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第二節(jié) 排種器理論,,一、對(duì)排種器的技術(shù)要求,二、排種器的類型,三、外槽輪式排種器,四、水平圓盤式排種器,一. 排種器的技術(shù)要求,二. 排種器的基本類型,三. 外槽輪式排種器,四. 水平圓盤式排種器,對(duì)于任何一種播種機(jī)來說，核心就是排種器，他是決定播種機(jī)工作質(zhì)量和工作性能優(yōu)劣的重要因素，播種機(jī)能否滿足農(nóng)業(yè)技術(shù)的要求或滿足程度如何，在很大程度上主要取決于排種器的工作狀況。,排種器的工藝實(shí)質(zhì)是：通過排種器對(duì)種子的作用，將種子由群體化為個(gè)體、化為均勻的種子流或連續(xù)的單粒種子。,一. 排種器的技術(shù)要求,1. 播種量穩(wěn)定； 2. 排種均勻； 3. 不損傷種子； 4. 通用性好且使用范圍大； 5. 調(diào)整方便、工作可靠。,二. 排種器的基本類型,由于播種要求、作物種類、作物品種、作業(yè)區(qū)經(jīng)濟(jì)水平和技術(shù)水平等存在較大的差異，目前使用的排種器種類繁多，主要是按照播種方法進(jìn)行分類的。目前，常用的排種器總共分為二大類：,條播排種器：槽輪式、磨盤式、 離心式、氣力式；,穴播排種器：型孔盤式、型孔輪式、 氣力式。,在上述這些類型的排種器中，以外槽輪式排種器和水平圓盤式排種器最具有代表性，其他類型的排種器大多是在上述排種器的基礎(chǔ)上的演進(jìn)產(chǎn)物，我們授課的重點(diǎn)將放在外槽輪式排種器和水平圓盤式排種器上。,,,,,,,,,一階氣送式播種機(jī)工作原理圖,一階氣送式播種機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖,三. 外槽輪式排種器,外槽輪式排種器 內(nèi)槽輪式排種器,1.基本構(gòu)成,1.排種杯 2.阻塞輪 3.檔圈 4.清種方軸 5.彈簧 6.排種舌 7.排種軸 8.外槽輪,2. 工作特點(diǎn),⑴通用性好； ⑵播量穩(wěn)定； ⑶播量調(diào)節(jié)方便； ⑷結(jié)構(gòu)簡單； ⑸有脈動(dòng)現(xiàn)象。,種子下排與上排 a.下排 b.上排,3. 工作原理,外槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，種子逐次充滿于凹槽內(nèi)，隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，種子在排種輪槽齒的強(qiáng)制推動(dòng)下經(jīng)排種口排出（強(qiáng)制層）。同時(shí)處于槽輪外緣的厚度為C的一層種子利用種子之間的摩擦力和槽齒凸尖對(duì)種子的間斷性沖擊，以較低的速度被帶出，該層種子被稱為帶動(dòng)層。,,,帶動(dòng)層以外的種子被稱為靜止層。所以，外槽輪排種器每轉(zhuǎn)排量是強(qiáng)制層和帶動(dòng)層的迭加。,FLASH,外槽輪排種器排種能力計(jì)算,設(shè)：d——外槽輪直徑，d=40.4,Z——外槽輪齒數(shù)，Z=8，10，12,L——外槽輪有效工作長度,C——帶動(dòng)層厚度，小麥：0.3~0.4cm,γ——種子容重，小麥：0.75~0.79 g / cm3,α——種子充滿系數(shù)，0.6~0.8,f——凹槽斷面積,t——槽齒間距,⑴強(qiáng)制層每轉(zhuǎn)排量q1,⑵帶動(dòng)層每轉(zhuǎn)排量q2,整理得：,因C太小可忽略,排種輪每轉(zhuǎn)排量 q = q1 + q2,從公式中不難看出，影響外槽輪排種器工作性能的因素很多，但主要是他的有效工作長度L，所以，目前所使用的谷物條播機(jī)的播種量大多是通過改變外槽輪的有效工作長度來進(jìn)行調(diào)整的。,需要特別注意的是：,Lmin ≥（1.5~2）種子長度,4.提高排種器均勻性的主要措施,排種器工作時(shí)，由于本身外槽輪結(jié)構(gòu)的原因，其排種過程不是連續(xù)的，而是有脈動(dòng)現(xiàn)象，不符合谷物種子在行內(nèi)連續(xù)播種的要求，為此，在排種器設(shè)計(jì)時(shí)采取了如下措施：,⑴將排種器排種舌做成斜線狀； ⑵將排種器由直槽改為螺旋槽。,,四. 水平圓盤式排種器,,圓盤式排種器主要用于中耕作物穴播和單粒精密播種，按照?qǐng)A盤的旋轉(zhuǎn)方向可分為：水平圓盤排種器、垂直圓盤排種器和傾斜圓盤排種器等三種類型。,水平圓盤排種器：結(jié)構(gòu)簡單，低速工作時(shí)比較可靠（Vm = 6~7km/h），但由于圓盤一般安裝在地輪軸上，從下種口到種溝距離較大（投種高度H），易造成種子在溝內(nèi)發(fā)生彈跳現(xiàn)象，致使株距合格率降低。,FLASH,,,,,水平圓盤,水平圓盤式排種器結(jié)構(gòu)示意圖 1.種子箱 2.推種器 3.水平圓盤 4.下種口 5.底座 6.排種立軸 7.水平排種軸 8.大錐齒輪 9.小錐齒輪 10.支架 11.萬向節(jié)軸,垂直圓盤排種器: 圓盤一般與地輪同軸安裝，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡單，投種高度低。但充種面積小，種子填充性能差，因此其轉(zhuǎn)速不可過快，機(jī)組前進(jìn)速度較低。,垂直圓盤,,,,垂直圓盤式排種器 1.插板 2.種子箱 3.充種室 4.卸種蓋 5.剔種舌 6.排種盤軸 7.排種盤 8.殼體,傾斜圓盤排種器：圓盤相對(duì)地面傾斜安裝，排種口在圓盤的最低點(diǎn) ，充種區(qū)大，投種高度低，但傳動(dòng)裝置較為復(fù)雜。,水平圓盤排種器的排種質(zhì)量好壞首先取決于種子能否準(zhǔn)確的充入型孔，這里我們把他稱之為種子的填充性能，而決定種子填充性能的因素主要有二個(gè)：,,水平圓盤的線速度 Vp,型孔的形狀和尺寸：,種子的形狀和尺寸 種子數(shù)量 種子在型孔內(nèi)的排列,1. 型孔的形狀和尺寸,——主要取決于種子的形狀和尺寸、每個(gè)型孔內(nèi)充種數(shù)量和種子在型孔內(nèi)的排列規(guī)律。,⑴水平圓盤排種器的型孔形狀主要有三種：,槽孔,半圓孔,圓孔,,種子的填充數(shù)量以及在型孔內(nèi)的排列規(guī)律決定型孔的尺寸,⑵型孔填充數(shù)量,,一般須根據(jù)種子的品質(zhì)、農(nóng)藝要求來決定，以玉米為例，玉米種植要求每穴 31粒，其尺寸表達(dá)如下：,,⑶種子在型孔內(nèi)的排列規(guī)律,由于種子的充種過程是隨機(jī)的，種子在型孔內(nèi)的排列也是隨機(jī)的，須進(jìn)行大量的試驗(yàn)和觀察，用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理確定某種作物種子在型孔內(nèi)的排列機(jī)率。,以玉米為例，為保證每穴播種數(shù)量為31粒，則每個(gè)型孔內(nèi)必須同時(shí)填充31粒。經(jīng)大量的試驗(yàn)表明，玉米種子在型孔內(nèi)的排列大致有以下幾種情況：,豎站三粒,橫躺三粒,站二躺一,躺二站一,試驗(yàn)結(jié)果和統(tǒng)計(jì)規(guī)律表明，躺二站一的填充機(jī)率占75%左右，是確定型孔尺寸的主要依據(jù)，型孔尺寸確定如下：,L≥l + a,B≥b,A≥2a,,允許的填充尺寸間隙△=0.75~1.5 mm,如果種子經(jīng)過嚴(yán)格的篩選且品質(zhì)又能得到充分保障的話，型孔的尺寸確定就比較準(zhǔn)確，排種器工作質(zhì)量較高。至于排種圓盤的大小、型孔的數(shù)量則根據(jù)拖拉機(jī)的前進(jìn)速度、排種器的傳動(dòng)比、作物種植株距的要求來確定。,,,,2. 水平圓盤排種器的線速度Vp的確定,我們已經(jīng)多次闡明了這樣一個(gè)結(jié)論，為了保證播種質(zhì)量，首先滿足型孔填充的要求，這需要一定的填充空間和填充時(shí)間，填充空間由已經(jīng)確定了的型孔來完成，填充時(shí)間則由水平圓盤的線速度來控制。,,,,d/2,L－d/2,設(shè)：種子近似為一球形，每個(gè)型孔只填充一粒種子（多粒時(shí)可視為一粒）。,d——種子平均粒徑 L——型孔長度 Vp——圓盤線速度,在極限狀態(tài)下，則有：,實(shí)際上，排種器的轉(zhuǎn)動(dòng)大多是由地輪來傳動(dòng)的，而地輪則是由拖拉機(jī)牽引做直線運(yùn)動(dòng)的，所以機(jī)組的前進(jìn)速度Vm決定了排種盤的線速度Vp的大小，工作時(shí)，必須對(duì)Vm加以嚴(yán)格的控制，Vm與Vp之間必須要有良好的配合。,3. Vm與Vp的配合關(guān)系,設(shè)：Vm——機(jī)組前進(jìn)速度，m / s； Vp——圓盤線速度，m / s； t——穴距，m； Z——圓盤上的型孔數(shù)量； D——圓盤直徑，m； 一個(gè)型孔一次同時(shí)只充填一粒種子或多粒種子。,圓盤每轉(zhuǎn)一周，機(jī)組應(yīng)行走的距離為：,Z t,如果：,圓盤每轉(zhuǎn)一秒的周數(shù)為：,n / 60,圓盤每轉(zhuǎn)一秒，機(jī)組應(yīng)行走的距離為：,Vm1,因此，有下列對(duì)應(yīng)關(guān)系：,∴ n = 60 Vm / Z t ①,∵Vp=ωR=（2πn / 60）D / 2 = πDn / 60 ②,,,,考慮到地輪大多為牽引下的被動(dòng)旋轉(zhuǎn)，在地面狀況不太好的情況下有滑移現(xiàn)象，設(shè)地輪的滑移率為δ（一般情況下δ= （0.05~0.12），上述公式應(yīng)該為：,水平圓盤排種器的極限速度Vp是衡量排種器的主要指標(biāo)，同時(shí)該公式與Vm — Vp關(guān)系式配合使用，可進(jìn)行播種機(jī)設(shè)計(jì)以及播種機(jī)組作業(yè)速度的確定。,例題,有一臺(tái)玉米播種機(jī)進(jìn)行單粒播種作業(yè)時(shí)，水平圓盤的型孔長度L為12mm，種子平均粒徑d為8 mm，株距t為200mm，圓盤直徑D為250 mm，型孔數(shù)量Z為25個(gè)。問當(dāng)機(jī)組作業(yè)速度Vm為8km/h時(shí)，該播種機(jī)能否正常工作？為什么？試確定校正后的機(jī)組前進(jìn)速度（km/h）？,分析：1.根據(jù)已知條件計(jì)算該排種器的極限速度；,2.根據(jù)已知Vm計(jì)算排種器的實(shí)際速度。,3.若排種器的實(shí)際速度小于極限速度，說明播種機(jī)能正常工作。否則，將極限速度Vp代入Vp與Vm關(guān)系式，求出機(jī)組的最高允許速度值。,解：根據(jù)已知條件計(jì)算該排種器的極限速度,根據(jù)已知Vm計(jì)算排種器的實(shí)際速度,計(jì)算結(jié)果表明，在8km/h的作業(yè)速度下，排種器的實(shí)際線速度為0.35m/s，已經(jīng)遠(yuǎn)超過該排種器的使用極限速度0. 28m/s，無法進(jìn)行正常工作，必須降低機(jī)組的作業(yè)速度。,將該排種器的允許使用速度0.28m/s代入極限速度與機(jī)組速度關(guān)系式，求出該允許使用速度0.28m/s下的機(jī)組作業(yè)速度。,答：機(jī)組初定作業(yè)速度不能保證播種機(jī)正常工作。校正后的機(jī)組最高許用速度為6.4公里/小時(shí)。,思考題 1. 何謂排種器的工藝實(shí)質(zhì)？ 2. 外槽輪排種器的結(jié)構(gòu)及工作原理？ 3. 如何解決外槽輪排種器排種不均勻問題？ 4. 影響水平圓盤排種器填充性能的因素？ 5. 如何應(yīng)用水平圓盤排種器與機(jī)組速度關(guān)系式？,,