第二節(jié) 排種器理論

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2021/6/271

對(duì)于任何一種播種機(jī)來(lái)說(shuō)，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(guò)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。2021/6/272一.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。2021/6/273二.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。2021/6/274

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。2021/6/275一階氣送式播種機(jī)工作原理圖①②③2021/6/276一階氣送式播種機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖2021/6/277三.外槽輪式排種器外槽輪式排種器內(nèi)槽輪式排種器2021/6/2781.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2021/6/2792.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(jiǎn)單；⑸有脈動(dòng)現(xiàn)象。種子下排與上排a.下排b.上排2021/6/27103.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。強(qiáng)制層帶動(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。FLASH2021/6/2711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(zhǎng)度

C——帶動(dòng)層厚度，小麥：0.3~0.4cm

γ——種子容重，小麥：0.75~0.79g/cm3

α——種子充滿系數(shù)，0.6~0.8

f——凹槽斷面積

t——槽齒間距

2021/6/2712⑴強(qiáng)制層每轉(zhuǎn)排量q1dC⑵帶動(dòng)層每轉(zhuǎn)排量q22021/6/2713整理得：因C太小可忽略排種輪每轉(zhuǎn)排量q=q1+q2

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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(zhǎng)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(guò)改變外槽輪的有效工作長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行調(diào)整的。需要特別注意的是：Lmin

≥（1.5~2）種子長(zhǎng)度2021/6/27154.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(guò)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。

2021/6/2716種子2021/6/2717四.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。2021/6/2718水平圓盤排種器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。H種子箱排種器地輪傳動(dòng)裝置開(kāi)溝器FLASHmg水平圓盤2021/6/2719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(wàn)向節(jié)軸2021/6/2720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(jiǎn)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(guò)快，機(jī)組前進(jìn)速度較低。垂直圓盤mgmrω2H種子箱排種器地輪開(kāi)溝器2021/6/2721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2021/6/2722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。種子箱傾斜圓盤H傳動(dòng)裝置開(kāi)溝器地輪H2021/6/2723

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2021/6/27241.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2021/6/2725

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(lái)決定，以玉米為例，玉米種植要求每穴3±1粒，其尺寸表達(dá)如下：alb2021/6/2726⑶種子在型孔內(nèi)的排列規(guī)律

由于種子的充種過(guò)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3±1粒，則每個(gè)型孔內(nèi)必須同時(shí)填充3±1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：2021/6/2727ABLABLABLABL豎站三粒橫躺三粒站二躺一躺二站一2021/6/2728

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：ABLL≥l+aB≥bA≥2a允許的填充尺寸間隙△=0.75~1.5mm

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如果種子經(jīng)過(guò)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(lái)確定。液體包衣——藥膜涂層種子丸?；幚怼柿稀⑥r(nóng)藥，迅速降解2021/6/27302.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(lái)完成，填充時(shí)間則由水平圓盤的線速度來(lái)控制。LdVpd/2L－d/22021/6/2731LdVpd/2L－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(zhǎng)度Vp——圓盤線速度在極限狀態(tài)下，則有：2021/6/2732將代入①

實(shí)際上，排種器的轉(zhuǎn)動(dòng)大多是由地輪來(lái)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。2021/6/27333.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。2021/6/2734圓盤每轉(zhuǎn)一周，機(jī)組應(yīng)行走的距離為：Zt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：Vm×1因此，有下列對(duì)應(yīng)關(guān)系：1Ztn/60Vm×12021/6/2735∴n=60Vm/Zt①∵Vp=ωR=（2πn/60）×D/2=πDn/60②2021/6/2736

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：2021/6/2737

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。2021/6/2738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(zhǎng)度L為12mm，種子平均粒徑d為8mm，株距t為200mm，圓盤直徑D為250mm，型孔數(shù)量Z為25個(gè)。問(wèn)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(shuō)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。2021/6/2739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(guò)該排種器的使用極限速度0.28m/s，無(wú)法進(jìn)行正常工作，必須降低機(jī)組的作業(yè)速度。2021/6/2740