Optimization design and test of seed protecting structure of combined type-hole metering device
-
摘要:目的
解决水稻精量穴直播机组合型孔排种器在实际应用过程中护种带容易跑偏、打滑，导致护种带磨损严重、伤种率偏高的问题。
方法对护种机构同步原理进行分析，优化设计了轴套结构(A)和护种带硬度(B)。以水稻品种‘培杂泰丰’和 ‘秀水134’ 种子为试验材料，设计了以不同轴套结构[尼龙轴套结构(A1)和滚针轴承&铜套结构(A2)]和不同护种带硬度[40(B1)、45(B2)、50(B3)、55(B4)和60 HA(B5)]为变量的双因素试验。
结果A和B对水稻种子伤种率影响极显著(P<0.01)，且A与B之间存在显著交互作用(P < 0.05)；A 2B2和A2B3对伤种率影响最小；A1与A2之间差异极显著，且A2组的伤种率明显小于A1组，说明A2优于A1；B2与B3差异不显著，但与其他试验组差异显著。A对穴径影响显著，B对穴径无显著影响，且A2B2、A2B3和A2B4对穴径影响较小；A1、A2对穴径的影响差异极显著，且A2明显优于A1。工作100 h后，试验组A2B3、A2B4和A2B5的护种带磨损量较小；试验组A2B3最优，其护种带磨损体积为72.6×10−3 mm3，伤种率为0.04%，成穴性最好、播种效果最佳。
结论优化设计的滚针轴承&铜套的轴套结构合理，可以显著减小轴套与转轴之间的摩擦系数，且更耐高温、更耐磨；有效地提高了护种带的同步性，显著地提升了排种器的可靠性和播种质量。
Abstract:ObjectiveIn order to solve the problems that the seed guard belt is easy to deviate and slip in application of the combined type-hole metering device of rice precision hole seeder, which leads to serious wear of the seed guard belt and high rate of seed damage.
MethodThe synchronization principle of seed protection mechanism was analyzed, and the shaft sleeve structure(A) and the hardness of seed guard belt(B) were optimized. A two-factor experiment with different bushing structures (A1 as nylon bushing structure, A2 as needle bearing & copper bushing structure) and hardness of seed guard belt (B 1, B2, B3, B4 and B5 represented the hardness of 40, 45, 50, 55 and 60 HA, respectively) was designed using rice variety ‘Peizataifeng’ and ‘Xiushui134’ seeds as test materials.
ResultThe experimental groups of A and B had the highly significant effect on the damage rate of rice seeds (P < 0.01), and there was a significant interaction between A and B ( P < 0.05). A 2B2 and A2B3 had the least effect on seed damage rate. There was a highly significant difference between A1 and A2, and seed damage rate of A2 was significantly lower than that of A1, indicating that A2 was better than A1. There was no significant difference between B2 and B3, but B2 and B3 had significant difference with other groups. The experimental group A had a significant effect on hill diameter, B had no significant effect on hill diameter, and the groups of A2B2, A2B3 and A2B4 had the less effect on hill diameter. There was a significant difference between A1 and A2, and A2 was significantly better than A1.The results of test showed that the wear of seed guard belt of A2B3, A2B4 and A2B5 were less after working for 100 hour. The grouo A2B3 was the optimal with the wearing volume of 72.6×10−3 mm3 and seed injury rate of 0.04%, and the hole forming ability and sowing effect were both the best.
ConclusionThe optimized design of needle bearing & copper bushing shaft sleeve structure is reasonable. It can significantly reduce the friction coefficient between sleeve and shaft, is more resistant to high temperature and wear resistance, effectively improves the synchronization of seed guard belt, and significantly improves the reliability and sowing quality of seed platter.
-
机械式排种器是播种机上使用最多的一种排种器，护种机构是排种器上的重要部件之一，其作业效果直接影响播种质量[1-3]。机械式排种器工作流程一般包括充种、清种、护种和投种4个过程[4-5]。护种机构安装于清种机构后，保护种子停留在型孔中并从清种区到达投种区完成投种[6-7]。护种机构在机械式排种器中被广泛应用，一般有固定板式、固定带式和随动柔性带式[8-13]等。罗锡文等[8,14]研究了一种可拆式弹性随动护种装置，试验结果表明，与固定护种板相比，显著降低了水稻种子的伤种率，种子破损率可降至0.2%以下。王冲等[9,15]研究了一种同步柔性皮带，并分析了同步理论和皮带对水稻种子最大支撑力，导出了同步的临界条件和影响同步效果的因素，与固定板式护种器相比，水稻种子破碎率可降至0.5%。廖庆喜等[16-17]研究的槽孔轮式排种器采用刷种轮与柔性带组合，降低了油菜籽粒的破碎率。张顺等[18-19]设计了一种具有气流清种与护种结构的气力滚筒式水稻精量排种器，提高了播种性能。李兆东等[20-21]设计了一种气流清种与气压护种结合的油菜精量气压式集排器，降低了传统护种方式下油菜种子的破损率。朱德泉等[22]设计了带有护种滑片的型孔轮式水稻精量排种器，播种性能有待进一步提高。
组合型孔排种器的随动柔性带式护种机构的护种带将种子保护在型孔中，护种带和排种轮之间的静摩擦力带动护种带同步转动，到达投种区时释放型孔中的种子，完成投种。柔性护种带与排种轮紧密贴合，防止进入型孔的种子在护种区由于重力和离心力的作用落出型孔而影响播种质量。本文针对排种器实际应用过程中容易出现护种带跑偏、打滑、磨损和断裂等现象，对护种机构进行了结构优化，并对护种带的参数进行了优选。柔性护种机构的结构和护种带的参数是保证护种带与排种轮之间同步的关键，也是保证护种机构可靠性和使用寿命的关键。本文在可拆式弹性随动护种装置的基础上，通过试验分析护种工作过程中引起成穴性下降、伤种率提高、护种带磨损和老化的原因，进一步优化护种机构的结构和参数，旨在提高型孔式水稻精量排种器的播种质量和可靠性，为机械式精密排种器的设计提供参考。
1. 工作原理与结构设计
图1为华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室设计的组合型孔排种器。其随动柔性护种机构的护种带将种子保护在型孔中，护种带和排种轮之间的静摩擦力带动护种带同步转动，到达投种区时释放型孔中的种子，完成投种。柔性护种带与排种轮紧密贴合，防止进入型孔的种子在护种区由于重力和离心力的作用落出型孔而影响播种质量。
![]()
图 1 排种器工作原理图1：限种机构；2：第1充种室；3：第2充种室；4：种子；5：排种轮；6：排种管；7：护种带架子；8：轴套；9：护种带；10：清种机构Figure 1. Schematic diagram of seed metering device1: Flow adjusting device; 2: The first filling chamber; 3: The second filling chamber; 4: Seed; 5: Hole-type roller; 6: Seed metering tube; 7: Protecting device; 8: Axle sleeve; 9: Guard belt; 10: Cleaning device1.1 护种机构结构设计
护种机构由护种带架子、轴套、轴和护种带组成(图2)。轴套和轴安装在护种带架子上，呈三角形分布。为了防止护种带在工作时跑偏，同时增加护种带的同步性能，在轴套上设计了3道防滑槽，护种带上设计了3道相应的防滑凸台；安装时，将护种带上的凸台与轴套上的防滑槽配合。
![]()
图 2 护种机构结构简图1：转轴；2：轴套；3：防滑槽；4：护种带架子；5：防滑纹；6：护种带Figure 2. Schematic diagram of seed protecting device1：Axle；2：Axle sleeve；3：Anti-skid groove；4：Guard belt frame；5：Anti-skid tread.；6：Guard belt假设护种带和排种轮的接触面无相对运动(静摩擦力)，同时护种带产生的压力对种子没有损伤，那么在护种区内伤种率为0，且护种带的磨损也最小。然而，在组合型孔排种器的实际应用过程中，护种带会出现不同步甚至停转的情况。进一步观察分析，护种带停止转动会降低护种带的寿命、影响伤种率和穴径。因此，应对护种机构的同步原理进行分析。
1.2 护种机构同步原理分析
排种器启动前期，排种轮在排种轴的带动下，线速度从0达到设定速度(v)，同时护种带在与排种轮之间的摩擦力(f)的驱动下完成与排种轮的线速度同步，如图3所示。
![]()
图 3 护种机构同步力学分析M1~M3：对应转轴的摩擦力矩，N·m；F：排种轮作用在护种带上压力的合力，N；f1 ：排种轮与护种带之间的最大静摩擦力，N；R：排种轮半径，m；r：转轴半径，m；ω：排种轮角速度，rad/sFigure 3. Mechanics analysis of synchronization for seed protecting deviceM1−M3: Friction torque of corresponding shaft, N·m; F: Resultant force of pressure exerted by the seed metering wheel on the seed guard belt, N; f1: Maximum static friction between seed metering wheel and guard belt, N; R: Radius of seed metering wheel, m; r: Radius of shaft, m; ω: Angular velocity of seed metering wheel, rad/s当护种带处于将要打滑的临界状态时，排种轮与护种带之间的最大静摩擦力(f1)作用在护种带上的力矩应等于3根转轴产生的力矩之和(M)，如式(1)所示：
$${f_1}R = M = {M_1} + {M_2} + {M_3},$$ (1) $${f_1} = {F}{\mu _1},$$ (2) 式中， R为排种轮的半径，m；M为3根转轴的总摩擦力矩，N·m；M1、M2和M3分别为3根转轴的摩擦力矩，N·m；F为排种轮作用在护种带上压力的合力，N；µ1为排种轮与护种带的摩擦系数。
根据文献[9]对护种带的受力分析，护种带与排种轮同步瞬间，克服3 根转轴所产生的力矩相等，M1的大小与轴套和转轴的特性有关，即和两者之间的摩擦系数有关。
$${M_1} = {f_2}r = {F_2}{\mu _2}r,$$ (3) $${M_1} = {M_2} = {M_3},$$ (4) 式中，f2为轴套对转轴的摩擦力，N；F2为轴套对转轴压力，N；r为转轴半径，m；µ2为转轴与轴套之间的摩擦系数。
由式(1)~(4)可知，当护种带处于将要打滑的临界状态时，如式(5)所示：
$${F}{\mu _1}R = 3{F_2}{\mu _2}r,$$ (5) 当
${F}{\mu _1}R - 3{F_2}{\mu _2}r \geqslant 0$ 时，护种带能与排种轮实现同步。由于F和F2均与护种带形变产生的力有关，因此，增大µ1或减小µ2将直接影响护种带的同步性能。原轴套采用尼龙加工而成，如图4a所示，成本低且具有自润滑性，与不锈钢轴之间的摩擦系数约为0.4[23]。但是，一般材料在温度逐渐升高后，会加快磨损[24]。尼龙套在磨损之后的磨屑逐渐形成磨粒，在温度逐渐升高后磨屑或磨粒会粘在接触表面[25]，使得轴套与转轴之间摩擦系数µ2增大，导致护种带打滑。
为此，对轴套进行了改进设计，采用同轴套和滚针轴承的结构，如图4b所示。滚针轴承与不锈钢轴之间的摩擦系数约为0.1[23]。滚针轴承更耐高温更耐磨。因此，采用铜轴套和滚针轴承结构可显著减小µ2。
![]()
图 4 不同轴套结构图1：尼龙轴套；2：滚针轴承；3：铜轴套Figure 4. Schematic diagram of different axle sleeves1: Nylon axle sleeve; 2: Needle bearing; 3: Copper axle sleeve2. 试验材料与方法
2.1 材料
试验在华南农业大学工程学院南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室进行。试验选用生产中常用的粳稻品种 ‘秀水134’种子和籼稻品种 ‘培杂泰丰’种子。
试验因素为护种带轴套结构(A)和不同硬度的护种带(B)。试验因素与水平如表1所示。
表 1 试验因素和水平Table 1. Factors and levels in experiments水平
Level轴套结构
Bush structure (A)护种带硬度/HA
Hardness of guard belt (B)1 尼龙轴套 40 2 滚针轴承&铜套结构 45 3 50 4 55 5 60 2.2 方法
2.2.1 护种带打滑率试验
以排种器工作0(刚开始工作)、25、50、75和100 h为测量时间点，用高速摄像机(型号：Photron FASTCAM Viewer)测定护种带的打滑率。在护种带和排种轴的边缘分别做好记号，高速摄像机设置像素为1 024×1 024，帧数为200帧，并确保护种带在高速摄像的取像范围内；排种器的工作转速固定在60 r/min，对应的水稻精量穴直播机大田作业参数：机具前进速度为1.2 m/s，穴距为15 cm(图5)。
通过高速摄像回放分析确定时间，t1和t2分别为记录护种带和排种轴转过3圈后所用的时间；利用SolidWorks分析三维模型，分别计算排种轮周长(l1)和护种带安装后的长度(l2)。打滑率(φ)的计算公式如下：
$$\varphi = \frac{{{l_1} {t_2} - {l_2} {t_1}}}{{{l_1} {t_2}}} \times 100{\text{%}}{\text{。}} $$ (6) 2.2.2 护种带磨损率试验
目前国际上一般采用三维形貌仪对橡胶磨损进行定量分析[26-31]。试验在华南理工大学测试中心进行，采用多功能三维形貌仪(Rtec-instruments UP)分别对使用前和工作100 h后的护种带表面三维形貌(磨损体积)测量。三维形貌仪的工作原理是利用三维共聚焦和白光干涉成像，通过原子力显微镜进行观察成像。将护种带粘贴至方形底座上，并将测试表面压平整。将三维形貌仪获取的图像导入Gwyddion软件中进行图像分析，计算磨损体积。
2.2.3 护种机构对播种性能影响试验
考虑直播机种植一季水稻的工作时长约为200 h，因此以直播机工作中期(即排种器工作100 h)作为参考测量时间点，不同处理的护种机构在多功能播种试验台上进行台架试验。采用人工清选的方式挑选出试验种子中的杂质和已破损种子，试验转速选择60 r/min，投种高度为20 cm，种床带速为1.5 m/s，型孔选择大型孔和小型孔。
伤种率试验参考GB/T6973—2005[32]，记录传输带上排种器稳定工作时排出300穴种子中的每穴粒数和破碎种子的粒数(若有半粒种子情况，2个半粒算1粒)，重复3次。
2个全新的组合型孔排种器分别安装全新护种机构1[轴套结构为尼龙轴套(A1)]和护种机构2[轴套结构为滚针轴承&铜套结构(A2)]，并分别运转10 min，在排种口用容器分别接种。测量每次总播种量，并挑选出每组所排出的破碎种子，记录其数量(若有半粒种子情况，2个半粒算1粒)，每组试验重复3次。2个护种机构工作100 h后，再重复上述试验过程。伤种率(K)计算公式如下：
$$K = \frac{{n m}}{{1\;000M}} \times 100{\text{%}} ,$$ (7) 式中：n为破损种子的数量，粒；m为湿种子的千粒质量，g；其中，‘秀水134’湿种子千粒质量为34.2 g，‘培杂泰丰’的湿种子千粒质量为33.4 g；M为试验10 min排种器的总排种量，g。
每一穴种子之间的最大距离作为穴径，用游标卡尺每组连续测量50成穴，重复3次。
3. 结果与分析
3.1 护种带打滑率
由表2的结果可知，试验刚开始时，试验组A2B1的打滑率为0.10%，为该时刻所有试验组中最优，且与其他组合有显著性差异(P<0.05)；25和50 h后，试验组A2B3为同一时刻所有组别中最优，且与其他组别有显著性差异；75和100 h后，试验组A2B2、A2B3、A2B4和A2B5的打滑率相对较低，为同一时刻所有组别中最优，且A2B2、A2B3和A2B4之间没有显著性差异，与其他试验组之间均有显著性差异。双因素方差分析结果可知：试验因素 A和B对打滑率影响都极显著(P<0.01)，且两者之间存在显著交互作用。A1与A2 之间差异极显著，且A2明显优于A1；B1与B2、B3、B4、B5之间差异极显著，而B2~B5之间差异不显著。
表 2 不同轴套结构不同工作时间对护种带打滑率的影响1)Table 2. Effects of different structure of axle sleeves on slip rate of guard belt at different working time% 试验组
Test group0 h 25 h 50 h 75 h 100 h A1B1 32.40±0.10f 21.28±0.15g 79.82±0.20h 68.81±0.2g 75.30±0.22e A1B2 2.30±0.01e 4.80±0.09e 5.41±0.10f 6.60±0.13e 6.21±0.14c A1B3 1.01±0.05d 3.40±0.11d 4.32±0.09e 5.52±0.14d 6.42±0.15c A1B4 0.97±0.02c 2.82±0.07c 4.27±0.01e 5.12±0.11c 6.35±0.12c A1B5 8.61±0.02c 9.80±0.10f 8.92±0.11g 10.21±0.18f 11.45±0.18d A2B1 0.10±0.01a 0.50±0.04b 1.20±0.03d 1.82±0.08b 1.81±0.08b A2B2 0.27±0.02b 0.45±0.03b 0.53±0.04b 0.62±0.05a 0.62±0.05a A2B3 0.16±0.01b 0.26±0.02a 0.25±0.02a 0.60±0.03a 0.52±0.03a A2B4 0.19±0.08b 0.57±0.03b 0.79±0.06c 0.71±0.02a 0.63±0.023a A2B5 0.25±0.01b 0.46±0.04b 0.43±0.04b 0.64±0.04a 0.64±0.035a 1) A1：尼龙轴套结构；A2：滚针轴承&铜套结构；B1~B5代表护种带硬度分别为40、45、50、55和60 HA。同列数据后不同小写字母表示差异显著(P<0.05，Duncan’s 法)
1) A1: Nylon bushing structure; A2: Needle bearing & copper bushing structure; B 1, B2, B3, B4 and B5 represented the hardness of 40, 45, 50, 55 and 60 HA, respectively. Different lowercase letters of data in the same column indicated significant differences (P<0.05, Duncan’s test)综合分析，试验组A2B3(轴套结构为滚针轴承&铜套、护种带硬度为50 HA)的护种带打滑率最小，效果最佳，且这种优势不随时间的延长而改变。
3.2 表面磨损试验结果
由表3可知，使用前所有护种带的表面形貌没有明显的差异，说明使用前所有护种带的表面较平整，且粗糙度的一致性较好。工作100 h后，比较同一硬度的护种带，采用A2轴套结构的磨损体积小于A1，且A1与A2差异显著。与轴套结构A1相比，A2与轴的摩擦系数较大，阻力也较大，而橡胶磨耗性能(磨耗量)随着温度和负荷的增大而增大[26-27]，所以采用A1轴套的护种带磨损体积明显大于A2。
表 3 不同工作时间护种带磨损试验的磨损体积1)Table 3. The wear volume of guard belt in wear test at different working time×10−3 mm3 t/h A1B1 A1B2 A1B3 A1B4 A1B5 A2B1 A2B2 A2B3 A2B4 A2B5 0 2.5±0.2a 2.5±0.2a 2.6±0.3a 2.6±0.3a 2.4±0.3a 2.5±0.3a 2.5±0.2a 2.5±0.3a 2.4±0.2a 2.5±0.2a 100 205.6±14.6e 195.6±15.7e 170.1±9.7d 136.4±12.9c 98.7±8.9b 102.4±5.7b 98.7±4.7b 72.6±6.8a 70.5±5.4a 69.4±5.1a 1) A1：尼龙轴套结构；A2：滚针轴承&铜套结构；B1~B5代表护种带硬度分别为40、45、50、55和60 HA。同行数据的不同小写字母表示差异显著(P<0.05，Duncan’s 法)
1) A1: Nylon bushing structure; A2: Needle bearing & copper bushing structure; B 1, B2, B3, B4 and B5 represented the hardness of 40, 45, 50, 55 and 60 HA, respectively. Different lowercase letters of data in the same line indicated significant differences (P<0.05, Duncan’s test)比较同一轴套结构的护种带，磨损体积均随着的护种带硬度的增大而减小。单因素方差分析可知，试验组A2B3、A2B4、A2B5对护种带磨损体积影响最小，且差异不显著。
3.3 护种机构对播种性能的影响
图6a和6b的单因素方差分析结果表明，试验组A2B2、A2B3对水稻种子伤种率影响最小。由双因素方差分析可知，A和B对伤种率的影响均达极显著水平(P<0.01)，且A与B之间存在显著交互作用；A1与A2之间差异极显著，且A2的伤种率明显小于A1，说明A2(滚针轴承&铜套结构)明显优于A1(尼龙轴套结构)；试验组B2与B3之间无显著性差异，与其他试验组之间有显著性差异。
![]()
图 6 不同孔型护种机构对不同水稻品种伤种率和穴径的影响A1：尼龙轴套结构；A2：滚针轴承&铜套结构；B1~B5代表护种带硬度分别为40、45、50、55和60 HA。各图中，相同护种机构柱子上不同小写字母表示差异显著(P<0.05，Duncan’s 法)Figure 6. Effect of different protecting structure on hill diameter and seed damage rate of different rice varietyA1：Nylon bushing structure；A2：Needle bearing & copper bushing structure；B1, B2, B3, B4 and B5 represented the hardness of 40, 45, 50, 55 and 60 HA, respectively. Different lowercase letters on bars of the same seed protecting device indicated significant differences (P<0.05, Duncan’s test)试验组A2B2、A2B3、A2B4对穴径影响最小(图6c和6d)。由双因素方差分析可知，A对穴径影响显著，B对穴径无显著影响；A1、A2之间差异极显著，且A2明显优于A1。
综上所述，护种带的同步性对护种带的磨损和播种质量有显著影响。护种带的同步性越好(打滑率越小)，护种带的磨损越小，伤种率越小，成穴性越好。
4. 结论
相同水稻品种播种时，小型孔的伤种率均高于大型孔的伤种率；在相同试验因素和水平下，‘培杂泰丰’(长粒型籼稻)的伤种率均高于‘秀水134’(圆粒形粳稻)的伤种率。原因可能有以下几个方面：小型孔总播种量小于大型孔，因此，小型孔的伤种率会高于大型孔；小型孔的容积相对大型孔较小，种子充入小型孔中时，种子(尤其是长粒型籼稻‘培杂泰丰’)可能会有部分露在型孔外面，由于护种带与排种轮之间的压力和打滑现象，种子会与排种轮、护种带发生相对移动，造成种子破损；种子在排种轮和护种带之间发生相对移动，会造成与型孔中的种子产生落种时间差，从而影响成穴性。
本研究根据护种带的同步原理，优化了轴承结构和护种带参数，提高了排种器的播种性能，延长了护种带使用寿命。在试验组内，轴套结构为滚针轴承&铜套、护种带硬度为50 HA(A2B3)的护种带磨损体积为72.6×10−3 mm−3，比优化前(A1B1)减少了约1/3，大、小型孔的伤种率分别为0.04%和0.15%，比优化前分别降低了约4/5和2/3；A2B3成穴性最好，播种性能最优。
-
![]()
图 1 排种器工作原理图
1：限种机构；2：第1充种室；3：第2充种室；4：种子；5：排种轮；6：排种管；7：护种带架子；8：轴套；9：护种带；10：清种机构
Figure 1. Schematic diagram of seed metering device
1: Flow adjusting device; 2: The first filling chamber; 3: The second filling chamber; 4: Seed; 5: Hole-type roller; 6: Seed metering tube; 7: Protecting device; 8: Axle sleeve; 9: Guard belt; 10: Cleaning device
![]()
图 2 护种机构结构简图
1：转轴；2：轴套；3：防滑槽；4：护种带架子；5：防滑纹；6：护种带
Figure 2. Schematic diagram of seed protecting device
1：Axle；2：Axle sleeve；3：Anti-skid groove；4：Guard belt frame；5：Anti-skid tread.；6：Guard belt
![]()
图 3 护种机构同步力学分析
M1~M3：对应转轴的摩擦力矩，N·m；F：排种轮作用在护种带上压力的合力，N；f1 ：排种轮与护种带之间的最大静摩擦力，N；R：排种轮半径，m；r：转轴半径，m；ω：排种轮角速度，rad/s
Figure 3. Mechanics analysis of synchronization for seed protecting device
M1−M3: Friction torque of corresponding shaft, N·m; F: Resultant force of pressure exerted by the seed metering wheel on the seed guard belt, N; f1: Maximum static friction between seed metering wheel and guard belt, N; R: Radius of seed metering wheel, m; r: Radius of shaft, m; ω: Angular velocity of seed metering wheel, rad/s
![]()
图 4 不同轴套结构图
1：尼龙轴套；2：滚针轴承；3：铜轴套
Figure 4. Schematic diagram of different axle sleeves
1: Nylon axle sleeve; 2: Needle bearing; 3: Copper axle sleeve
![]()
图 6 不同孔型护种机构对不同水稻品种伤种率和穴径的影响
A1：尼龙轴套结构；A2：滚针轴承&铜套结构；B1~B5代表护种带硬度分别为40、45、50、55和60 HA。各图中，相同护种机构柱子上不同小写字母表示差异显著(P<0.05，Duncan’s 法)
Figure 6. Effect of different protecting structure on hill diameter and seed damage rate of different rice variety
A1：Nylon bushing structure；A2：Needle bearing & copper bushing structure；B1, B2, B3, B4 and B5 represented the hardness of 40, 45, 50, 55 and 60 HA, respectively. Different lowercase letters on bars of the same seed protecting device indicated significant differences (P<0.05, Duncan’s test)
表 1 试验因素和水平
Table 1 Factors and levels in experiments
水平
Level轴套结构
Bush structure (A)护种带硬度/HA
Hardness of guard belt (B)1 尼龙轴套 40 2 滚针轴承&铜套结构 45 3 50 4 55 5 60 
下载: 导出CSV
表 2 不同轴套结构不同工作时间对护种带打滑率的影响1)
Table 2 Effects of different structure of axle sleeves on slip rate of guard belt at different working time
% 试验组
Test group0 h 25 h 50 h 75 h 100 h A1B1 32.40±0.10f 21.28±0.15g 79.82±0.20h 68.81±0.2g 75.30±0.22e A1B2 2.30±0.01e 4.80±0.09e 5.41±0.10f 6.60±0.13e 6.21±0.14c A1B3 1.01±0.05d 3.40±0.11d 4.32±0.09e 5.52±0.14d 6.42±0.15c A1B4 0.97±0.02c 2.82±0.07c 4.27±0.01e 5.12±0.11c 6.35±0.12c A1B5 8.61±0.02c 9.80±0.10f 8.92±0.11g 10.21±0.18f 11.45±0.18d A2B1 0.10±0.01a 0.50±0.04b 1.20±0.03d 1.82±0.08b 1.81±0.08b A2B2 0.27±0.02b 0.45±0.03b 0.53±0.04b 0.62±0.05a 0.62±0.05a A2B3 0.16±0.01b 0.26±0.02a 0.25±0.02a 0.60±0.03a 0.52±0.03a A2B4 0.19±0.08b 0.57±0.03b 0.79±0.06c 0.71±0.02a 0.63±0.023a A2B5 0.25±0.01b 0.46±0.04b 0.43±0.04b 0.64±0.04a 0.64±0.035a 1) A1：尼龙轴套结构；A2：滚针轴承&铜套结构；B1~B5代表护种带硬度分别为40、45、50、55和60 HA。同列数据后不同小写字母表示差异显著(P<0.05，Duncan’s 法)
1) A1: Nylon bushing structure; A2: Needle bearing & copper bushing structure; B 1, B2, B3, B4 and B5 represented the hardness of 40, 45, 50, 55 and 60 HA, respectively. Different lowercase letters of data in the same column indicated significant differences (P<0.05, Duncan’s test)
下载: 导出CSV
表 3 不同工作时间护种带磨损试验的磨损体积1)
Table 3 The wear volume of guard belt in wear test at different working time
×10−3 mm3 t/h A1B1 A1B2 A1B3 A1B4 A1B5 A2B1 A2B2 A2B3 A2B4 A2B5 0 2.5±0.2a 2.5±0.2a 2.6±0.3a 2.6±0.3a 2.4±0.3a 2.5±0.3a 2.5±0.2a 2.5±0.3a 2.4±0.2a 2.5±0.2a 100 205.6±14.6e 195.6±15.7e 170.1±9.7d 136.4±12.9c 98.7±8.9b 102.4±5.7b 98.7±4.7b 72.6±6.8a 70.5±5.4a 69.4±5.1a 1) A1：尼龙轴套结构；A2：滚针轴承&铜套结构；B1~B5代表护种带硬度分别为40、45、50、55和60 HA。同行数据的不同小写字母表示差异显著(P<0.05，Duncan’s 法)
1) A1: Nylon bushing structure; A2: Needle bearing & copper bushing structure; B 1, B2, B3, B4 and B5 represented the hardness of 40, 45, 50, 55 and 60 HA, respectively. Different lowercase letters of data in the same line indicated significant differences (P<0.05, Duncan’s test)
下载: 导出CSV
-
[1] 罗锡文, 欧洲, 蒋恩臣, 等. 抛掷成穴式水稻精量直播排种器试验[J]. 农业机械学报, 2005, 36(9): 37-40. doi: 10.3969/j.issn.1000-1298.2005.09.010 [2] CHOSA T, FURUHATA M, OMINE M, et al. Development of air-assisted strip seeding for direct seeding in flooded paddy fields: Seeding machine and effect of air assistance[J]. Farm Work Research: Journal of Farm Work Society of Japan, 2009, 141: 211-218.
[3] FURUHATA M, CHOSA T, SHIOYA Y, et al. Developing direct seeding cultivation using an air-assisted strip seeder[J]. Japan Agricultural Research Quarterly, 2015, 49(3): 227-233. doi: 10.6090/jarq.49.227
[4] 罗锡文, 刘涛, 蒋恩臣, 等. 水稻精量穴直播排种轮的设计与试验[J]. 农业工程学报, 2007, 23(3): 108-112. doi: 10.3321/j.issn:1002-6819.2007.03.022 [5] 张明华, 罗锡文, 王在满, 等. 水稻直播机组合型孔排种器设计与试验[J]. 农业机械学报, 2016, 47(9): 29-36. [6] 张明华, 王在满, 罗锡文, 等. 组合型孔排种器双充种室结构对充种性能的影响[J]. 农业工程学报, 2018, 34(12): 8-15. doi: 10.11975/j.issn.1002-6819.2018.12.002 [7] 张明华. 水稻精量穴直播机的优化设计与试验[D]. 广州: 华南农业大学, 2017. [8] 罗锡文, 王在满, 蒋恩臣, 等. 型孔轮式排种器弹性随动护种带装置设计[J]. 农业机械学报, 2008, 39(12): 60-63. [9] 王冲, 宋建农, 王继承, 等. 机械式排种器同步柔性皮带护种器的设计[J]. 农业工程学报, 2009, 25(10): 107-111. doi: 10.3969/j.issn.1002-6819.2009.10.019 [10] 于建群, 马成林, 张格. 组合内窝孔精密排种器护种和投种过程分析[J]. 农业机械学报, 2001, 32(4): 28-30. doi: 10.3969/j.issn.1000-1298.2001.04.009 [11] 中国农业机械化科学研究院. 农业机械设计手册: 上册[M]. 北京: 中国农业科学技术出版社, 2007. [12] 张波屏. 播种机械设计原理[M]. 北京: 机械工业出版社, 1982. [13] 张德文, 李林, 王惠民. 精密播种机械[M]. 北京: 农业出版社, 1982. [14] 罗锡文, 蒋恩臣, 王在满. 一种带有可拆式弹性转动护种装置的谷物排种器: 200810027896.7[P]. 2011-09-14. [15] 宋建农, 王冲, 王继承. 同步柔性皮带护种器: 200720187281.1[P]. 2008-11-05. [16] 廖庆喜, 黄吉星, 刘光, 等. 油菜播种机槽孔轮式精量排种器设计与试验[J]. 农业机械学报, 2011, 42(2): 63-66. [17] 廖庆喜, 李兆东, 廖宜涛, 等. 气压护种式精量集排器: 201410483283. X[P]. 2016-05-11. [18] 张顺, 夏俊芳, 周勇, 等. 气力滚筒式水稻直播精量排种器的设计与试验[J]. 农业工程学报, 2015, 31(1): 11-19. doi: 10.3969/j.issn.1002-6819.2015.01.002 [19] 张顺, 夏俊芳, 周勇, 等. 气力滚筒式水稻直播精量排种器排种性能分析与田间试验[J]. 农业工程学报, 2017, 33(3): 14-23. doi: 10.11975/j.issn.1002-6819.2017.03.003 [20] 李兆东, 雷小龙, 曹秀英, 等. 油菜精量气压式集排器的设计与试验[J]. 农业工程学报, 2015, 31(7): 9-17. [21] 李兆东, 李姗姗, 曹秀英, 等. 油菜精量气压式集排器排种性能试验[J]. 农业工程学报, 2015, 31(18): 17-25. doi: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.18.004 [22] 朱德泉, 李兰兰, 文世昌, 等. 滑片型孔轮式水稻精量排种器排种性能数值模拟与试验[J]. 农业工程学报, 2018, 34(21): 17-26. doi: 10.11975/j.issn.1002-6819.2018.21.003 [23] 张永振. 材料的干摩擦学[M]. 北京: 科学出版社, 2012. [24] 汪久根, 董光能. 摩擦学基础[M]. 西安: 西安电子科技大学出版社, 2018. [25] 侯文英. 摩擦磨损与润滑[M]. 北京: 机械工业出版社, 2012. [26] 王泽鹏, 张义, 徐梦飞. 基于分形理论的橡胶复合材料磨耗表面形貌表征[J]. 橡胶工业, 2018(1): 25-30. doi: 10.3969/j.issn.1000-890X.2018.01.006 [27] 王泽鹏, 李珂, 张义. 基于多重分形的橡胶复合材料磨耗表面形貌特征研究[J]. 北京化工大学学报(自然科学版), 2015, 42(1): 87-91. [28] MUKHOPADHYAY A. SEM study of worn surface morphology of an indigenous ‘EPDM’ rubber[J]. Polymer Testing, 2016, 52: 167-173. doi: 10.1016/j.polymertesting.2016.04.013
[29] KALA A. Thermal characterization and surface morphology of natural rubber (NR)/Nitrile butadiene rubber (NBR) blend[J]. The IUP Journal of Physics, 2009, 2(4): 7-14.
[30] XU S H, GU J, LUO Y F, et al. Influence of nanocrystalline cellulose on structure and properties of natural rubber/silica composites[J]. Polymer Composites, 2015, 36(5): 861-868. doi: 10.1002/pc.23005
[31] SPANO D, PINTUS F, ESPOSITO F, et al. Euphorbia characias latex: Micromorphology of rubber particles and rubber transferase activity[J]. Plant Physiology and Biochemistry, 2015, 87: 26-34. doi: 10.1016/j.plaphy.2014.12.008
[32] 中国国家标准化管理委员会. 单粒(精密)播种机试验方法: GB/T 6973—2005[S]. 北京: 中国标准出版社, 2005. -
期刊类型引用(7)
1. 杜丹超，刘顺民，蒲占湑，吕佳，鹿连明. 爪哇棒束孢MSC-F1对柑橘全爪螨的毒力测定及液体发酵工艺优化. 中国生物防治学报. 2025(01): 44-53 . 
百度学术
2. 庞素芸，禹豹，杨新泉，胡琼波. 豆天蛾养殖过程中病原真菌的分离与鉴定. 福建农林大学学报(自然科学版). 2024(04): 451-457 . 百度学术
3. 肖勇，吴雨洪，靖湘峰，张杰，李振宇. 我国黄曲条跳甲综合治理研究进展. 植物保护. 2023(02): 22-31+64 . 百度学术
4. 谢梅琼，王龙江，何余容，吕利华. 玫烟色棒束孢转录组测序及潜在致病相关基因分析. 浙江农业学报. 2023(09): 2169-2180 . 百度学术
5. 高新菊，张蒙萌，王恒亮，祖均怀，杨文佳，乔耀淑. 联苯·啶虫脒对黄曲条跳甲的生物活性及防治效果. 农药. 2022(01): 57-60+64 . 百度学术
6. 吴煜，邓娇，张晓娜，黄凯丰，陈庆富. 黑唇平背叶蜂幼虫的形态、危害特征及杀虫菌种的筛选. 西南大学学报(自然科学版). 2022(04): 62-69 . 百度学术
7. 樊春丽，罗来凤，温文照，韦文飞，韦继光. 1株桉大毛虫病原真菌的分离鉴定及其寄主范围测定. 南方农业学报. 2022(08): 2175-2185 . 百度学术
其他类型引用(3)
计量
- 文章访问数: 562
- HTML全文浏览量: 4
- PDF下载量: 737
- 被引次数: 10
