韩国靖，于洪斌，李洪刚，赵新天
(吉林省农业机械研究院，长春130021)
摘要：随着免耕播种的推广，越来越多的播种机采用气力式排种器。由于种子投种方式的改变，需要通过试验验证气吹式排种器导种筒角度对播种质量的影响，确定合理的导种筒角度，从而优化机具设计。 关键词：气吹式；导种筒；试验
中图分类号：S223.2文献标识码：A doi：10.14031/jki.njwx.2021.02.005
0引言
播种是农业生产中重要的一环，除山地、丘陵等难以实现大型机械化作业的区域，绝大部分耕地都可通过多行精密播种机来提高播种效率。为了提高土壤质量，我国通过推广免耕播种来缓解传统深耕给土壤带来的压力。因免耕播种所带来的播种难度提高是个无法避免的问题，现广泛采用的排种器多为机械式排种器，但机械式排种器在工作时因种子形状等原因出现卡种等中止作业的情况。随着播种速度的提升，气力式排种器的使用数量也愈发增加。气力式又可根据工作方式分为气吹式与气压式，本文则针对
一种气吹式排种器进行研究。该类型气吹式排种器大多采用气流携种投种，无法采用传统的零速投种，因此有必要针对种子在最终投种部分进行优化，以减少种子的偏移。
1导种筒类型
导种筒一端为连接管，固定在播种单体上，因此导种筒的入种角度为固定值，同时为了保证投种高度的一致性，导种筒的垂直高度为定值，需通过改变出种角度来调整导种筒样式，最终决定出种角为90。、60。及30。。导种筒结构如图1所示。 (a)90。导种筒(b)60°导种筒(c)30°导种筒
图1 2导种筒试验分析
因机具前进速度是影响投种效果的重要因素，为了保证试验样机速度的稳定性，本次试验在播种土槽试验台上进行，试验平台速度为2.5m 3m•s_1以及3.5m•s"，对应机具工作速度9km•h_1、10.8km•h"及12.6km•h_1o本试验通过株距合格率来验证导种筒设计的合理性。2.1正交试验因素的确定
为了得到相对较优的组合，本次正交试验选取
作者简介：韩国靖(1974-)，女，汉族，内蒙古赤峰人，硕士，研究员，研究方向：耕作机械。导种筒
导种筒形状和风速作为正交试验的两个因素，两因素均采用三水平。考虑到两水平的交互作用，本文采取L9(34)正交表进行试验。正交试验的因素和水平如表1所示。
表1正交试验因素水平表
因素水平导种筒出种角度/。导种筒出口风速/m•s'1 13019
26021
39023
2.29km•h"组试验
试验目标是在区域内比例和株距合格率越高
越好。从表2可以看出，对于种子在区域内比例影 响的主次因素为导种筒出种角度A 、导种筒出种风
速B 及交互作用AxB，最优组合为A 】B ］。对于在 9 km • h"下的株距合格率，影响的主次因素为导种
筒出种角度A，导种筒出种风速B 及交互作用
A x B，最优组合为A|
B “
根据上述试验结果可知，在9 km - h-1的机具
前进速度下，当投种筒出种角为30。，出口风速为
19 m • s'1时，投种效果最好。区域内比例为99%, 株距合格率为92. 5% o
为确定各因素对试验结果影响的显著水平，对
以上正交试验结果进行了方差分析，结果如表3
所示。
从表3中的方差分析结果，可以看出：对于种子
在区域内比例，投种筒出种角度A 影响较为显著, 出口风速B 影响不显著，因此投种筒出种角度是影 响种子在区域内比例的重要因素。对于株距合格
率，投种筒出种角度A 影响为显著，出口风速B 为 不显著。因此投种筒出种角度是影响其漏播指数
的重要因素。
上述方差分析同极差分析因素主次顺序是一
致的，表明该分析方法得到的结论是有效的。通过
极差分析和方差分析得出，因素水平的最佳组合为 A 角，在9 km • h"的机具前进速度下，当投种筒出
种角为30。，出口风速为19 m • s"时，投种效果
最好。
表2 9 km - h-1组试验结果及极差分析
因素主次试验号
导种筒出种 角度A/。
导种筒出口 风速 B/m • s _1
交互总用
AxB 1111
2
12
231
334
212
522
362
31
73138
32
1
93
32
加9795.7
91.7a 2
92.39292.7A388
89.7
93
极差R a 96 1.3
因素主次A>B>(A xB)
最优组合
A 1
B 1
90.7
88. 185.9d 287.085.685.8d 3
79.983.985.9极差R d 10.9
4.3
0. 1
A>B> (AxB)
最优组合
92
空列区域内比例A
/%
株距
合格率D/%
1
9992.52
9790.8395
88.939689.3
1
9286.2289
85.42
9282.5
38779.81
85
77.3
92.7T. =832
92.70.7
85.386.3T d =772.7
86
0.9
A 品
2.3 10.8 km - h-1组试验 越好。从表4可以看出，对于种子在区域内比例影
试验目标是在区域内比例和株距合格率越高
响的主次因素为导种筒出种角度A，导种筒出种风
速B及交互作用A x B，最优组合为A|B2。对于在导种筒出种角度A，导种筒出种风速B及交互作用10.8km•h"下的株距合格率，影响的主次因素为A x B，最优组合为A|B2。
表39km•h-1组正交试验方差分析
指标方差来源偏差平方和自由度均方值F比
A121.556260.力8 2.033
B54.889227.44450.918区域内比例A/%
AxB 2.8892 1.44450.048
误差179.336
A182.682291.341 2.611
B27.176213.5880.388株距合格率D/%
AxB0.01620.0060.001
误差209.876
表410.8km-h-1组试验结果及极差分析
试验号导种筒出种导种筒出口交互总用
空列
区域内比例A株距
角度A/。风速B/m•s'-1AxB/%合格率D/%
111119788.6 212229689.2 313339487.3 421239284.3 522319185.1 623128781.7 731328876.5 832138678.2 933218174.4対95.792.390.089.7
a290.091.089.790.3
a385.087.391.090.7=812
极差R a10.75 1.31
1A
因素主次A>B>(AxB)
最优组合A』？
8&483.182.882.7
D283.784.282.682.5
d376.481.183.083.3
T D：=745.3
极差K d12.0 3.00.30.8
因素主次A>B>(AxB)平板显示
最优组合A』2
根据上述试验结果可知，在10.8km-h1的机具前进速度下，当投种筒出种角为30。，出口风速为21m-s1时，投种效果最好。区域内比例为96%，株距合格率为89.2%o
为确定各因素对试验结果影响的显著水平，对以上正交试验结果进行了方差分析，结果如表5
响种子在区域内比例的重要因素。对于株距合格
率，投种筒出种角度A 影响为显著，出口风速B 为 不显著。因此投种筒出种角度是影响其漏播指数
的重要因素。
"组正交试验方差分析所示。
从表5中的方差分析结果，可以看出：对于种子 在区域内比例，投种筒出种角度A 影响较为显著，
出口风速B 影响不显著，因此投种筒出种角度是影
表 5 10. 8 km • h 指标
方差来源
偏差平方和自由度
均方值F 比A 107. 889253. 944 5 2. 396B
40. 222220. 1110. 564区域内比例A/%
AxB 2. 889
2
1.444 5
钢架雨棚
0. 04
误差
176.446A 219.5562109.力8 2.815
B
14. 269
27.13450. 183株距合格率D/%
AxB 0. 169
2
0. 084 5
0. 002
误差e
233.996
上述方差分析同极差分析因素主次顺序是一
致的，表明该分析方法得到的结论是有效的。通过
极差分析和方差分析得出，因素水平的最佳组合为
A*?，在10. 8 km • h"的机具前进速度下，当投种
筒出种角为30。，出口风速为21 m - s'1时，投种效 果最好。
2.4 12.6 km - h'1 组试验
试验目标是在区域内比例和株距合格率越高
越好。从表6可以看出，对于种子在区域内比例影
响的主次因素为导种筒出种角度A，导种筒出种风 速B 及交互作用AxB，最优组合为A 】B 3。对于在
12.6 km - h 1下的株距合格率，影响的主次因素为
导种筒出种角度A，导种筒出种风速B 及交互作用 A x B，最优组合为A 1B 3o
表6
根据上述试验结果可知，在12.6 km - h-1的机
具前进速度下，当投种筒出种角为30。，出口风速为 23 m • s'1时，投种效果最好。区域内比例为89%,
株距合格率为85. 2% o
为确定各因素对试验结果影响的显著水平，对
以上正交试验结果进行了方差分析，结果如表7 所示。
从表7中的方差分析结果可以看出：对于种子
在区域内比例，投种筒出种角度A 影响较为显著, 出口风速B 影响不显著，因此投种筒出种角度是影 响种子在区域内比例的重要因素。对于株距合格
率，投种筒出种角度A 影响为显著，出口风速B 为 不显著。因此投种筒出种角度是影响其漏播指数
的重要因素。
12. 6 km •组试验结果及极差分析
试验号
导种筒出种 角度A/。
导种筒出口 风速 B/m • s _1
交互总用
AxB 空列区域内比例A/%株距
合格率D/%
1111
1
95
82.92
12
229284.3
31
33389
85.24
212
39178.3522
31
8779.6
62
31
28582.1
7
3132
85
72.8832
1
382
75.493
321
79
77.1
续表6
试验号导种筒出种
角度A/。
导种筒出口
风速B/m•s'
交互总用
-1AxB
苯并芘检测
空列
引流袋
区域内比例株距
A/%合格率D/%
92.090.387.387.0
A287.787.087.387.3
a382.084.387.087.3
T a=785极差R a10.060.30.3
因素主次A>B>(AxB)
最优组合A]B3
84.178.080.179.9
D280.079.879.979.7
承压式太阳能热水器
d375.181.579.279.6
T d=717.7极差R d9.0 3.50.90.2
因素主次A>B>(AxB)
最优组合A』3
上述方差分析同极差分析因素主次顺序是一筒出种角为30。，出口风速为23m•s"时，投种效致的，表明该分析方法得到的结论是有效的。通过果最好。
极差分析和方差分析得出，因素水平的最佳组合为
A1B3，在12.6km-h1的机具前进速度下，当投种
表712.6km-h-1组正交试验方差分析
指标方差来源偏差平方和自由度均方值F比
A150.889275.4445 2.205
B54.222227.Ill0.792区域内比例A/%
AxB0.22220.Ill0.003
误差205.336
A122.696261.348 2.59
B18.02929.01450.381株距合格率D/%
AxB 1.41620.7080.03
误差e142.146
3结论
根据上述试验及样机尺寸设计了三种导种筒，并针对出种口风速及出种角度进行了三组正交试验。通过正交试验结果表明，出种角度影响显著，出口风速影响不显著。根据不同机具前进速度确定以下组合方式，9km•h-1时为30。出种角，19m•s"的出口风速；10,8km•h"时为30。出种角,21m-s_1的出口风速;12,6km•h"时为30。出种角,23m•s"的出口风速。
参考文献：
男式接尿器
[1]于佳杨.气吸滚筒式小麦精密排种器设计与试验研究
[D]，昆明：昆明理工大学,2017.
[2]杨志刚.气吹式玉米排种器仿真与试验研究[D].长
春：吉林大学,2015.(05)
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