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： 轴流气吸式排种器的设计与研究
书目信息 机读格式(MARC)
| ISBN/价格： | CNY20.00 (估\呈缴)学位论文 |
|---|---|
| 作品语种： | chi |
| 出版国别： | CN 530000 |
| 题名责任者项： | 轴流气吸式排种器的设计与研究/.张宇乾著/.张海东指导 |
| 出版发行项： | 2023.5.26 |
| 载体形态项： | 87页:;+图表:;+30cm |
| 一般附注： | 机电工程学院, 学号2020210033 |
| 提要文摘： | 蔬菜机械化精密播种可以提高蔬菜种子出苗率和菜苗质量。气吸滚筒式排种器是蔬菜精密播种机以及播种流水线上常用的排种器，具有效率高、播量精确和适用性广的特点。但目前常用的气吸滚筒式排种器需要配备气泵、管道等专用气力系统，气吸式播种流水线上的气吸滚筒需要在内部配置正、负压区和复杂的管道（孔道），结构非常复杂，成本高，加工、装配、维护都很困难。本文针对气吸滚筒式蔬菜种子排种器存在的上述不足，将流体力学、空气动力学理论和排种器的设计相结合，探索一种区别于传统的气吸方式，达到简化排种器结构的目的。从理论上来说，本研究探索的轴流气吸式结构不仅可以用作蔬菜种子，而且也可作为其他种子的精密气吸式播种。所以，它是对传统的气吸排种方式的一次革新与扩展。从实际意义上来说,本课题所提出的轴流气吸式排种器构造简单，成本低且能耗较低,便于普及与使用。本文的研究内容和研究结论如下： (1)以番茄、朝天椒、茄子种子为主要研究对象，对种子的三轴尺寸、千粒重、自然休止角、和ABS树脂板间的滑动摩擦角等机械物理特性的测量和计算并构建种子吸携种过程的动力学模型并加以研究分析，为种子的充种、携种、排种器滚筒结构的设计、吸种型孔的尺寸设定以及排种器数值模拟提供参考依据。 （2）调查了常用小粒径蔬菜种子气吸式排种器所用风机功率在1500W以上。基于轴流风机吸排气原理，设计了一种轴流气吸式排种器，并在扇叶气室与型孔气室之间增加环形隔板以阻挡扇叶转动时产生的气流扰动，保证型孔气室与型孔处的负压效果。基于流量连续性方程和伯努利方程设计了外小内大的型孔结构，目的是使气流在进入型孔时加速，从而使得吸孔入口负压效果在原来的基础上得到进一步提升。 （3）使用Solidworks软件对轴流气吸式排种器进行三维建模，利用ANSYS相关软件对其进行静力学分析和流场分析（模型前处理、网格划分、数值模拟以及数据后处理），验证排种器结构强度和刚度以及基于轴流风机吸排气原理设计的气室结构和基于流量连续性方程与伯努利方程设计的型孔结构的可行性与效果；对型孔负压均匀性进行了研究，改进了滚筒气室通道，使得扇叶旋转产生的气流对型孔气室的扰动作用减弱以致型孔入口负压值得到了提升、型孔的负压均匀性也得到了提高。对滚筒气室的通道直径、型孔的拔模角度、扇叶的叶片数进行正交试验以确定最优参数组合，最终确定选用通道直径为70mm、拔模角度15°、扇叶叶片数为7个。此结构参数下扇叶转速为1500rpm时的型孔入口负压值为47.25Pa，求解理想姿态下吸附种子所需的负压分别为：17.37Pa、41.12Pa、28.99Pa，因此设计的排种器在理论上能够满足要求。 （4）为研究轴流气吸式排种器的实际运行稳定性，加工排种器实物模型并搭建试验台架。利用3D打印技术对排种器的各部件进行处理，所用材料为ABS9400光敏树脂;试验台使用欧标4040L铝合金型材料进行搭造。由于实验室已有器材：1100W普斯调速电机和25W感应减速电机满足排种器所需的动力要求，且功耗低于常用小粒径气吸式排种器的风机功率（1500W），将其做为气吸式排种器的动力源。使用差压计对排种器型孔测量1500rpm转速下的负压值为40～50Pa，与数值模拟较为接近。根据正交试验的最优数据组合对新研制的轴流气吸式排种器进行台架试验。通过调整扇叶不同的转速，对番茄、朝天椒、茄子种子进行了吸种测试,测试结果表明:当扇叶转速达到2400rpm时，排种器吸附三种种子的单粒率分别在93%、94%、96%，对比其他专家学者研究的排种器，表明此排种器吸种性能良好。参考其他气吸式排种器，可知此排种器吸种性能良好。 |
| 并列题名： | Design and research of axial flow air suction seed metering device |
| 题名主题： | 轴流 气吸式排种器 ANSYS 3D打印 台架试验 学位论文 |
| 中图分类： | S233.2-533 |
| 个人名称等同： | 张宇乾 著 |
| 个人名称次要： | 张海东 指导 |
| 团体名称等同： | 云南农业大学 授予 |
| 记录来源： | CN YNAUL 20240301 |