基于SolidWorks的气吸排种器运动仿真设计

0 引言

    随着计算机技术的飞速发展，虚拟设计、仿真设计和并行设计等现代设计方法悄然兴起。现代设计方法可以改变基于生产经验的传统设计方法的产品研制周期长和成本高等缺点，目前在农业机械新产品的研发与生产过程中得到广泛应用。

    排种器是精密免耕播种机的核心部件之一。气吸式精密排种装置具有不伤种子、对种子尺寸要求不严、通用性好和适应高速作业等优点，目前在精密播种机上得到广泛采用。工作过程中，排种盘转速与作业速度的匹配关系对排种性能的影响较大。本文设计采用参数化造型软件对排种器结构及排种过程进行建模和运动仿真，提高了设计效率，从而为气吸式排种器的参数化设计和优化设计提供了理论依据。

1 排种器的总体结构及工作原理

    气吸式排种器主要由排种器壳体、剔种装置、排种盘、搅种轮、排种器盖和播量调节机构等零部件组成，其结构如图1所示。

图1 气吸式排种器三维结构图

    排种器在工作时，种箱内的种子流人排种器储种室，排种盘将吸种室和充种室隔开，储种室与充种室相接，吸种室通过软管与风机相连。当风机工作时，使吸种室内形成一定真空度，因而使排种盘两侧产生压力差，在压力差的作用下，排种盘上的窝眼孔处产生吸附力，将充种室中的种子吸住；当吸人一粒种子时，种子会将窝眼内的吸种孔堵死，保证只有一粒种子进入窝孔；当种子随排种盘转动到刮种装置部位时，刮种装置会将窝孔处多余种子清除掉，只保留一粒种子以保证不出现重播。种子继续随排种盘旋转至导种管上方的播种无吸力区域后，由于种子失去了风压对其的吸附力，便依靠自身重力及离心力的作用，落入导种管进入种沟完成播种过程。

2 排种盘的设计

    排种盘是排种器的关键零件，其结构设计优劣直接影响排种器的性能。本排种盘采用双排窝孔形式布置，其结构如图2所示。

图2 吸种盘结构图

    窝孔形式及孔径的大小对所需的吸种室真空度影响很大。真空度小，漏播率偏大；真空度较大，则重播率增大。因此，窝孔形式及孔径大小直接影响着排种器对种子的吸附能力。适当形状的型孔有助于提高排种器的囊种。该排种器采用的是窝孔式型孔，能够很大程度上提高种子的囊种率，窝孔直径为5mm。