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1氣吸式免耕播種機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

氣吸式免耕播種機(jī)結(jié)構(gòu)。配套動(dòng)力為55～65kW拖拉機(jī)，作業(yè)幅寬2～3m，播種行數(shù)為5行，播種行距為40～60cm可調(diào)。田間作業(yè)時(shí)，將免耕播種機(jī)與拖拉機(jī)相連，播種機(jī)每組開(kāi)溝器前安裝破茬圓盤(pán)刀，有效地提高了破茬能力，液壓控制的起落機(jī)構(gòu)可以調(diào)節(jié)破茬和開(kāi)溝的深度;限深輪主要調(diào)節(jié)排種箱排種的深度，在振動(dòng)測(cè)量中決定排種器與土壤表面間的距離。氣吸式排種裝置主要由吸盤(pán)、種室、種箱等組成，排種裝置的振動(dòng)特性直接影響到排種質(zhì)量。排種器開(kāi)溝輪和限深輪的高度的調(diào)節(jié)都是影響免耕播種機(jī)振動(dòng)的主要因素。

2氣吸式免耕播種機(jī)振動(dòng)數(shù)學(xué)模型

2．1免耕播種機(jī)

地面系統(tǒng)模型為了忽略影響氣吸式免耕播種機(jī)排種裝置的振動(dòng)特性和排種性能的次要因素，在建立模型之前做如下假設(shè):①假設(shè)免耕播種機(jī)的各個(gè)部件均為剛體;②免耕播種機(jī)排種器剛度、排種器開(kāi)溝輪剛度、限深輪的剛度為位移的線(xiàn)性函數(shù);圓盤(pán)、支撐輪與土壤相互作用所產(chǎn)生的阻尼為速度的線(xiàn)性函數(shù);圓盤(pán)與支撐輪以與土壤均保持接觸;③所建立的模型振動(dòng)均為免耕播種機(jī)的垂直振動(dòng)。建立免耕播種機(jī)－地面系統(tǒng)的二自由度模型。二自由度分別為:氣吸式免耕播種機(jī)質(zhì)心Q，垂直位移yc，播種機(jī)支架繞點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)的角位移β，A、B分別為氣吸式免耕播種機(jī)排種器開(kāi)溝輪和限深輪與地面接觸點(diǎn)。

2．2免耕播種機(jī)振動(dòng)微分方

程氣吸式免耕播種機(jī)工作時(shí)所采集振動(dòng)信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)具有正、余弦函數(shù)分布的特點(diǎn)。因此，免耕播種機(jī)工作地面的縱斷面可簡(jiǎn)化成如圖3所示的正弦曲線(xiàn)，將地面相對(duì)于基準(zhǔn)水平面的高度H和兩個(gè)峰值間的距離(即播種機(jī)走向長(zhǎng)度L的變化)作為地面縱斷曲線(xiàn)或路面不平度函數(shù)。

3田間振動(dòng)試驗(yàn)分析

3．1田間試驗(yàn)搭建本試驗(yàn)

針對(duì)免耕播種機(jī)振動(dòng)信號(hào)的采集所應(yīng)用的設(shè)備有:Ti3058k－16M無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋、BK公司4500－B－001系列單向加速度傳感器、BW公司13500型和13510型XYZ三向傳感器、BK3050－B－060型六通道PulseLAN－XI數(shù)據(jù)采集卡。

3．2MATLAB數(shù)據(jù)處理分析

采用MATLAB軟件進(jìn)行編程完成數(shù)據(jù)處理，對(duì)采集卡6個(gè)通道采集到的信號(hào)進(jìn)行快速Fourier變換，然后求得Fourier變換后的振幅。MATLAB自動(dòng)繪出通道1～通道6隨頻率變換的振幅，由于引起氣吸式免耕播種機(jī)的振動(dòng)主要為垂直方向的振動(dòng)，所以本文只列出垂直方向的頻譜圖。氣吸式免耕播種機(jī)在免耕葵花地表工作時(shí)采集到的振動(dòng)頻譜圖。其中，速度相同、限深輪調(diào)節(jié)的開(kāi)溝深度不同的頻譜圖，限深輪調(diào)節(jié)的開(kāi)溝深度相同、作業(yè)速度不同的頻譜圖。在相同速度下，由第1個(gè)開(kāi)溝深度可得:在頻率為51．13Hz時(shí)，最大振幅為13580p－pmm;第2個(gè)開(kāi)溝深度可得:在頻率為50．84Hz時(shí)，最大振幅為46630p－pmm。在某個(gè)特定的開(kāi)溝深度下，針對(duì)不同工作速度，在第1個(gè)工作速度下，在頻率為51．13Hz時(shí)，最大振幅為7790p－pmm;在第2種速度時(shí)，在頻率為48．72Hz時(shí)，最大振幅為45270p－pmm。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出，在不同速度、不同開(kāi)溝深度(即排種器離地面高度不同)時(shí)，氣吸式免耕播種機(jī)排種裝置的振動(dòng)情況均不同，表明車(chē)速和排種裝置離地面高度都是引起排種裝置振動(dòng)的特征參數(shù)。

4結(jié)論

1)由免耕播種機(jī)排種裝置的振動(dòng)微分方程可得出，氣吸式免耕播種機(jī)在工作時(shí)起排種裝置的振動(dòng)主要由播種機(jī)的結(jié)構(gòu)特種、作業(yè)時(shí)的前進(jìn)速度、排種器與土壤表面間的距離、土壤不平度和土壤粘性決定。

2)田間試驗(yàn)表明，工作車(chē)速和排種裝置離地面高度均是引起排種裝置振動(dòng)的特征參數(shù)。

作者：張旭趙滿(mǎn)全劉飛董帥劉月琴單位：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)