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1、1石河子大学石河子大学本本 科科 毕毕 业业 论论 文文题目 机械夹持式膜上精量穴播器排种性能实验研究学生姓名 指 导 教 师所在学院机械机械电电气工程学院气工程学院专业农业农业机械化及其自机械化及其自动动化化年级2006 级级中国新疆石河子2010 年 6 月2目录目录目录目录 .2 1 绪论 .6 1.11.1 课题研究的目的和意义课题研究的目的和意义 6 1.2.1.2.棉花物料特性棉花物料特性 .6 1.31.3 国内外研究现状国内外研究现状 8 1.41.4 精量排种器研究发展的方向精量排种器研究发展的方向 9 1.51.5 精量播种技术中需要解决的关键问题精量播种技术中需要解决的关
2、键问题 .10 1.61.6 棉花排种器的研究的可行性及市场调查棉花排种器的研究的可行性及市场调查 11 1.71.7 主要研究目标、内容与方法主要研究目标、内容与方法 .12 2 棉花精量穴播器的工作原理 .13 2.12.1 工作原理及总体结构工作原理及总体结构 .13 2.1.1 试验目标 13 2.1.2 工作原理 .13 2.1.3 总体结构确定 14 2.22.2 穴播器核心部件主要参数的确定穴播器核心部件主要参数的确定 .15 2.2.1 滚筒尺寸的确定 15 2.2.2 打穴器的参数确定 16 2.2.3 夹持式取种器的参数设定 16 2.2.4 重块的设计 17 2.2.5
3、护种带参数确定 17 2.2.6 梯形接种杯的参数确定 17 2.2.7 容种高度的确定 .17 3 排种器工作过程分析 .18 3.13.1 充种区段充种区段 .18 3.1.1 充种过程分析 18 3.1.2 种子的充种过程的种子运动分析 .18 3.1.3 充种过程中种子的受力分析 19 3.23.2 清种取种过程分析清种取种过程分析 .20 3.33.3 投种过程分析投种过程分析 .21 3.43.4 鸭嘴成穴原理分析鸭嘴成穴原理分析 22 4 台架试验及结果分析 25 4.14.1 台架试验台架试验 .25 4.1.1 试验设备简介 25 4.24.2 取样及数据处理取样及数据处理
4、26 4.2.1 棉花种子的要求 26 4.2.2 数据处理软件 26 4.34.3 试验设计及结果分析试验设计及结果分析 26 4.3.1 排种器主要性能指标的计算方法 26 4.3.2 排种器正交试验设计 26 4.44.4 正交试验结果的计算分析正交试验结果的计算分析 28 4.4.1 各因素对合格率的影响分析 28 4.4.2 各因素对空穴率的影响 29 4.4.3 各因素对多粒率的影响分析 .3034.4.4 响应变量 .31 4.4.5 约束条件 .32 4.4.6 试验结论 .32 5 论文总结 33 5.15.1 结论结论 .33 5.25.2 对今后工作建议对今后工作建议 3
5、3 参考文献 .334摘摘 要要国内外精密排种器在理论上的研究已达到了较高水平，但在实际应用方面成功机型 还较少，主要表现为现有产品的性能难以满足实际生产的需要，多数成果只是在传统播 种机上的简单应用，结构上并不一定适用。对结构进行优化设计，提高制造工艺水平和 降低产品价格，并结合农业生产条件优选适宜的排种器类型。新疆是中国最大的优质棉 生产基地，本项目的实施不仅可以解决多种作物尤其针对新疆棉花膜上精密播种问题， 该穴播排种器使用中无需风机，故在大中小型播种机上均可配套使用，有利于新疆棉花 精密种植技术的推广，这对巩固和发展新疆棉花产业有重要的意义。具体实验内容如下： 1 详细介绍了实验背景。
6、2 详细介绍了穴播器的工作原理。3 排种器工作过程分析。4 实验结果分析。关键词关键词 : :棉花，夹持取种器，实验分析5AbstractAbstractPrecision metering device at home and abroad in the theoretical studies have reached a high level, but in practice also less successful models, mainly for the performance of existing products can not meet the actual needs o
7、f production, most of the results only in the traditional planter on a simple application, the structure does not necessarily apply. To optimize the design of the structure, improve manufacturing processes and reduced product prices, combined with optimal conditions for agricultural production suita
8、ble metering device types. Xinjiang is Chinas largest high-quality cotton production base, implementation of this project can not only solve a variety of crops, especially for precision planting of cotton membrane problem，the sowing mechanism uses the no fan, so in both large and small planter on su
9、pporting the use of a sophisticated growing techniques conducive to cotton promotion, this consolidation and development of Xinjiangs cotton industry has great significance. The experiments are as follows: 1 A detailed description of the experimental background.2 Details of the hole seeding device w
10、orks.3 Working Process of seed. 4 Experimental resultsKeywords:Cotton， Clamping ，controlled experiment61 1 绪论绪论1.11.1 课题研究的目的和意义课题研究的目的和意义种植机械是农业机械最大的家族，完成着农业生产中最基本最重要的一环，性能的 好坏直接关系到农作物的生长和产量，围绕高产、优质、高效农业的发展，开发节约型 农业所需的技术与设备已是我国农业机械技术的主攻方向。如免耕、少耕机具、深施化 肥、地膜覆盖机械，精量与半精量播种机械等。精密播种技术是现代农业生产中采用的 一项综合性技术措
11、施。精密播种有二方面的含义：一是指播种精密，即将作物的种子按 精确的三维空间即精确的行距、粒距和播种深度，单粒准确地播入土壤中;二是指种子精 密。毫无疑问，精密播种能够使种子及植株在田间和地表空间可以获得均衡的营养面积， 有利于植株的生长、发育，使个体植株健壮，果实粒大，有利于提高亩产量。精量点播 器具有显著的经济效益和社会效益，发展前景可观。 新疆是中国最大的优质棉生产基地，面积、单产、总产、调出量连续 14 年位居全国 首位。棉花种植面积由 1990 年的 652.8 万亩发展为 2006 年的 l930 万亩，增长了 l.96 倍：同期单产水平由 72 公斤亩提高到 113 公斤亩，增长
12、了 56.9%：总产量由 46.9 万 吨增加到 218 万吨（上报统计产量），增长了 3.65 倍，在中国棉花产量中已三分天下有 其一。近年来，随着育种、种子加工处理技术、农药、除草剂和水利灌溉技术的不断发 展与完善，使种子的发芽率和保苗率有了大幅提高，从而使精量播种技术有了更可靠的 保证。降低棉花种植过程中的成本，提高生产效益是解决新疆棉花所遇到的问题的重要 途径。 拿新疆棉花种植来说，精量播种的面积在逐年增长，2005 年仅新疆兵团棉花精量播 种面积就达到 11.3 万公顷。实施精密播种后，亩用种量由 6 千克左右减少到 2 千克以下， 若按新疆棉种市场价 6 元/千克，若兵团全部实施精
13、密播种，则兵团仅种子投入一项每年 就可节约近 3 亿元。本设计研究的意义在于： 1.本项目的实施不仅可以解决多种作物尤其针对新疆棉花膜上精密播种问题，故在 大中小型播种机上均可配套使用，有利于新疆棉花精密种植技术的推广，这对巩固和发 展新疆棉花产业有重要的意义； 2.本项目研究的膜上棉花穴播排种器造价低，使用能耗低，符合农业可持续发展的 要求； 3.新疆棉花种植面积达 110 万公顷，采用精密播种技术，仅购买种子和定苗人工费 就可减少不少投入，很大程度上减少棉花种植成本投入。 4.目前新疆棉花精密种植所使用的穴播排种器受振动影响大，稳定性差，无法适应 高速作业，工作速度小于 2.5Km/h，而
14、本项目研究受振动影响小，播种效果稳定性好，作 业速度预期可达 4.0Km/h 以上，作业效率大幅提高，在春季旱情较重的情况下，有助于 抢墒播种。 5.播种机械作业环境差使用中必须经受各种恶劣作业条件的考验。本项目研究的机 械式穴播排种器与气吸式穴播排种器相比机构简单、制造工艺要求低、保养维护少，故 更适合在恶劣环境中作业。1.21.2 棉花物料特性棉花物料特性 种子的物理特性(physical property)包括两类：一类根据单粒种子进行测定，求其7平均值，如子粒的大小，硬度和透明度等：另一类根据一个种子群体进行测定(取相当数 量的种子作为样品)，如重量(一般用千粒重或百粒重表示)，比重(
15、specific gravity)， 容重(volume weight)，密度(density)，孔隙度(porosity)及散落性(10wmovement) 等种子的物理特性和种子的形态特征及生理生化特性一样，主要决定于作物品种的遗 传特性，但在一定程度上受环境条件的影响 1.种子的千粒重(绝对重)对衡量同一作物品种不同来源(如生产地区或季节不同等情 况)的种子播种品质有一定参考价值。 2.种子的散落性：作物种子就每一单粒而言，是小团干缩的凝胶，其形状固定，非遇 强大外力，不易变化但通常一大批种子是一个群体，各子粒相互间的排列位置，稍受 外力，就可发生变动，同时又存在一定的摩擦力因此，就种子
16、群体而言，它具有一定 程度的流动性当种子从高处落下或向低处移动时，形成一股流水状，因而称它为种子 流，种子所具有的这种特性就称为散落性当种子从一定高度自然落在一个平面上，达 到相当数量时，就会形成一个圆锥体由于各种作物种子散落性的不一致，其形成的圆 锥体亦因之而有差别圆锥体的斜面与底部直径所成之角可作为衡量种子散落性好与差 的指标，这个角度即称为种子的静止角(angle of repose)或自然倾斜角。散落性较好， 静止角比较小(如豌豆种子)，散落性较差，静止角比较大(如水稻种子)种子停留在圆 锥体的斜面上所以不继续向下滚动而呈静止状态，是由于种子的颗粒间存在着一定大小 的摩擦力，摩擦力越大，则散落性越差，而静止角越大种子在圆锥体的斜面上由于重 力作用而产生一个与斜面平行的分力，其方向与摩擦力相反一粒种子在圆锥体的斜面 上保持静止状态或继续滚动，完全取决于这个分力与摩擦力的对比结果如该分力等于 或小于种子颗粒问的摩擦力，则种子停留在斜面上静止不动，如该分力大
