状态下大气压力，空气自然状态下的密度，。式代入式，得则式中吸口处的全压，。即在理想状况下，对于自然状态下的气体方程可以表示为式中空气自然状态下的绝对温度，。式代入式得滚筒吸孔处的气流速度式成立的条件是小于声速。假设空气流是维等嫡的，气流速度在吸口处达到声速时真空室内真空度达到极限值，则当，.时，得，由此可得真空度的极限值吸孔处的气体流量式中吸孔直径，。将式代入式式得把式代入式得把式代入式得到从吸孔处所能吸附种子的最大吸种高度为各因素对吸种高度的影响分析如下滚筒上吸孔的吸种高度与吸孔直径负压大小种子密度及种子大小有关。滚筒上的吸孔直径越大，吸孔上的负压越大，则吸种高度越大而种子密度越大，种子半径越大，锥角越大，则吸种高度越小。.气吸滚筒式精密排种器吸种过程及其影响因素的分析气吸滚筒式排种器吸种过程是指种子在吸孔气流下，从种子群中分离出来被滚筒吸孔吸附和带出的过程，可分为吸附和带出两个阶段。种子从种箱到被吸孔吸附过程分析有效的吸附般都发生在种子群的表面，并且是在很短时间内完成的过程。作用在种子上的力及其变化是很复杂的，为便于问题的分析，下面对此过程作些假设。假设种子的形状为球体，半径为，密度为，则质量为假设种子的运动是个匀加速直线运动，种子吸附过程所需时间是相同的因为时间非常短，其差异必然也非常小，即都是在吸孔转过相同的角度时完成吸附过程的。在吸附过程中，作用在种子上的气流吸力虽然是个大小和方向都在发生变化的力，但因为作用时间非常短，可假设它为个大小和方向都定的力。的方向可取为种子初始的重心位置和完成吸附时吸孔中心位置的连线方向。根据上述假设，种子的初始位置可用角度和种子与滚简间的最短距离两个参数来表示，完成吸附时的位置用角度来表示。这样，吸孔能否吸上种子的条件是在气流吸力的作用下，种子必须在滚筒转过角度的时间内从点运动到点。种子在发生吸附前处于振动状态，受到振动惯性力的作用，但这是个在大小和方向都随时间发生变化的力。在种子振动幅度比较小的情况下，振动惯性力可以忽略而不考虑。这样，种子在发生吸附前的受力主要有吸孔内外侧压差造成的气流吸力种子本身的重力和摩擦力，如图所示图中图吸种过程示意图图气吸滚筒式精密排种器的优化摘要滚筒,精密,排种器,优化,毕业设计,全套,图纸编号学号毕业论文设计届本科题目气吸滚筒式精密排种器的优化学院工程学院专业机械设计制造及其自动化姓名王晋军指导教师张祖立教授完成日期年月日目录摘要第章绪论.研究小颗粒种子精播技术的目的和意义.国内外气力式精密排种器的发展概况国外气力式排种器的发展概况国内气力式排种器的发展概况.本文研究的内容第二章气吸滚筒式精密排种器的优化设计.排种器结构及工作原理总体结构工作原理排种滚筒上吸孔的设计排种滚简内部正负压腔的设计.排种装置的优化设计.本章小结第三章气吸滚筒式精密排种器的理论分析.种子所受吸附力及吸种高度的确定吸附力及其影响因素吸种高度及影响因素.气吸滚筒式精密排种器吸种过程及其影响因素的分析种子从种箱到被吸孔吸附过程分析种子被吸附到滚筒上并随之运动的条件.气吸滚筒式精密排种器的排种过程分析排种误差种子落地碰撞角和碰撞速度排种过程影响因素分析.本章小结第四章气吸滚筒式精密排种器气流场的计算机仿真.仿真初始边界条件的设定吸孔的结构形状及初始化条件.仿真结果吸孔形状对吸种性能的影响吸孔导程对吸种性能的影响吸孔孔径大小对吸种性能的影响吸种滚筒内部负压区气流场仿真吸种滚筒内部正压区气流场仿真.本章小结第五章总结与展望参考文献致谢摘要世界各国都很重视精量播种技术，精密播种可以节约大量的种子，节省田间间苗定苗用工，增加作物产量。本文在对国内外现有的气吸滚筒式精密排种器深入研究的基础上，对原有的设计进行了改进并制造了种新型的气吸滚筒式精密排种器。该排种器具有以下的特点首先，对主轴结构进行了优化设计，采用了根主轴形成两个压腔的设计方法，既保证了同轴度又减少了轴承的磨损，大大延长了轴承的使用寿命。其次，由于采用了弹簧结构，在隔气板与滚筒内壁接触转动的过程中，减少了因摩擦而导致的磨损漏气的问题。第三，对种箱进行了激振，使种子在种箱中形成“沸腾”状态，更有利于滚筒的吸种。结合该气吸滚筒式精密排种器，本文主要开展了以下几个方面的研究工作.对气吸滚筒式精密排种器的吸种及排种过程进行了理论分析，得到了吸附力吸种高度排种误差碰撞角和碰撞速度等数学模型，并对影响吸排种效果的因素进行了分析。.运用有限元分析软件对吸孔及正负压腔的气流场进行了建模与仿真试验，结果表明直孔的吸种性能比锥形孔和沉孔好孔径越大，吸种能力越强吸孔导程对吸种性能无显著影响滚筒壁上的吸孔靠近正负压腔气流大的地方，受到气流的影响也较大。通过对气吸滚筒式精密排种器的理论分析和计算机仿真，得到小颗粒种子的精播问题。油菜是世界上重要的油料作物之，成熟的油菜籽多为球形或近似球形的小颗粒，其直径为，。油菜在我国常年种植面积约为万公顷，其种子含油量为，是我国重要的油料作物。长期以来，我国油菜种植面积和总产量均居世界第，占世界油菜种植面积和总产量的左右。根据资料显示，年以来，菜籽油占我国食用植物油消费量的近。当前我国油菜产业的种植面积大总产量高，市场需求量和发展潜力都很大。年全国油菜种植面积扩大到万公顷，产量达到万吨。随着人们生活水平的提高，对植物油的消费也日益增长，加工能力膨胀对油料需求加大，我国从年开始进口油菜籽，年以来每年进口油菜籽万吨左右，特别是近几年来，进口油菜籽产品的数量有呈现大幅度上升的趋势。自世纪年代以来，我国双低油菜发展迅速，但油菜播种基本为开沟人工溜种，播量较大，不但浪费种子，劳动强度大，而且播种质量难以保证，遇干早缺苗严重，遇雨涝出苗过稠，间苗定苗费工，并易形成高脚弱苗，影响产量。因此对优质油菜种子进行精密播种迫在眉睫。精密播种优越性有如下几点.精密播种可以节约大量种子。.节省田间间苗定苗用工。精密播种苗齐苗壮，不拥挤，可提高田间间苗定苗工效，甚至可以取消间苗定苗工作。.可增加作物产量。精密播种的苗分布均匀，透风透光性好，能充分利用土壤中的水分营养。苗期发育好，