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第二節(jié) 排種器理論,,一、對排種器的技術要求,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,對于任何一種播種機來說，核心就是排種器，他是決定播種機工作質(zhì)量和工作性能優(yōu)劣的重要因素，播種機能否滿足農(nóng)業(yè)技術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。,排種器的工藝實質(zhì)是：通過排種器對種子的作用，將種子由群體化為個體、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)濟水平和技術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上的演進產(chǎn)物，我們授課的重點將放在外槽輪式排種器和水平圓盤式排種器上。,,,,,,,,,一階氣送式播種機工作原理圖,一階氣送式播種機結構示意圖,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,⑴通用性好； ⑵播量穩(wěn)定； ⑶播量調(diào)節(jié)方便； ⑷結構簡單； ⑸有脈動現(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)動時，種子逐次充滿于凹槽內(nèi)，隨之轉(zhuǎn)動，種子在排種輪槽齒的強制推動下經(jīng)排種口排出（強制層）。同時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層。,,,帶動層以外的種子被稱為靜止層。所以，外槽輪排種器每轉(zhuǎn)排量是強制層和帶動層的迭加。,FLASH,外槽輪排種器排種能力計算,設：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強制層每轉(zhuǎn)排量q1,⑵帶動層每轉(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的播種量大多是通過改變外槽輪的有效工作長度來進行調(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，由于本身外槽輪結構的原因，其排種過程不是連續(xù)的，而是有脈動現(xiàn)象，不符合谷物種子在行內(nèi)連續(xù)播種的要求，為此，在排種器設計時采取了如下措施：,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，按照圓盤的旋轉(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：結構簡單，低速工作時比較可靠（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構示意圖 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，傳動機構簡單，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，機組前進速度較低。,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：圓盤相對地面傾斜安裝，排種口在圓盤的最低點 ，充種區(qū)大，投種高度低，但傳動裝置較為復雜。,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：,,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的，種子在型孔內(nèi)的排列也是隨機的，須進行大量的試驗和觀察，用統(tǒng)計學原理確定某種作物種子在型孔內(nèi)的排列機率。,以玉米為例，為保證每穴播種數(shù)量為31粒，則每個型孔內(nèi)必須同時填充31粒。經(jīng)大量的試驗表明，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,試驗結果和統(tǒng)計規(guī)律表明，躺二站一的填充機率占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)拖拉機的前進速度、排種器的傳動比、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結論，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間，填充空間由已經(jīng)確定了的型孔來完成，填充時間則由水平圓盤的線速度來控制。,,,,d/2,L－d/2,設：種子近似為一球形，每個型孔只填充一粒種子（多粒時可視為一粒）。,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：,實際上，排種器的轉(zhuǎn)動大多是由地輪來傳動的，而地輪則是由拖拉機牽引做直線運動的，所以機組的前進速度Vm決定了排種盤的線速度Vp的大小，工作時，必須對Vm加以嚴格的控制，Vm與Vp之間必須要有良好的配合。,3. Vm與Vp的配合關系,設：Vm——機組前進速度，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； 一個型孔一次同時只充填一粒種子或多粒種子。,圓盤每轉(zhuǎn)一周，機組應行走的距離為：,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，機組應行走的距離為：,Vm1,因此，有下列對應關系：,∴ 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旋轉(zhuǎn)，在地面狀況不太好的情況下有滑移現(xiàn)象，設地輪的滑移率為δ（一般情況下δ= （0.05~0.12），上述公式應該為：,水平圓盤排種器的極限速度Vp是衡量排種器的主要指標，同時該公式與Vm — Vp關系式配合使用，可進行播種機設計以及播種機組作業(yè)速度的確定。,例題,有一臺玉米播種機進行單粒播種作業(yè)時，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。問當機組作業(yè)速度Vm為8km/h時，該播種機能否正常工作？為什么？試確定校正后的機組前進速度（km/h）？,分析：1.根據(jù)已知條件計算該排種器的極限速度；,2.根據(jù)已知Vm計算排種器的實際速度。,3.若排種器的實際速度小于極限速度，說明播種機能正常工作。否則，將極限速度Vp代入Vp與Vm關系式，求出機組的最高允許速度值。,解：根據(jù)已知條件計算該排種器的極限速度,根據(jù)已知Vm計算排種器的實際速度,計算結果表明，在8km/h的作業(yè)速度下，排種器的實際線速度為0.35m/s，已經(jīng)遠超過該排種器的使用極限速度0. 28m/s，無法進行正常工作，必須降低機組的作業(yè)速度。,將該排種器的允許使用速度0.28m/s代入極限速度與機組速度關系式，求出該允許使用速度0.28m/s下的機組作業(yè)速度。,答：機組初定作業(yè)速度不能保證播種機正常工作。校正后的機組最高許用速度為6.4公里/小時。,思考題 1. 何謂排種器的工藝實質(zhì)？ 2. 外槽輪排種器的結構及工作原理？ 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. 如何應用水平圓盤排種器與機組速度關系式？,,