【摘 要】
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针对目前水稻排种器在排种过程中的芽种损伤问题,提出一种型孔深度渐变低损水稻排种器。开展理论研究、气固耦合仿真和台架试验,分析凸轮顶杆与型孔深度可变结构,利用活塞径向微幅滑动的结构特点,在充种、清种、携种和投种阶段实现型孔深度自适应。探究型孔深度渐变低损水稻排种器工作过程,实现水稻芽种减少损伤的目的。主要研究内容如下:（1）以长江中下游稻作区常用的黄华占、湘两优600和Y两优203等水稻品种为研究对
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针对目前水稻排种器在排种过程中的芽种损伤问题,提出一种型孔深度渐变低损水稻排种器。开展理论研究、气固耦合仿真和台架试验,分析凸轮顶杆与型孔深度可变结构,利用活塞径向微幅滑动的结构特点,在充种、清种、携种和投种阶段实现型孔深度自适应。探究型孔深度渐变低损水稻排种器工作过程,实现水稻芽种减少损伤的目的。主要研究内容如下:（1）以长江中下游稻作区常用的黄华占、湘两优600和Y两优203等水稻品种为研究对象,测定得到芽种千粒重、密度、含水率、摩擦系数和恢复系数等物理机械特性参数;通过压缩试验得到种子姿态、品种对水稻芽种变形量和极限载荷的影响规律;对湘两优600进行水稻发芽率试验,得到满足农艺最低发芽率要求的芽种极限载荷。（2）设计型孔深度渐变低损水稻排种器双层充种结构;分析滚筒直径、适宜转速和节距等关键参数,得到型孔倒角为37°,吸孔圆径为4.4mm。以端盖槽线平滑运行、避免部件干涉为目的,明确端盖轨迹槽的函数表达式与活塞径向运行规律;分析芽种在充种、清种、携种和投种过程中运动规律,基于圆截面射流的基本理论,得到清种气嘴与型孔位置的极限距离为46.2mm。（3）运用EDEM和Fluent软件对排种器活塞平行装配方式与交错装配方式进行气流场仿真,结果表明平行装配方式较优,且活塞销中心距端面5mm时气流趋于稳定;对排种器清种流场进行分析,得到清种气流的作用形式以及滚筒转速越大清种气流作用时间越短;通过排种器气固耦合仿真得到了芽种在滚筒式排种器中的吸附规律。（4）开展型孔深度渐变低损水稻排种器台架试验,以滚筒转速、内腔负压和清种正压为试验因素,以芽种的播种指数为试验指标,进行单因素试验和多因素寻优试验。其中,单因素试验表明:在转速为10r/min～15r/min、内腔负压为4k Pa～4.5k Pa、清种正压在3.5k Pa～4k Pa时,播种指数达到85%以上;排种器的多因素寻优试验表明:影响合格指数的主次因素是转速、负压、清种正压,优化得到的作业参数为转速为10r/min,负压为4.37k Pa,清种正压为3.89k Pa,此时排种器的合格率为85.39%,重播率为7.7%,漏播率为6.91%。在此基础上,通过发芽率试验表明:型孔深度渐变低损水稻排种器播出芽种发芽率为97.3%,气力滚筒式排种器发芽率为94.7%,型孔深度渐变低损排种器减损效果较优。
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