气吸式排种器排种性能试验研究

陈江辉

（新疆工程学院机械工程系，新疆 乌鲁木齐 830023）

0 引言

播种作为农业生产中的关键环节，其发展主要经历了人工播种和机械播种2个阶段。随着播种技术的发展，机械播种已成为最主要的播种方式。相应的播种机械有条播机、撒播机、穴播机和精播机[1]。

随着农产品种子品质的提升，单粒精密播种技术迅速发展起来。这种方法可以避免种子的浪费，保证田间株距、行距均匀，减少田间间苗用工，提高种肥利用率，最终达到增产的目的。因此，精密播种机械被广泛应用于生产实践，而如何提高其播种性能成为当下急需解决的问题[2～6]。

在农业生产中，精密播种过程及其复杂，有多种因素共同影响播种质量。排种器是播种机的核心部件，其性能的好坏将最终决定着整机的播种性能。因此，目前对提高播种机播种性能的研究主要集中在排种器排种性能上[7～9]。

影响着气吸式排种器性能的因素主要有结构参数和工作参数[10～17]。本文主要针对播种机前进速度（输送带速度）和气吸室真空度两个因素进行单因素试验，研究这两个因素对排种器排种性能的影响，并确定满足工作条件的最佳输送带速度和气吸室真空度。

1 试验材料与设备

图1 JPS-12排种性能检测试验台

试验所选用的材料为中单909玉米种子，气吸式排种盘吸孔的结构参数为：18孔，直孔，孔径为5 mm。性能试验在JPS-12排种性能检测试验台上进行（图1）。其主体结构组成：种床带、台架、排种器安装架、黏种油液压系统、摄像系统、刮油板、油种分离过滤装置、气力式排种器、风机等。此试验台利用计算机实时监控、检测排种过程，适用于多种形式的排种器的精播、穴播、条播的性能试验和检测。根据国家标准《GB/T6973-2005单粒（精密）播种机试验方法》评价试验结果。

2 试验方法

试验时，待排种盘和种床带运转平稳后，取一时间段作为观测统计的时间，每一工况试验测量250个种子粒距，每调整一次参数重复3次试验，试验结果取其平均值。对试验结果的统计和评价标准依据《GB/T 6973-2005单粒（精密）播种机试验方法》：若测得的粒距小于或等于0.5Xr（Xr为设定的理论粒距）记为重播，测得的粒距在（0.5～1.5）Xr之间时为合格，大于1.5Xr记为漏播。

气吸式排种器排种性能主要受输送带的速度、气吸室的真空度、排种盘的转速等的影响。本文主要考虑输送带速度和气吸室真空度这两种最重要的因素，通过试验分析了解其对排种性能的具体影响。

3 结果与分析

3.1 输送带速度对排种性能的影响

试验时工作参数：试验台振动频率为14Hz，气吸室真空度 4 kPa，输送带速度为 3、4、5、6 km/h，进行单因素试验，每组试验重复3次，试验结果取其平均值。分析输送带运行速度对排种器排种性能的影响，输送带速度对排种性能的影响如图2所示。可以看出：播种的合格率随着输送带速度的升高呈升高→降低趋势，在带速为4km/h时达到最大值，即播种的合格率最高，说明在该速度下排种器的排种效果是最好的，因此在实际生产中若保持拖拉机在该行驶速度下播种，达到的效果最好。当速度增大到6km/h时，漏播率较高，原因主要是输送带速度较大时吸种时间减少，这种情况易发生漏播。

为了分析输送带速度对各试验指标影响的显著性，本文选取输送带速度为3～6 km/h之间的4组试验数据，以显著性水平α=0.05，对各试验指标进行了单因素方差分析，如表1所示。

由表1可知，在3～6 km/h范围内，输送带运行速度对合格率、重播率和漏播率有显著的影响，也就是说，选择合适的播种速度可以显著提高播种的效率与合格率，这对提高排种性能意义重大。

图2 输送带速度对排种性能的影响

表1 输送带速度对排种性能影响方差分析表

3.2 气吸室真空度对排种性能的影响

试验时工作参数：振动频率为14 Hz，输送带速度为4 km/h，排种盘转速为15.63 r/min，气吸室真空度分别设定为-3、-4、-5、-6 kPa，分别对每组参数进行试验，每组数据重复3次，试验结果取其平均值，分析气吸室真空度对排种器排种性能的影响，试验结果如图3所示。可以看出，随着负压的增加，播种的合格率呈升高→降低趋势，在负压达到-4 kPa时，合格率达到最高值，随后开始降低，这说明，在此真空度下排种器的排种效果最好，因此实际生产中在此真空度下播种效果最好。在负压为-3 kPa时，测试结果表明漏播很严重，原因是气压差小，导致吸附种子的力不足，即使种子勉强被吸附上，也会由于吸得不牢固而在排种盘转动和震动过程中掉落下来，不能正常播种，最终导致漏播率的升高。

图3 真空度对排种性能的影响

为分析气吸室真空度对各试验指标影响的显著性，本文选取真空度为-3、-4、-5、-6 kPa的 4组试验数据，以显著性水平α=0.05，对各试验指标进行了单因素方差分析，如表2所示。分析结果由表2可知，在3～6 kPa范围内，真空度对合格率、重播率和漏播率影响显著。也就是说，选择合适的负压可以显著提高播种的效率与合格率，这对提高排种性能意义重大。

表2 真空度对排种性能影响方差分析表

4 结论

通过在JPS-12排种器性能检测试验台上对玉米种子进行排种性能试验，并对试验结果进行分析，得出如下结论：

（1）输送带速度为4 km/h时，合格率为92.41%，此时排种合格率最高。即在实际生产中，拖拉机在该速度下播种效果最好。

（2）真空度为-4 kPa时，合格率为93.65%，此时播种合格率最高，说明在该真空度下排种器的排种效果最好。因此在实际生产中保持播种器在该真空度下播种，播种效果最好。