基本信息
- 项目名称：
- 摩擦式条播排种器
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 小麦是我国主要粮食作物之一，而排种器是小麦播种机实现播种的核心部件，其性能对小麦产量有很大影响。 针对现有小麦外槽轮式排种器存在的排种脉动及种子易破损等问题,设计研究了一种新型摩擦式条播排种器。该排种器依靠对种子的摩擦力来进行排种,在摩擦盘和橡胶排种轮的摩擦力作用下种子长轴沿导种板顺序排列,随着排种轮的转动被连续排出,实现了均匀播种。
- 详细介绍：
- 食品安全与能源安全、金融安全并称为当今世界三大经济安全。粮食是国家之魂，对于我们这样一个拥有13亿人口，正处于工业化、城镇化加速推进的国家而言，确保粮食安全与产量不仅是实现国民经济又好又快发展的基本条件，而且是促进社会稳定和谐的重要保障，更是确保国家安全的战略基础。 小麦是我国主要粮食作物之一，其播种质量直接影响产量。而排种器是小麦播种机实现播种的核心部件，其性能对小麦产量有很大影响。 针对现有小麦外槽轮式排种器存在的排种脉动及种子易破损等问题,小组成员设计研究了一种新型摩擦式条播排种器。该排种器依靠对种子的摩擦力来进行排种,在摩擦盘和橡胶排种轮的摩擦力作用下种子长轴沿导种板顺序排列,随着排种轮的转动被连续排出,实现了均匀播种，并采用了两不等直径的摩擦盘及渐开线式入口结构的导种板，避免种子结拱、堵塞，避免种子结拱、堵塞，以及播种时出现断条现象。 在实验室内手工制成的样机针对小麦进行了试验台测试，其播种均匀性与外槽轮式小麦排种器相比有较大的提高，一定程度上解决了现有外槽轮式排种器的排种脉动和种子破损等问题，摩擦式条播排种器的研究为提高小麦等条播播种机的性能提供了基础。 播种时，由播种机主动链轮提供动力，通过链条、排种器链轮及传动轴、销钉使摩擦盘与导种轮同步转动，进行播种作业。种子经种箱、导种管进入排种器内部，在不等边摩擦盘对种子的摩擦力作用下，与摩擦盘接触的小麦种子开始转动、充种，使种子的长轴与摩擦盘平行，形成定向排列。种子顺利进入由摩擦盘与导种轮组成的凹槽内完成充种，当种子进入种道后，依靠开口逐渐减小的渐开线式护种板增大种子与其他三个摩擦面的摩擦，减小种子与摩擦板间的相对位移，增加排种的精度。在摩擦盘与导种轮的作用力及渐开线形状排种通道内壁的导向作用，使种子形成均匀的种子流，随着排种轮的转动，匀速地作圆周运动。通过清种装置使进入排种通道内的种子可靠准确地排出，完成排种作业。 相比外槽轮式条播排种器，改善了排种脉动，降低了伤种率，提高条播作业水平。该排种器结构简单，成本低，市场前景广阔。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计目的： 播种作业是农业生产中的重要环节，排种器是播种机的关键部件，其性能直接影响播种作业质量的好坏。 本项目针对外槽轮式排种器的排种脉动、种子易破损等问题，提出一种新的排种方法，设计一种新型的适用于小麦等条播作物及小粒农作物播种要求的排种器，解决目前条播排种器播种不均匀、种子易破损以及播种断条等问题。 基本思路： 1 调查、分析目前各条播排种器特点，提出新型排种器的研究方案。 2 依靠摩擦排种的方法，设计摩擦式条播排种器,试制样机，进行试验研究。 3 验证其原理结构的可行性，是否达到预期目标。对出现的问题进行分析，改进结构，最终完成排种器样机的制作。 创新点： 1 提出依靠摩擦进行排种的方法，提高播种性能。 2 采用弹性排种轮，降低伤种率。 3 采用两不等直径的摩擦盘及渐开线式入口结构的导种板，避免种子结拱、堵塞，以及播种时出现断条现象。 技术关键： 1 排种轮弹性材料的选取。排种轮排种时受到挤压，既要避免种子破碎，又应具有一定的强度、抗撕裂性、不发生屈服改变几何尺寸，其材料的选取是关键。 2 种子如何顺利进入摩擦盘充种区域、进入排种通道，避免种子散体的结拱是解决排种均匀性问题的关键。 3 投种过程中，种子间相互影响，如何形成均匀的种子流是关键。 主要技术指标： 合格指数≥85%，重播指数≤10%，漏播率≤10%,变异系数≤36%,断条率≤1%。
科学性、先进性
- 目前小麦播种机多采用外槽轮式排种器，其结构简单，调节使用方便，在条播各种作物方面具有较大的通用性和适应性，但在工作时存在排种脉动导致排种不均匀，且伤种率较高，存在重播、漏播现象，其他形式的条播排种器也存在类似的问题。 本项目针对外槽轮式排种器的排种脉动性、种子易破损等问题，提出一种依靠摩擦排种的方法，设计一种新型的，适用于小麦等条播作物及小粒农作物播种要求的排种器。 采用摩擦力对种子的作用，使种子形成均匀的种子流，解决槽轮式排种器的脉动问题；采用弹性排种轮，降低伤种率；同时采用了两不等直径的摩擦盘及渐开线式入口结构的导种板，可避免种子结拱、堵塞，以及播种时出现断条现象。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物、图片、录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本作品属新型条播排种器，其原理为利用排种轮及摩擦盘对种子的摩擦力排种。经试验台测试，效果良好。使用时只需将其正确安装到播种作业机内，连接传动装置即可进行播种作业。 利用摩擦力进行排种作业的排种器，目前，未发现国内外相关文献的报道。 开发设计的摩擦式条播排种器，相比其他条播式排种器有较大优势，改善了外槽轮式条播排种器排种脉动的现象，同时降低了伤种率，提高条播作业水平。结构简单，成本低。市场前景广阔，具有很好的市场开发价值和应用价值。
同类课题研究水平概述
- 小麦是我国主要粮食作物之一，而排种器是小麦播种机实现播种的核心部件，其结构性能与工作效果对小麦产量有很大影响。近年来，国内外对以下几种条播式排种器进行了一定量的研究。 (1)外槽轮式排种器 目前用于小麦类作物播种的排种器以外槽轮式居多，该排种器具有结构简单、使用调整方便、通用性好等特点。但外槽轮排种器是靠沟槽的推拨作用排种，槽轮转速达到一定值后,受其种子流动性影响形成带动种子流,产生排种带动层,加上机器前进中的震动颠簸造成带动层的不稳定影响排种的均匀性。 余泳昌，李明枝，刘晓文等人对外槽轮式排种器做了一定的改进：在排种器排出口处加装弹性刮种装置，可实现排种轮的全封闭强制排种，消除排种带动层，减少排种受播种机前进速度、机具震动、颠簸等因素的影响，提高排种准确性和均匀性；改变原有的阻塞套为型孔轮与外槽轮组合变换使用，从而实现小麦的精少量播种。 (2)钉轮式排种器 排种量的计算可按外槽轮式估算。排种量的调节用改变其轮速实现,同时进入钉轮下部的种子量可靠插板控制。这有助获得均匀的种子流, 即使在每公顷播量很低时, 也可获得均匀种子流。 钉轮对排种杯中的种子层的直接影响高于槽轮。目前市场少见钉轮式小麦排种器，对其研究亦不多见。 (3)离心式排种器 通过调节板改变进种口的断面大小以调节播量。 排种锥筒上的导向叶片产生的气流可将灰尘和细小夹杂物升起经排气管吹出机外, 可进一步清洁种子。 沿圆周可均布许多排种口, 一个排种器集中排种、播种多行, 这对于宽幅条播机具有特殊意义。构造简单、重量轻。排种均匀度高。但加工精度和装配质量要求高, 且直接影响着各行播量的一致性。 (4)气力式排种器 许多农业先进的国家在上个世纪50年代就开始推广使用气力播种，如南斯拉夫的泼尼玛什-Ⅱ型气吸式播种机的抖附机构采用气吸式垂直圆盘式，盘的一面是真空室与风机吸风口相连，使种子室产生负压，盘的另一面是种子室，作业时排种盘旋转，吸孔在充种区吸附种子，经过刮种器刮掉多余的种子，从而使每个吸孔只保留一粒种子。种子在开沟器上方转出真空室，吸力消失，种子靠自重下落到种沟里。该播种机能够节约种子和节省劳力，但也有整机重量大、需要大马力拖拉机配套、使用不方便等缺点。
