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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力源，利用小型電力風機替代市場上現(xiàn)有的大型機械傳動式風機。本文通過闡述電力氣吸式排種器的結(jié)構(gòu)和試驗過程，來說明該排種器在播種性能和工作原理上的先進性。
關(guān)鍵詞：電力;排種器;氣吸
玉米春季播種是玉米生長的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著決定性的作用和意義，播種的質(zhì)量直接影響農(nóng)作物的產(chǎn)量。隨著科技的發(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解決春季播種問題[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(jié)構(gòu)設計和工作原理
播種機所采用的排種器大致分為兩類：機械式和氣力式[4-5]。機械式排種器結(jié)構(gòu)簡單，無需輔助裝置，其弊端是對種子大小要求嚴格，種子大小差異較大時，需要更換結(jié)構(gòu)件來實現(xiàn)正常播種，給使用者帶來不便。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，但其需要配置風機，使其造價更高一些，而且現(xiàn)在大多采用高壓風機，噪音較大，其動力大多是由拖拉機帶動，在起車和行車時壓力變小，影響播種質(zhì)量，造成地頭缺種現(xiàn)象發(fā)生。
本文所闡述的排種器是由拖拉機電瓶作為動力源帶動電力風機，采用輪式排種。其特點是：
(1)采用拖拉機電瓶帶動風機給使用者帶來了方便，使其結(jié)構(gòu)更加簡單。
(2)采用輪式排種避免了風力對吸盤的阻滯現(xiàn)象，使其轉(zhuǎn)動更靈活，滑移率大大降低。
(3)采用內(nèi)置式風機，大大降低了風力的損耗，使其利用小動力風機就可實現(xiàn)氣吸播種。
1.1 結(jié)構(gòu)簡圖(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(qū)、清種區(qū)、護種區(qū)、剔種區(qū)四部分組成。電力氣吸式排種器的工作原理是在一個真空的圓滾四周排有均勻的吸孔，在一端密封裝置一個額定電壓為12伏，額定功率為145瓦的小型電機，確保滾輪內(nèi)部為密封空間。工作時把電機兩端接線，連到拖拉機電瓶的正負極上，電機開始工作，這時會產(chǎn)生很強的吸力充斥在滾輪內(nèi)。機器作業(yè)時，經(jīng)過鏈條傳動帶動滾輪轉(zhuǎn)動，由于滾輪里面有很強的吸力，所以當滾輪轉(zhuǎn)動經(jīng)過充種區(qū)時，種子就會被吸附到滾輪的吸孔上。當吸種孔轉(zhuǎn)到剔種區(qū)，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(nèi)試驗臺上進行。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。小車上裝有需要試驗的排種器、直流電機、減速器。試驗時小車的移動速度、排種器的轉(zhuǎn)速均由試驗臺電控柜來調(diào)控。試驗時，以拖拉機的電瓶(12伏)作為動力源，電力風機的功率為145瓦，轉(zhuǎn)速為每分鐘10000轉(zhuǎn)，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12個吸種孔，工作時，每個吸種孔會吸附著種子隨之轉(zhuǎn)動，所以對吸種孔的大小和吸種孔產(chǎn)生的吸力就會有一定的要求。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)過對這兩種形式的吸種孔的多次試驗，發(fā)現(xiàn)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。但是它也有一定的缺點：
(1)因為是錐孔，排種輪工作時種子被吸附到孔里，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種子的尺寸大小而改變;(2)排種輪工作時每個錐孔里有可能吸附2粒或3粒種子，給清種工作帶來了很大困難;(3)由于排種輪內(nèi)整體是一個吸室空間，工作時無論怎么轉(zhuǎn)動，吸種孔上都會有吸力的存在。當種子到達剔種區(qū)時，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(nèi)部，所以很難剔種，會帶來種子破碎、吸室漏風等很多問題。
2.2.2 吸種孔徑大小對播種的影響 在相同的壓差下，孔徑的變化會對排種器吸種能力有所影響。吸孔直徑增大會使吸種能力增強、減少漏播現(xiàn)象，但相對的也可能增大重播率。為此做了多次改動與試驗。以下試驗播種速度均為3.6千米/小時， 實驗結(jié)果見下表：
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、種子破碎率進行試驗。
2.3 試驗結(jié)果分析
從表1、表2試驗記錄結(jié)果分析，吸孔直徑越大漏播率越小，但相對的重播率就會增加，通過表格當中的數(shù)據(jù)，當吸孔直徑為φ3.2厘米時，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，完全滿足了播種機的作業(yè)要求。
三、結(jié)語
采用小型12伏直流電力風機替代現(xiàn)有的大型機械傳動風機，減小了風機工作時產(chǎn)生的噪音，并且節(jié)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、先進性、優(yōu)越性，本產(chǎn)品的試驗開發(fā)是農(nóng)業(yè)機械與電子技術(shù)相結(jié)合的一種標志，加快了農(nóng)業(yè)機械機電一體化的步伐。
參考文獻：
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