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论文选题项目编号为51275086国家自然科学基金项目,以立式圆盘排种器为研究对象,从力学角度出发研究如何提高充种能力以适应高速作业需求,旨在优化并定型一种具有高速作业能力的立式浅盆型种盘排种器。本文的主要研究工作如下:(1)充填力种类及作用机理充填力是排种器完成充种过程的基本因素。本文简要分析几种机械式精密排种器的充填力的作用形式和机理,建立型孔充填力模型,并通过散粒体物料力学理论分析了充填力的特点和规律,通过理论分析和力学分析可知,限于排种器的结构特点及种子的散粒体特性,以压应力形式存在的充填力的数值存在上限值,且上限值不大。因此,如何形成更多的充填力应是从力学角度提高机械式精密排种器在高速作业时的充种能力的研究重点。(2)仿真与试验装置设计以立式圆盘排种器为研究对象,以提高立式圆盘排种器高速作业下的充填性能为目标进行结构设计。以增加充填力种类的方式将立式圆盘改进成浅盆式种盘,同时按照排种器的设计要求对立式浅盆型种盘排种器进行结构设计,进而对仿真和试验装置进行设计。(3)EDEM虚拟仿真采用EDEM虚拟仿真技术,建立大豆颗粒体模型,对立式浅盆型种盘排种器的工作过程进行模拟,利用EDEM后处理模块中的影像技术标记种子并对工作区间进行分析,进而对其工作机理进行研究;同时采用多因素组合的研究方法分析排种盘直径、作业速度以及排种盘的折边倾角对充填率的影响规律,优化得出排种盘最优的结构参数组合,为产品定型提供定量的依据。(4)试验研究为直观准确观察排种器的工作特性以及种子在其容腔内部的运动状态,利用高速摄影技术在JPS-12计算机视觉精密排种器检测试验台上拍摄立式浅盆型种盘排种器在不同转速下的工作过程,进而观察分析其清种和投种过程,为完善排种器设计、提高排种器的工作性能提供参考依据。(5)结构优化通过EDEM仿真和高速影像能够清晰观察到立式浅盆型种盘由于型孔形状的特点易发生重种现象,且该种型孔加工工艺复杂,因此对立式浅盆型种盘排种器的结构进行改进优化,设计一种新型排种盘,以及能够避免重种且加工工艺良好的型孔,配合相应的护种板,并对左右壳体进行改进,组合成一种新型双腔立式浅盆型复合种盘排种器,定义型号为2B-JP-FP-01。