毕业设计（论文）-气吸式穴盘育苗播种机设计.docx

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1、气吸式穴盘育苗播种机设计AirSuctionSeedingMachine20XX年5月12日气吸穴盘育苗播种机设计摘要研究现有穴盘育苗播种机适应性不强，播种精度不高，费用昂贵等缺点。本文基于可编程控制器采用气吸的方式来完成播种工作，采用数字控制系统以实现人力的解放大大提高生产效率。可编程控制器具有许多的优点，在实际生产中运用较多普及较广。采用气吸式播种比传统机械式播种机适应性好且不伤种，用简单轻便的机构代替原有的复杂机构，并使传动部件的一次行程完成两次播种。着重考虑系统的气密性和种盒振动对吸种性能的影响，机械传动部分与控制系统部分的精密配合。关键词：可编程控制器；气吸式；生产率AirSucti

2、onSeedingMachineABSTRACTTheshortcomingsoftheexistingplugseedlingseederarepooradaptability,lowseedingaccuracyandhighcost.Inthispaper,basedonprogrammablecontroller,airsuctionisadoptedtocompletetheseedingwork.Thedigitalcontrolsystemisadoptedtorealizetheliberationofmanpowerandgreatlyimprovetheproduction

3、efficiency.Programmablelogiccontrollerhasmanyadvantages,anditiswidelyusedinactualproduction.Theapplicationofairsuctionsowingisbetterthanthetraditionalmechanicalseederanddoesnothurttheseed.Thesimpleandlightmechanismisusedinsteadoftheoriginalcomplexmechanism,andtheonestrokeofthetransmissioncomponentis

4、sowingtwotimes.Theeffectsofairtightnessandseedboxvibrationontheperformanceofsuctionareemphaticallyconsidered,andthemechanicaltransmissionpartandthecontrolsystempartarepreciselymatched.Keywords:Programmablecontroller；Gassuction；Productivity摘要IABSTRACTIl表目录H图目录Ill符号及其计量单位说明IV1序言11. 1引言1111研究背景11.1 1.2

5、国内外研究现状112研究目的12播种机的设计21.2 播种机的工作原理21.3 吸种机构的设计32. 3压穴滚筒设计32. 4限位机构的设计42. 5种盒的设计43带式输送机的设计53.1输送带的选择53. 2传动滚筒的设计63. 3改向滚筒的设计63. 4托棍的设计63.5电机的选择74气动系统和真空系统设计94.1气动系统的组成部分94. 2气动系统的工作原理94.3气缸与空气压缩机选型104. 5真空系统的设计135控制系统设计144.1 可编程控制器P1.C144.2 P1.C选型及I/O接口145. 3电气原理图165. 4梯形图165. 5编程程序175.6传感器选择与位置确定18

6、6结论与展望196. 1结论197. 2展望19参考文献20致谢21表目录表1孔径与真空度表2输入输出（I/O）分配表图目录图1运动机构2图2吸种头3图3真空管3图4压穴滚筒4图5气压原理图10图6输入输出（I/O）接线图16图7电气原理图16图8梯形图17符号及其计量单位说明Fm振动激振力，单位N；m偏心块的重量,单位kg；r为偏心块的质心与回转轴的距离，单位m；w电机旋转的角频率，单位rad/s；N振动振次，单位次；S振动的幅度，单位Inn1；FU圆周驱动力，单位N；七主要阻力，单位N；氏附加阻力，单位N；尸Sl特种主要阻力，单位N；产S2特种附加阻力，单位N；倾斜阻力，单位N；乜传动滚筒

7、轴功率，单位w；治为电机的功率，单位w；F气压缸上的最大外负载，单位N；P气压缸的工作压力，单位Mpa；11气缸的机械效率；气吸穴盘育苗播种机设计1序言1.1 引言本文研究气吸式穴盘育苗播种机，以提高气吸式播种机的性能和适用性。解决播种时出现的伤种情况和不同种子对穴盘的不同要求，目前气吸式播种机只考虑了对不同种子的适应性，忽略了种子生长所需环境。所以本文在前人的基础上对穴盘的适应性深入研究，以使小苗能茁壮成长。解决不同穴盘尺寸都能很好播种。1.1.1 研究背景如今穴盘育苗已然成为农业栽培技术中的主流，随着我国农业生产的专业化规模化，越来越多的农业生产开始采用穴盘育苗技术。所以研究一种不伤种高效

8、节能的自动化穴盘育苗播种机机是非常有必要的。112国内外研究现状国外穴盘育苗播种机起步较早，已有50多年的发展研制历程。经过多年的发展，国外研制出了多种机型，各类产品比较成熟，自动化程度较高。目前，国外比较知名的穴盘育苗播种机生产厂商主要是美国的Blackmore公司和SEEDERMAN公司，英国的Hamilton公司，意大利的MoSA公司，荷兰的VISSER公司，澳大利亚的WilIiarneS公司，还有韩国的大东机电公司等等。与国外穴盘育苗播种机的研究相比，我国存在巨大的差距。“八五”期间国家农业部与国家科技部在全国建立了五大穴盘育苗示范基地，并且将该技术研究列为重点科研项目。全国的农机化科

9、研单位和生产企业也跟进研究相关技术，研发了多种穴盘育苗播种机，使我国的穴盘育苗播种机得到了快速的发展，减少了与国外的差距。1.2研究目的综合国内外的研究历程，发现此类研究往往注重播种机对不同种子的适应性。而忽视了对不同尺寸穴盘的适应性和播种机自身的稳定性，所以本文研究的目的是在已有的播种机基础上提高播种性能，提高对不同尺寸穴盘的适应性和稳定性。2播种机的设计2.1播种机的工作原理在基于P1.C控制系统和气动系统的情况下，当有穴盘从输送带上到达播种位置时。传感器把接收到的信号发送到P1.C控制系统，P1.C控制气动系统运动和真空系统产生负压从种盒吸附种子，并运动到达排钟管时真空系统产生正压使种子

10、从排钟管顺利落下，到达穴盘指定位置实现精确播种。具体的工作流程如下：按下启动按钮时，输送带开始连续不断的运动，空气压缩机、真空泵、振动电机也开始工作。装满基质的穴盘放在输送带上并开始向前运动，当穴盘运动到播种位置时。使安装在输送带两侧的光电传感器接受到信号，光电传感器把信号输入到可编程控制器。可编程控制器再把输入信号转变为输出信号给电磁换向阀真空阀，使吸种针吸附种子并使处于闲置的气缸开始沿导轨运动。由于可编程控制器有时间延时功能，所以设置一个延时当吸种针到达排钟管正上方时，控制真空阀产生正压实现播种。就这样在输送带不断的运动下，吸种机构在导轨中往复运动实现播种。运动机构简图如图1所示：图1运动

11、机构2.2吸种机构的设计吸种头直接与种子相接触，对种子的吸种性能有很大的影响。对于不同的种子需要不同的吸种头，吸种头与真空管要方便拆卸更换不同孔径的吸种头。所以吸种头与真空管采用螺纹连接。吸种头如图2所示：图2吸种头真空管的设计应满足密封且牢固，并且与吸种头的连接固定要牢靠保持良好的气密性。真空管如图3所示：图3真空管2.3压穴滚筒设计压穴装置主要负责把填满基质的穴盘，压出整齐等深的小孔，以使种子落到穴盘中位置相同合适。由于压穴装置是一个体积比较大的机构，并且承受的力不大。所以压穴装置的材料选择塑料成形,根据需求与经济性塑料的型号选择尼龙。压穴装置由压穴滚筒和滚筒可调装置等组成，压穴滚筒上有一

12、个个圆周排列的近似梯形。圆周排列的弧度与穴盘距离相对应，当穴盘从输送带上移动时带动压穴滚动转动。从而在穴盘上压下整齐等深的空穴，压穴滚筒通过滚筒轴的螺纹与梅花手轮安装在滚筒可调装置上。从而通过梅花手轮可调节滚筒的高度，且可以更换大小不同的压穴滚筒，以适应不同穴数的穴盘。压穴滚筒如图4所示：图4压穴滚筒2. 4限位机构的设计穴盘的宽度在28Omnl到375mm之间，而输送带的宽度为50Onm1。因此穴盘不能很好的在输送带上直线运动，会出现穴盘碰撞机架两侧的情况。当穴盘到达播种位置时，穴孔不能准确的也排钟管相对应。这将直接导致播种失败，所以需要一个限位机构。来保证穴盘的直线运动，在保证穴盘直线运动

13、的同时也适应了不同宽度穴盘。限位板采用铝型材作为材料，在限位板两端有个小弧度这样方便穴盘更好的进入限位板。限位板与圆柱吕材相连，圆柱吕材通过机架上的固定装置用螺栓压紧。当需要调整是旋开梅花手柄即可进行调整。3. 5种盒的设计种盒的设计关系到吸种性能，种盒中的种子由于种盒的振动处于沸腾状态。使吸种头能稳定可靠的吸附种子,不会出现漏吸的现象。种盒形状是一个V形槽,在V形槽下端装有振动电机，振动电机用固定支架与种盒底部相连。为使振动效果更佳种盒与弹簧相连接，使种盒处于高速的振动达到种子的沸腾状态。所以需要进行激振力的计算，根据要求确定振次为N=2000次min,振幅为2-4mm,种盒的质量为182g

14、,在种盒在装满约三分之二的种子所以种子的质量大约为930g,初选振动电机的质量大约在20Og左右。总的质量1312g=1.3kg,所以参振重量为130N。振动电机初选为直流24VRS-545,直径36mm,长度75mm转速9000rpm。振动电机激振力的计算公式：激振力Fm=mrw2式中：m为偏心块的重量r为偏心块的质心与回转轴的距离w电机旋转的角频率Fm=0.014X0.009x942x942=160N130N振幅S=1.8/(N/100)X2工,/G式中：N为振次尸为激振力G为参振重量S=1.8/(2000/100)X2X160/1.3=2.21mm2mm所选的振动电机满足使用的要求。弹簧

15、的选取：由设计要求可知种盒的下部连接4个弹簧，种盒和振动电机重约400g,放入种子后总的重量约为1.4kg,弹簧最大可压缩量为2mm,弹簧高度不得超过90mm,弹簧的外径不超过20mm。因此可知弹簧安装后的负载耳二IN,弹簧的工作负载Fz=3.5N,工作行程f=2mm.己知耳、F2、f,则弹簧刚度按F=Uf得f=二33=2.8mm由以上条件查机械设计实用手册第三版F1.25表4-2-11,选规格YA1.6X16X85。3带式输送机的设计3.1输送带的选择由于输送机在这里主要是输送装满基质的穴盘，输送的重量轻距离短，所以这里选择特轻型带式输送机。查阅相关资料后，确定穴盘的宽度在28011mr37511m之间。带宽的选择应留有余量，所以选择输送带的宽度为500mm速度为0.03mso特轻型带式输送机由于滚筒的直径较小，故输送带选择ZW3的橡胶输送带。橡胶输送带选择尼龙减层芯型号为VP-30厚度为2mm,这里选用两层。当带宽为50Onml时最大的工作张力1.5KN。带的接头方式优先采用热硫化胶接或冷胶法。3.2传动滚筒的设计