陳江輝

（新疆工程學(xué)院機(jī)械工程系，新疆 烏魯木齊 830023）

0 引言

播種作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其發(fā)展主要經(jīng)歷了人工播種和機(jī)械播種2個階段。隨著播種技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械播種已成為最主要的播種方式。相應(yīng)的播種機(jī)械有條播機(jī)、撒播機(jī)、穴播機(jī)和精播機(jī)[1]。

隨著農(nóng)產(chǎn)品種子品質(zhì)的提升，單粒精密播種技術(shù)迅速發(fā)展起來。這種方法可以避免種子的浪費，保證田間株距、行距均勻，減少田間間苗用工，提高種肥利用率，最終達(dá)到增產(chǎn)的目的。因此，精密播種機(jī)械被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實踐，而如何提高其播種性能成為當(dāng)下急需解決的問題[2～6]。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，精密播種過程及其復(fù)雜，有多種因素共同影響播種質(zhì)量。排種器是播種機(jī)的核心部件，其性能的好壞將最終決定著整機(jī)的播種性能。因此，目前對提高播種機(jī)播種性能的研究主要集中在排種器排種性能上[7～9]。

影響著氣吸式排種器性能的因素主要有結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)[10～17]。本文主要針對播種機(jī)前進(jìn)速度（輸送帶速度）和氣吸室真空度兩個因素進(jìn)行單因素試驗，研究這兩個因素對排種器排種性能的影響，并確定滿足工作條件的最佳輸送帶速度和氣吸室真空度。

1 試驗材料與設(shè)備

圖1 JPS-12排種性能檢測試驗臺

試驗所選用的材料為中單909玉米種子，氣吸式排種盤吸孔的結(jié)構(gòu)參數(shù)為：18孔，直孔，孔徑為5 mm。性能試驗在JPS-12排種性能檢測試驗臺上進(jìn)行（圖1）。其主體結(jié)構(gòu)組成：種床帶、臺架、排種器安裝架、黏種油液壓系統(tǒng)、攝像系統(tǒng)、刮油板、油種分離過濾裝置、氣力式排種器、風(fēng)機(jī)等。此試驗臺利用計算機(jī)實時監(jiān)控、檢測排種過程，適用于多種形式的排種器的精播、穴播、條播的性能試驗和檢測。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T6973-2005單粒（精密）播種機(jī)試驗方法》評價試驗結(jié)果。

2 試驗方法

試驗時，待排種盤和種床帶運轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，取一時間段作為觀測統(tǒng)計的時間，每一工況試驗測量250個種子粒距，每調(diào)整一次參數(shù)重復(fù)3次試驗，試驗結(jié)果取其平均值。對試驗結(jié)果的統(tǒng)計和評價標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《GB/T 6973-2005單粒（精密）播種機(jī)試驗方法》：若測得的粒距小于或等于0.5Xr（Xr為設(shè)定的理論粒距）記為重播，測得的粒距在（0.5～1.5）Xr之間時為合格，大于1.5Xr記為漏播。

氣吸式排種器排種性能主要受輸送帶的速度、氣吸室的真空度、排種盤的轉(zhuǎn)速等的影響。本文主要考慮輸送帶速度和氣吸室真空度這兩種最重要的因素，通過試驗分析了解其對排種性能的具體影響。

3 結(jié)果與分析

3.1 輸送帶速度對排種性能的影響

試驗時工作參數(shù)：試驗臺振動頻率為14Hz，氣吸室真空度 4 kPa，輸送帶速度為 3、4、5、6 km/h，進(jìn)行單因素試驗，每組試驗重復(fù)3次，試驗結(jié)果取其平均值。分析輸送帶運行速度對排種器排種性能的影響，輸送帶速度對排種性能的影響如圖2所示。可以看出：播種的合格率隨著輸送帶速度的升高呈升高→降低趨勢，在帶速為4km/h時達(dá)到最大值，即播種的合格率最高，說明在該速度下排種器的排種效果是最好的，因此在實際生產(chǎn)中若保持拖拉機(jī)在該行駛速度下播種，達(dá)到的效果最好。當(dāng)速度增大到6km/h時，漏播率較高，原因主要是輸送帶速度較大時吸種時間減少，這種情況易發(fā)生漏播。

為了分析輸送帶速度對各試驗指標(biāo)影響的顯著性，本文選取輸送帶速度為3～6 km/h之間的4組試驗數(shù)據(jù)，以顯著性水平α=0.05，對各試驗指標(biāo)進(jìn)行了單因素方差分析，如表1所示。

由表1可知，在3～6 km/h范圍內(nèi)，輸送帶運行速度對合格率、重播率和漏播率有顯著的影響，也就是說，選擇合適的播種速度可以顯著提高播種的效率與合格率，這對提高排種性能意義重大。

圖2 輸送帶速度對排種性能的影響

表1 輸送帶速度對排種性能影響方差分析表

3.2 氣吸室真空度對排種性能的影響

試驗時工作參數(shù)：振動頻率為14 Hz，輸送帶速度為4 km/h，排種盤轉(zhuǎn)速為15.63 r/min，氣吸室真空度分別設(shè)定為-3、-4、-5、-6 kPa，分別對每組參數(shù)進(jìn)行試驗，每組數(shù)據(jù)重復(fù)3次，試驗結(jié)果取其平均值，分析氣吸室真空度對排種器排種性能的影響，試驗結(jié)果如圖3所示?？梢钥闯?，隨著負(fù)壓的增加，播種的合格率呈升高→降低趨勢，在負(fù)壓達(dá)到-4 kPa時，合格率達(dá)到最高值，隨后開始降低，這說明，在此真空度下排種器的排種效果最好，因此實際生產(chǎn)中在此真空度下播種效果最好。在負(fù)壓為-3 kPa時，測試結(jié)果表明漏播很嚴(yán)重，原因是氣壓差小，導(dǎo)致吸附種子的力不足，即使種子勉強(qiáng)被吸附上，也會由于吸得不牢固而在排種盤轉(zhuǎn)動和震動過程中掉落下來，不能正常播種，最終導(dǎo)致漏播率的升高。

圖3 真空度對排種性能的影響

為分析氣吸室真空度對各試驗指標(biāo)影響的顯著性，本文選取真空度為-3、-4、-5、-6 kPa的 4組試驗數(shù)據(jù)，以顯著性水平α=0.05，對各試驗指標(biāo)進(jìn)行了單因素方差分析，如表2所示。分析結(jié)果由表2可知，在3～6 kPa范圍內(nèi)，真空度對合格率、重播率和漏播率影響顯著。也就是說，選擇合適的負(fù)壓可以顯著提高播種的效率與合格率，這對提高排種性能意義重大。

表2 真空度對排種性能影響方差分析表

4 結(jié)論

通過在JPS-12排種器性能檢測試驗臺上對玉米種子進(jìn)行排種性能試驗，并對試驗結(jié)果進(jìn)行分析，得出如下結(jié)論：

（1）輸送帶速度為4 km/h時，合格率為92.41%，此時排種合格率最高。即在實際生產(chǎn)中，拖拉機(jī)在該速度下播種效果最好。

（2）真空度為-4 kPa時，合格率為93.65%，此時播種合格率最高，說明在該真空度下排種器的排種效果最好。因此在實際生產(chǎn)中保持播種器在該真空度下播種，播種效果最好。