氣吸式排種器批量聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)

李曉明+齊忠軍+王濤+李國(guó)民

摘要：設(shè)計(jì)一種新型批量聯(lián)動(dòng)排種器試驗(yàn)臺(tái)，以有效解決播種機(jī)排種器總成的質(zhì)量檢驗(yàn)及性能調(diào)試問題。介紹該試驗(yàn)臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)及工作原理，詳細(xì)說明各主要系統(tǒng)的配置及其參數(shù)計(jì)算方法。該試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)合理，操作方便，工作效率高。

關(guān)鍵詞：排種器試驗(yàn)臺(tái)；批量；聯(lián)動(dòng)；檢驗(yàn)與調(diào)試；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：S223.25 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2014）03-0026-03

氣吸式排種器是高速精量氣吸播種機(jī)的關(guān)鍵部件，其組裝完備的總成可以作為通用部件，具有獨(dú)立產(chǎn)品特性，必須對(duì)其零件加工及裝配質(zhì)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)，并為不同特性種子播種要求的用戶提供實(shí)際工況下的參數(shù)調(diào)整。批量生產(chǎn)裝配的排種器產(chǎn)品的檢驗(yàn)調(diào)試效率及務(wù)實(shí)性至關(guān)重要，為此，設(shè)計(jì)一種試驗(yàn)效率高、更符合實(shí)際作業(yè)條件要求的氣吸式排種器批量聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)。

1 試驗(yàn)臺(tái)總體設(shè)計(jì)與工作原理

1.1 總體方案設(shè)計(jì)

氣吸式排種器批量聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，是針對(duì)2BJQ系列氣吸式精密播種機(jī)上的“氣吸式精密排種器”在裝機(jī)前的試運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試和可靠性試驗(yàn)而設(shè)計(jì)的。該試驗(yàn)臺(tái)主要由基礎(chǔ)部件、排種器（被試驗(yàn)對(duì)象）、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、吸風(fēng)系統(tǒng)、電控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)五部分組成。

該試驗(yàn)臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)是：被試驗(yàn)排種器位于種箱下方，并列等間距設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)臺(tái)面上，每個(gè)排種器的驅(qū)動(dòng)軸分別與排種器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的每個(gè)輸出軸對(duì)應(yīng)聯(lián)接，每個(gè)排種器的入口分別與種箱底部的每個(gè)下種口一一對(duì)應(yīng)，每個(gè)排種器的吸風(fēng)口分別與吸風(fēng)系統(tǒng)并列聯(lián)接，每個(gè)排種器的排種口分別設(shè)有回收管路。因此，該試驗(yàn)臺(tái)可同時(shí)對(duì)6組裝有不同種子的排種器進(jìn)行同步試驗(yàn)測(cè)定，且每組排種器在試驗(yàn)過程中拆裝時(shí)（排種器轉(zhuǎn)速、負(fù)壓壓力不變）彼此獨(dú)立、互不相擾；同時(shí)，該試驗(yàn)臺(tái)采用被試驗(yàn)排種器所屬播種機(jī)原機(jī)的吸風(fēng)系統(tǒng)，使試驗(yàn)條件更加趨近于實(shí)際狀態(tài)，試驗(yàn)結(jié)果更加真實(shí)可靠。此外，該試驗(yàn)臺(tái)拆裝、放料方便快捷，大大減輕了試驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了試驗(yàn)操作的舒適度。

1.2 工作原理

首先將電控箱接入380 V交流電源并檢查三相電源指示燈是否全部亮起，確認(rèn)接線無誤、無缺相等異常情況后，分別按下風(fēng)機(jī)電機(jī)與排種電機(jī)起動(dòng)按扭，并轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)旋紐，通過風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和排種轉(zhuǎn)速傳感器分別將監(jiān)測(cè)信號(hào)結(jié)果反饋至對(duì)應(yīng)讀數(shù)表中，使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速表讀數(shù)在520～530 r/min范圍內(nèi)（與實(shí)際風(fēng)機(jī)作業(yè)轉(zhuǎn)速相當(dāng)），排種器轉(zhuǎn)速表讀數(shù)在20～75 r/min范圍內(nèi)（滿足不同種子及株距要求）。然后通過定位銷確定被試驗(yàn)排種器位置，并將排種器鏈輪放入切換單元導(dǎo)向套中調(diào)整其位置、用力推靠，便可通過鎖卡組合將被試驗(yàn)排種器固定在試驗(yàn)臺(tái)機(jī)架上，再與上吸風(fēng)管接通；通過吸風(fēng)彎頭、下吸風(fēng)管、播種機(jī)風(fēng)管與播種機(jī)風(fēng)機(jī)聯(lián)通形成負(fù)壓系統(tǒng)；轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力則由排種電機(jī)通過擺線式減速器、鏈傳動(dòng)系統(tǒng)、切換單元傳遞給被試驗(yàn)排種器，使其在預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)被試驗(yàn)排種器已完成負(fù)壓氣力與轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力的輸入，在預(yù)設(shè)試驗(yàn)風(fēng)速與轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)試運(yùn)行，等待檢測(cè)與測(cè)試。觀察被試驗(yàn)排種器是否存在異響、抖動(dòng)或排種盤出現(xiàn)規(guī)律性短暫停頓等顯性故障，若無上述顯性故障，則以手轉(zhuǎn)動(dòng)下種口組合翻板轉(zhuǎn)桿，將提前存放于種箱中的試驗(yàn)用種（玉米、大豆、甜菜、油葵等種子）放出，種子將自動(dòng)流入被試驗(yàn)排種器的種室內(nèi)，待種子充滿種室后同樣轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)桿關(guān)閉下種口組合，終止充種。在充種過程中，被試驗(yàn)排種器就已經(jīng)開始完成設(shè)計(jì)排種動(dòng)作循環(huán)，由排種器排出的種子經(jīng)回收漏斗集中到集種槽后，被送回種箱中重新開始循環(huán)。在被試驗(yàn)排種器完成設(shè)計(jì)排種動(dòng)作循環(huán)過程中，觀察是否出現(xiàn)漏播、重播、落點(diǎn)位置不一致、排種頻率不一致等情況，出現(xiàn)上述情況可直接進(jìn)行調(diào)整；若直接調(diào)整無效則需要取下維修，先將上吸風(fēng)管拔下，再將排種器卸種門打開把剩余種子放出，手持排種器兩側(cè)分別用拇指扳動(dòng)鎖卡組合甲、乙便可將排種器順利取下，待維修完畢后重復(fù)上述安裝、試驗(yàn)、測(cè)試過程。該試驗(yàn)臺(tái)每次可同時(shí)對(duì)6組排種器進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)、測(cè)試。

2 主要工作部件結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)計(jì)

2.1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)、擺線式減速器、鏈輪、鏈條、切換單元組成，其中切換單元為該試驗(yàn)臺(tái)的核心部件。切換單元以被試驗(yàn)排種器鏈輪參數(shù)（P=12.70 mm，d1=8.51 mm，Z=21）中齒數(shù)為21齒可被3整除作為設(shè)計(jì)依據(jù)，采用周向位置三等分的擋銷來實(shí)現(xiàn)對(duì)排種器鏈輪與排種器的驅(qū)動(dòng)；采用牙嵌式離合器結(jié)構(gòu)原理對(duì)單組排種器實(shí)現(xiàn)離合切斷與接通對(duì)應(yīng)動(dòng)力源的操作控制。切換單元的結(jié)構(gòu)如圖2所示。具有安裝導(dǎo)向作用的導(dǎo)向套與具有傳遞扭矩作用的擋銷，通過起限位作用的限位套與離合器甲焊接成為一體，又與心軸安裝成為浮動(dòng)部件（軸向可移動(dòng)）；與之對(duì)應(yīng)的固定部件（軸向不可移動(dòng)），由焊接成為整體的立柱和固定套，以及安裝在其上面的焊接成一體的離合器乙與驅(qū)動(dòng)鏈輪所組成。排種器安裝到位后，動(dòng)力通過固定部件與浮動(dòng)部件中的離合器甲、乙相接合時(shí)經(jīng)擋銷傳遞給排種器；取下排種器時(shí)，在離合彈簧的作用下浮動(dòng)部件復(fù)位（圖示位置甲、乙分開），動(dòng)力被切斷，從而完成一個(gè)試驗(yàn)循環(huán)。

切換單元的參數(shù)計(jì)算步驟如下：

1） 擋銷圓周均布直徑計(jì)算。

d== 85.21（mm）

式中：p為鏈輪節(jié)距，p=12.70 mm；z為鏈輪齒數(shù)，z=21。

考慮拆裝及加工方便，取擋銷圓周均布直徑為86.00 mm；根據(jù)滾子外徑d1=8.51 mm，綜合考慮拆裝等因素，取擋銷直徑為8.00 mm。

2） 切換單元中導(dǎo)向套直徑計(jì)算。

da= p （0.54+cot） = 91.12（mm）

式中： p為鏈輪節(jié)距， p=12.70 mm；z為鏈輪齒數(shù)，z=21。

為增加對(duì)排種器鏈輪的導(dǎo)向作用，取導(dǎo)向套直徑為92.00 mm；與排種器鏈輪齒頂單邊間隙為0.44 mm。

3） 浮動(dòng)工作部件工作行程計(jì)算。

Hmax=h0+h=23（mm）

式中：h0為離合器脫開最大距離，h0=10 mm；h為離合器牙齒高度，h=13 mm。

2.2 吸風(fēng)系統(tǒng)

吸風(fēng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸、播種機(jī)風(fēng)機(jī)（原機(jī)）、播種機(jī)風(fēng)管（原機(jī)）、擋風(fēng)裝置及上下吸風(fēng)管組成。通過變頻器將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（即風(fēng)機(jī)輸入轉(zhuǎn)速）控制在520～530 r/min（實(shí)際作業(yè)時(shí)動(dòng)力輸入額定轉(zhuǎn)速為540 r/min）范圍內(nèi)；風(fēng)機(jī)靜壓壓力值應(yīng)在4.5～5.0 kPa范圍內(nèi)，若小于4.5 kPa應(yīng)檢查吸風(fēng)系統(tǒng)密封及風(fēng)機(jī)皮帶是否出現(xiàn)打滑等情況。

2.3 電控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

電控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由電控箱、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器、排種器轉(zhuǎn)速傳感器及對(duì)應(yīng)電纜組成。其主要功能為：在試驗(yàn)過程中完成對(duì)所有電控元器件的操縱控制，監(jiān)測(cè)影響被試驗(yàn)排種器的各項(xiàng)模擬參數(shù)指標(biāo)，并適時(shí)根據(jù)反饋結(jié)果對(duì)存在偏差的參數(shù)進(jìn)行糾正和調(diào)整。監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速（520～530 r/min）、排種器轉(zhuǎn)速（70～75 r/min）和風(fēng)管壓力值（4.0～4.5 kPa）。

3 結(jié)論

氣吸式排種器批量聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)可對(duì)排種器總成中零部件裝配質(zhì)量、工作性能進(jìn)行批量檢測(cè)，并可同時(shí)對(duì)多套裝有不同種子的排種器進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，且能根據(jù)不同工況對(duì)主要零部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，有效地解決了播種機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中其核心工作部件——排種器總成的質(zhì)量檢驗(yàn)及性能調(diào)試問題。該試驗(yàn)臺(tái)整體配置符合播種機(jī)實(shí)際工況要求，結(jié)構(gòu)合理，操作方便，多套聯(lián)動(dòng)可將工作效率提高數(shù)倍，獨(dú)立工作且能快速裝卡的切換單元可大幅減輕調(diào)試檢驗(yàn)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，充分體現(xiàn)了以人為本的設(shè)計(jì)理念。

摘要：設(shè)計(jì)一種新型批量聯(lián)動(dòng)排種器試驗(yàn)臺(tái)，以有效解決播種機(jī)排種器總成的質(zhì)量檢驗(yàn)及性能調(diào)試問題。介紹該試驗(yàn)臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)及工作原理，詳細(xì)說明各主要系統(tǒng)的配置及其參數(shù)計(jì)算方法。該試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)合理，操作方便，工作效率高。

關(guān)鍵詞：排種器試驗(yàn)臺(tái)；批量；聯(lián)動(dòng)；檢驗(yàn)與調(diào)試；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：S223.25 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2014）03-0026-03

氣吸式排種器是高速精量氣吸播種機(jī)的關(guān)鍵部件，其組裝完備的總成可以作為通用部件，具有獨(dú)立產(chǎn)品特性，必須對(duì)其零件加工及裝配質(zhì)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)，并為不同特性種子播種要求的用戶提供實(shí)際工況下的參數(shù)調(diào)整。批量生產(chǎn)裝配的排種器產(chǎn)品的檢驗(yàn)調(diào)試效率及務(wù)實(shí)性至關(guān)重要，為此，設(shè)計(jì)一種試驗(yàn)效率高、更符合實(shí)際作業(yè)條件要求的氣吸式排種器批量聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)。

1 試驗(yàn)臺(tái)總體設(shè)計(jì)與工作原理

1.1 總體方案設(shè)計(jì)

氣吸式排種器批量聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，是針對(duì)2BJQ系列氣吸式精密播種機(jī)上的“氣吸式精密排種器”在裝機(jī)前的試運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試和可靠性試驗(yàn)而設(shè)計(jì)的。該試驗(yàn)臺(tái)主要由基礎(chǔ)部件、排種器（被試驗(yàn)對(duì)象）、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、吸風(fēng)系統(tǒng)、電控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)五部分組成。

該試驗(yàn)臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)是：被試驗(yàn)排種器位于種箱下方，并列等間距設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)臺(tái)面上，每個(gè)排種器的驅(qū)動(dòng)軸分別與排種器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的每個(gè)輸出軸對(duì)應(yīng)聯(lián)接，每個(gè)排種器的入口分別與種箱底部的每個(gè)下種口一一對(duì)應(yīng)，每個(gè)排種器的吸風(fēng)口分別與吸風(fēng)系統(tǒng)并列聯(lián)接，每個(gè)排種器的排種口分別設(shè)有回收管路。因此，該試驗(yàn)臺(tái)可同時(shí)對(duì)6組裝有不同種子的排種器進(jìn)行同步試驗(yàn)測(cè)定，且每組排種器在試驗(yàn)過程中拆裝時(shí)（排種器轉(zhuǎn)速、負(fù)壓壓力不變）彼此獨(dú)立、互不相擾；同時(shí)，該試驗(yàn)臺(tái)采用被試驗(yàn)排種器所屬播種機(jī)原機(jī)的吸風(fēng)系統(tǒng)，使試驗(yàn)條件更加趨近于實(shí)際狀態(tài)，試驗(yàn)結(jié)果更加真實(shí)可靠。此外，該試驗(yàn)臺(tái)拆裝、放料方便快捷，大大減輕了試驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了試驗(yàn)操作的舒適度。

1.2 工作原理

首先將電控箱接入380 V交流電源并檢查三相電源指示燈是否全部亮起，確認(rèn)接線無誤、無缺相等異常情況后，分別按下風(fēng)機(jī)電機(jī)與排種電機(jī)起動(dòng)按扭，并轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)旋紐，通過風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和排種轉(zhuǎn)速傳感器分別將監(jiān)測(cè)信號(hào)結(jié)果反饋至對(duì)應(yīng)讀數(shù)表中，使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速表讀數(shù)在520～530 r/min范圍內(nèi)（與實(shí)際風(fēng)機(jī)作業(yè)轉(zhuǎn)速相當(dāng)），排種器轉(zhuǎn)速表讀數(shù)在20～75 r/min范圍內(nèi)（滿足不同種子及株距要求）。然后通過定位銷確定被試驗(yàn)排種器位置，并將排種器鏈輪放入切換單元導(dǎo)向套中調(diào)整其位置、用力推靠，便可通過鎖卡組合將被試驗(yàn)排種器固定在試驗(yàn)臺(tái)機(jī)架上，再與上吸風(fēng)管接通；通過吸風(fēng)彎頭、下吸風(fēng)管、播種機(jī)風(fēng)管與播種機(jī)風(fēng)機(jī)聯(lián)通形成負(fù)壓系統(tǒng)；轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力則由排種電機(jī)通過擺線式減速器、鏈傳動(dòng)系統(tǒng)、切換單元傳遞給被試驗(yàn)排種器，使其在預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)被試驗(yàn)排種器已完成負(fù)壓氣力與轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力的輸入，在預(yù)設(shè)試驗(yàn)風(fēng)速與轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)試運(yùn)行，等待檢測(cè)與測(cè)試。觀察被試驗(yàn)排種器是否存在異響、抖動(dòng)或排種盤出現(xiàn)規(guī)律性短暫停頓等顯性故障，若無上述顯性故障，則以手轉(zhuǎn)動(dòng)下種口組合翻板轉(zhuǎn)桿，將提前存放于種箱中的試驗(yàn)用種（玉米、大豆、甜菜、油葵等種子）放出，種子將自動(dòng)流入被試驗(yàn)排種器的種室內(nèi)，待種子充滿種室后同樣轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)桿關(guān)閉下種口組合，終止充種。在充種過程中，被試驗(yàn)排種器就已經(jīng)開始完成設(shè)計(jì)排種動(dòng)作循環(huán)，由排種器排出的種子經(jīng)回收漏斗集中到集種槽后，被送回種箱中重新開始循環(huán)。在被試驗(yàn)排種器完成設(shè)計(jì)排種動(dòng)作循環(huán)過程中，觀察是否出現(xiàn)漏播、重播、落點(diǎn)位置不一致、排種頻率不一致等情況，出現(xiàn)上述情況可直接進(jìn)行調(diào)整；若直接調(diào)整無效則需要取下維修，先將上吸風(fēng)管拔下，再將排種器卸種門打開把剩余種子放出，手持排種器兩側(cè)分別用拇指扳動(dòng)鎖卡組合甲、乙便可將排種器順利取下，待維修完畢后重復(fù)上述安裝、試驗(yàn)、測(cè)試過程。該試驗(yàn)臺(tái)每次可同時(shí)對(duì)6組排種器進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)、測(cè)試。

2 主要工作部件結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)計(jì)

2.1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)、擺線式減速器、鏈輪、鏈條、切換單元組成，其中切換單元為該試驗(yàn)臺(tái)的核心部件。切換單元以被試驗(yàn)排種器鏈輪參數(shù)（P=12.70 mm，d1=8.51 mm，Z=21）中齒數(shù)為21齒可被3整除作為設(shè)計(jì)依據(jù)，采用周向位置三等分的擋銷來實(shí)現(xiàn)對(duì)排種器鏈輪與排種器的驅(qū)動(dòng)；采用牙嵌式離合器結(jié)構(gòu)原理對(duì)單組排種器實(shí)現(xiàn)離合切斷與接通對(duì)應(yīng)動(dòng)力源的操作控制。切換單元的結(jié)構(gòu)如圖2所示。具有安裝導(dǎo)向作用的導(dǎo)向套與具有傳遞扭矩作用的擋銷，通過起限位作用的限位套與離合器甲焊接成為一體，又與心軸安裝成為浮動(dòng)部件（軸向可移動(dòng)）；與之對(duì)應(yīng)的固定部件（軸向不可移動(dòng)），由焊接成為整體的立柱和固定套，以及安裝在其上面的焊接成一體的離合器乙與驅(qū)動(dòng)鏈輪所組成。排種器安裝到位后，動(dòng)力通過固定部件與浮動(dòng)部件中的離合器甲、乙相接合時(shí)經(jīng)擋銷傳遞給排種器；取下排種器時(shí)，在離合彈簧的作用下浮動(dòng)部件復(fù)位（圖示位置甲、乙分開），動(dòng)力被切斷，從而完成一個(gè)試驗(yàn)循環(huán)。

切換單元的參數(shù)計(jì)算步驟如下：

1） 擋銷圓周均布直徑計(jì)算。

d== 85.21（mm）

式中：p為鏈輪節(jié)距，p=12.70 mm；z為鏈輪齒數(shù)，z=21。

考慮拆裝及加工方便，取擋銷圓周均布直徑為86.00 mm；根據(jù)滾子外徑d1=8.51 mm，綜合考慮拆裝等因素，取擋銷直徑為8.00 mm。

2） 切換單元中導(dǎo)向套直徑計(jì)算。

da= p （0.54+cot） = 91.12（mm）

式中： p為鏈輪節(jié)距， p=12.70 mm；z為鏈輪齒數(shù)，z=21。

為增加對(duì)排種器鏈輪的導(dǎo)向作用，取導(dǎo)向套直徑為92.00 mm；與排種器鏈輪齒頂單邊間隙為0.44 mm。

3） 浮動(dòng)工作部件工作行程計(jì)算。

Hmax=h0+h=23（mm）

式中：h0為離合器脫開最大距離，h0=10 mm；h為離合器牙齒高度，h=13 mm。

2.2 吸風(fēng)系統(tǒng)

吸風(fēng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸、播種機(jī)風(fēng)機(jī)（原機(jī)）、播種機(jī)風(fēng)管（原機(jī)）、擋風(fēng)裝置及上下吸風(fēng)管組成。通過變頻器將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（即風(fēng)機(jī)輸入轉(zhuǎn)速）控制在520～530 r/min（實(shí)際作業(yè)時(shí)動(dòng)力輸入額定轉(zhuǎn)速為540 r/min）范圍內(nèi)；風(fēng)機(jī)靜壓壓力值應(yīng)在4.5～5.0 kPa范圍內(nèi)，若小于4.5 kPa應(yīng)檢查吸風(fēng)系統(tǒng)密封及風(fēng)機(jī)皮帶是否出現(xiàn)打滑等情況。

2.3 電控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

電控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由電控箱、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器、排種器轉(zhuǎn)速傳感器及對(duì)應(yīng)電纜組成。其主要功能為：在試驗(yàn)過程中完成對(duì)所有電控元器件的操縱控制，監(jiān)測(cè)影響被試驗(yàn)排種器的各項(xiàng)模擬參數(shù)指標(biāo)，并適時(shí)根據(jù)反饋結(jié)果對(duì)存在偏差的參數(shù)進(jìn)行糾正和調(diào)整。監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速（520～530 r/min）、排種器轉(zhuǎn)速（70～75 r/min）和風(fēng)管壓力值（4.0～4.5 kPa）。

3 結(jié)論

氣吸式排種器批量聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)可對(duì)排種器總成中零部件裝配質(zhì)量、工作性能進(jìn)行批量檢測(cè)，并可同時(shí)對(duì)多套裝有不同種子的排種器進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，且能根據(jù)不同工況對(duì)主要零部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，有效地解決了播種機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中其核心工作部件——排種器總成的質(zhì)量檢驗(yàn)及性能調(diào)試問題。該試驗(yàn)臺(tái)整體配置符合播種機(jī)實(shí)際工況要求，結(jié)構(gòu)合理，操作方便，多套聯(lián)動(dòng)可將工作效率提高數(shù)倍，獨(dú)立工作且能快速裝卡的切換單元可大幅減輕調(diào)試檢驗(yàn)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，充分體現(xiàn)了以人為本的設(shè)計(jì)理念。

摘要：設(shè)計(jì)一種新型批量聯(lián)動(dòng)排種器試驗(yàn)臺(tái)，以有效解決播種機(jī)排種器總成的質(zhì)量檢驗(yàn)及性能調(diào)試問題。介紹該試驗(yàn)臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)及工作原理，詳細(xì)說明各主要系統(tǒng)的配置及其參數(shù)計(jì)算方法。該試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)合理，操作方便，工作效率高。

關(guān)鍵詞：排種器試驗(yàn)臺(tái)；批量；聯(lián)動(dòng)；檢驗(yàn)與調(diào)試；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：S223.25 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2014）03-0026-03

氣吸式排種器是高速精量氣吸播種機(jī)的關(guān)鍵部件，其組裝完備的總成可以作為通用部件，具有獨(dú)立產(chǎn)品特性，必須對(duì)其零件加工及裝配質(zhì)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)，并為不同特性種子播種要求的用戶提供實(shí)際工況下的參數(shù)調(diào)整。批量生產(chǎn)裝配的排種器產(chǎn)品的檢驗(yàn)調(diào)試效率及務(wù)實(shí)性至關(guān)重要，為此，設(shè)計(jì)一種試驗(yàn)效率高、更符合實(shí)際作業(yè)條件要求的氣吸式排種器批量聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)。

1 試驗(yàn)臺(tái)總體設(shè)計(jì)與工作原理

1.1 總體方案設(shè)計(jì)

氣吸式排種器批量聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，是針對(duì)2BJQ系列氣吸式精密播種機(jī)上的“氣吸式精密排種器”在裝機(jī)前的試運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試和可靠性試驗(yàn)而設(shè)計(jì)的。該試驗(yàn)臺(tái)主要由基礎(chǔ)部件、排種器（被試驗(yàn)對(duì)象）、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、吸風(fēng)系統(tǒng)、電控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)五部分組成。

該試驗(yàn)臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)是：被試驗(yàn)排種器位于種箱下方，并列等間距設(shè)置在試驗(yàn)臺(tái)臺(tái)面上，每個(gè)排種器的驅(qū)動(dòng)軸分別與排種器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的每個(gè)輸出軸對(duì)應(yīng)聯(lián)接，每個(gè)排種器的入口分別與種箱底部的每個(gè)下種口一一對(duì)應(yīng)，每個(gè)排種器的吸風(fēng)口分別與吸風(fēng)系統(tǒng)并列聯(lián)接，每個(gè)排種器的排種口分別設(shè)有回收管路。因此，該試驗(yàn)臺(tái)可同時(shí)對(duì)6組裝有不同種子的排種器進(jìn)行同步試驗(yàn)測(cè)定，且每組排種器在試驗(yàn)過程中拆裝時(shí)（排種器轉(zhuǎn)速、負(fù)壓壓力不變）彼此獨(dú)立、互不相擾；同時(shí)，該試驗(yàn)臺(tái)采用被試驗(yàn)排種器所屬播種機(jī)原機(jī)的吸風(fēng)系統(tǒng)，使試驗(yàn)條件更加趨近于實(shí)際狀態(tài)，試驗(yàn)結(jié)果更加真實(shí)可靠。此外，該試驗(yàn)臺(tái)拆裝、放料方便快捷，大大減輕了試驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了試驗(yàn)操作的舒適度。

1.2 工作原理

首先將電控箱接入380 V交流電源并檢查三相電源指示燈是否全部亮起，確認(rèn)接線無誤、無缺相等異常情況后，分別按下風(fēng)機(jī)電機(jī)與排種電機(jī)起動(dòng)按扭，并轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)旋紐，通過風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和排種轉(zhuǎn)速傳感器分別將監(jiān)測(cè)信號(hào)結(jié)果反饋至對(duì)應(yīng)讀數(shù)表中，使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速表讀數(shù)在520～530 r/min范圍內(nèi)（與實(shí)際風(fēng)機(jī)作業(yè)轉(zhuǎn)速相當(dāng)），排種器轉(zhuǎn)速表讀數(shù)在20～75 r/min范圍內(nèi)（滿足不同種子及株距要求）。然后通過定位銷確定被試驗(yàn)排種器位置，并將排種器鏈輪放入切換單元導(dǎo)向套中調(diào)整其位置、用力推靠，便可通過鎖卡組合將被試驗(yàn)排種器固定在試驗(yàn)臺(tái)機(jī)架上，再與上吸風(fēng)管接通；通過吸風(fēng)彎頭、下吸風(fēng)管、播種機(jī)風(fēng)管與播種機(jī)風(fēng)機(jī)聯(lián)通形成負(fù)壓系統(tǒng)；轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力則由排種電機(jī)通過擺線式減速器、鏈傳動(dòng)系統(tǒng)、切換單元傳遞給被試驗(yàn)排種器，使其在預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)被試驗(yàn)排種器已完成負(fù)壓氣力與轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力的輸入，在預(yù)設(shè)試驗(yàn)風(fēng)速與轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)試運(yùn)行，等待檢測(cè)與測(cè)試。觀察被試驗(yàn)排種器是否存在異響、抖動(dòng)或排種盤出現(xiàn)規(guī)律性短暫停頓等顯性故障，若無上述顯性故障，則以手轉(zhuǎn)動(dòng)下種口組合翻板轉(zhuǎn)桿，將提前存放于種箱中的試驗(yàn)用種（玉米、大豆、甜菜、油葵等種子）放出，種子將自動(dòng)流入被試驗(yàn)排種器的種室內(nèi)，待種子充滿種室后同樣轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)桿關(guān)閉下種口組合，終止充種。在充種過程中，被試驗(yàn)排種器就已經(jīng)開始完成設(shè)計(jì)排種動(dòng)作循環(huán)，由排種器排出的種子經(jīng)回收漏斗集中到集種槽后，被送回種箱中重新開始循環(huán)。在被試驗(yàn)排種器完成設(shè)計(jì)排種動(dòng)作循環(huán)過程中，觀察是否出現(xiàn)漏播、重播、落點(diǎn)位置不一致、排種頻率不一致等情況，出現(xiàn)上述情況可直接進(jìn)行調(diào)整；若直接調(diào)整無效則需要取下維修，先將上吸風(fēng)管拔下，再將排種器卸種門打開把剩余種子放出，手持排種器兩側(cè)分別用拇指扳動(dòng)鎖卡組合甲、乙便可將排種器順利取下，待維修完畢后重復(fù)上述安裝、試驗(yàn)、測(cè)試過程。該試驗(yàn)臺(tái)每次可同時(shí)對(duì)6組排種器進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)、測(cè)試。

2 主要工作部件結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)計(jì)

2.1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)、擺線式減速器、鏈輪、鏈條、切換單元組成，其中切換單元為該試驗(yàn)臺(tái)的核心部件。切換單元以被試驗(yàn)排種器鏈輪參數(shù)（P=12.70 mm，d1=8.51 mm，Z=21）中齒數(shù)為21齒可被3整除作為設(shè)計(jì)依據(jù)，采用周向位置三等分的擋銷來實(shí)現(xiàn)對(duì)排種器鏈輪與排種器的驅(qū)動(dòng)；采用牙嵌式離合器結(jié)構(gòu)原理對(duì)單組排種器實(shí)現(xiàn)離合切斷與接通對(duì)應(yīng)動(dòng)力源的操作控制。切換單元的結(jié)構(gòu)如圖2所示。具有安裝導(dǎo)向作用的導(dǎo)向套與具有傳遞扭矩作用的擋銷，通過起限位作用的限位套與離合器甲焊接成為一體，又與心軸安裝成為浮動(dòng)部件（軸向可移動(dòng)）；與之對(duì)應(yīng)的固定部件（軸向不可移動(dòng)），由焊接成為整體的立柱和固定套，以及安裝在其上面的焊接成一體的離合器乙與驅(qū)動(dòng)鏈輪所組成。排種器安裝到位后，動(dòng)力通過固定部件與浮動(dòng)部件中的離合器甲、乙相接合時(shí)經(jīng)擋銷傳遞給排種器；取下排種器時(shí)，在離合彈簧的作用下浮動(dòng)部件復(fù)位（圖示位置甲、乙分開），動(dòng)力被切斷，從而完成一個(gè)試驗(yàn)循環(huán)。

切換單元的參數(shù)計(jì)算步驟如下：

1） 擋銷圓周均布直徑計(jì)算。

d== 85.21（mm）

式中：p為鏈輪節(jié)距，p=12.70 mm；z為鏈輪齒數(shù)，z=21。

考慮拆裝及加工方便，取擋銷圓周均布直徑為86.00 mm；根據(jù)滾子外徑d1=8.51 mm，綜合考慮拆裝等因素，取擋銷直徑為8.00 mm。

2） 切換單元中導(dǎo)向套直徑計(jì)算。

da= p （0.54+cot） = 91.12（mm）

式中： p為鏈輪節(jié)距， p=12.70 mm；z為鏈輪齒數(shù)，z=21。

為增加對(duì)排種器鏈輪的導(dǎo)向作用，取導(dǎo)向套直徑為92.00 mm；與排種器鏈輪齒頂單邊間隙為0.44 mm。

3） 浮動(dòng)工作部件工作行程計(jì)算。

Hmax=h0+h=23（mm）

式中：h0為離合器脫開最大距離，h0=10 mm；h為離合器牙齒高度，h=13 mm。

2.2 吸風(fēng)系統(tǒng)

吸風(fēng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸、播種機(jī)風(fēng)機(jī)（原機(jī)）、播種機(jī)風(fēng)管（原機(jī)）、擋風(fēng)裝置及上下吸風(fēng)管組成。通過變頻器將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（即風(fēng)機(jī)輸入轉(zhuǎn)速）控制在520～530 r/min（實(shí)際作業(yè)時(shí)動(dòng)力輸入額定轉(zhuǎn)速為540 r/min）范圍內(nèi)；風(fēng)機(jī)靜壓壓力值應(yīng)在4.5～5.0 kPa范圍內(nèi)，若小于4.5 kPa應(yīng)檢查吸風(fēng)系統(tǒng)密封及風(fēng)機(jī)皮帶是否出現(xiàn)打滑等情況。

2.3 電控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

電控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由電控箱、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器、排種器轉(zhuǎn)速傳感器及對(duì)應(yīng)電纜組成。其主要功能為：在試驗(yàn)過程中完成對(duì)所有電控元器件的操縱控制，監(jiān)測(cè)影響被試驗(yàn)排種器的各項(xiàng)模擬參數(shù)指標(biāo)，并適時(shí)根據(jù)反饋結(jié)果對(duì)存在偏差的參數(shù)進(jìn)行糾正和調(diào)整。監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速（520～530 r/min）、排種器轉(zhuǎn)速（70～75 r/min）和風(fēng)管壓力值（4.0～4.5 kPa）。

3 結(jié)論

氣吸式排種器批量聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)可對(duì)排種器總成中零部件裝配質(zhì)量、工作性能進(jìn)行批量檢測(cè)，并可同時(shí)對(duì)多套裝有不同種子的排種器進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，且能根據(jù)不同工況對(duì)主要零部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，有效地解決了播種機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中其核心工作部件——排種器總成的質(zhì)量檢驗(yàn)及性能調(diào)試問題。該試驗(yàn)臺(tái)整體配置符合播種機(jī)實(shí)際工況要求，結(jié)構(gòu)合理，操作方便，多套聯(lián)動(dòng)可將工作效率提高數(shù)倍，獨(dú)立工作且能快速裝卡的切換單元可大幅減輕調(diào)試檢驗(yàn)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，充分體現(xiàn)了以人為本的設(shè)計(jì)理念。