磁吸板式精密排種器充排種過程動力學(xué)建模與仿真分析.pdf

1、磁吸式精密排種技術(shù)是解決蔬菜花卉等小顆粒種子精密播種難題的一種有效方法。本文針對原電磁鐵磁吸式精密排種器體積大、易發(fā)熱、結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)復(fù)雜、所用包衣種子磁粉含量高等不足,選用體積小、磁場穩(wěn)定、控制方便的圓柱形永磁體為排種元件,設(shè)計了一種新型永磁體磁吸板式精密排種器,運用離散元法仿真分析與物理樣機試驗研究相結(jié)合的方法,開展了如下研究工作:
　　 1、通過分析磁粉包衣種子在排種過程中的運動、受力情況,建立其力學(xué)模型,找出影響排種器播

2、種精度的主要影響因素。分析得到在充種過程中,永磁體磁場強度、播種板位置角和種箱移動速度是影響排種器充種性能的主要因素;在攜種過程中,永磁體磁場強度、播種板減速階段的加速度以及播種板翻轉(zhuǎn)角速度是影響排種器攜種性能的主要因素。
　　 2、通過對圓柱形永磁體外磁場空間中任一點的磁場強度和梯度計算公式的簡化,得到永磁體軸線上任一點的磁場強度和梯度計算公式。利用公式計算出在磁場強度不同的永磁體軸線上一系列點處種子所受的磁吸力,擬合出在不同

3、磁場強度下種子所受磁吸力與氣隙高度之間的數(shù)學(xué)模型,為排種器充種過程的離散元法仿真提供依據(jù)。利用離散元軟件EDEM的二次開發(fā)功能開發(fā)了顆粒體力插件來將種子所受磁吸力加載到仿真中。
　　 3、采用離散元法對排種器充種工作過程進行了仿真研究,得到了種箱移動速度、永磁體端面磁場強度和充種位置角對排種器充種性能的影響規(guī)律以及各因素最優(yōu)組合。仿真得出排種器充種性能最優(yōu)的工作參數(shù)組合為充種位置角110°、種箱移動速度0.08m/s、永磁體端面

4、磁場強度150mT;在此工作參數(shù)下排種器充種精度最高:單播率為89.57%、重播率為7.86%、漏播率為2.57%。
　　 4、研制了永磁體磁吸板式精密排種器樣機一臺。采用單因素試驗法,以鐵粉含量為10%的磁粉包衣種子為試驗對象,進行了排種器充種性能和整機性能臺架試驗研究。通過排種器充種性能的試驗研究,所得試驗結(jié)果與仿真結(jié)果趨勢一致,證明了仿真結(jié)果的正確性,以及應(yīng)用離散元法研究磁吸式精密排種器的可行性。通過排種器整機性能的試驗研