2BMFS-3型穴灌半精量玉米播種機的設計

1、 2008 年 1 月農 機 化 研 究第 1 期2BMFS-3 型 穴 灌 半 精 量 玉 米 播 種 機 的 設 計馬淑英 ，陳立東 ，馮利臻 ，李國 昉 ，鄭立新 ，石 磊 ，張 亮1112111（1.河北 科技師范學院 機械電子系，河北 昌黎 066600 ；2.歐美學 院，河 北 昌黎 066600 ）摘要：為了適合保護性耕作的需要、解決旱田旱 期播 種出 苗保 苗的 問題 ，達 到節(jié) 水、 免耕 、側 深施 肥和半精量 播種的 目的，研制了與小四輪拖拉機配套 的節(jié)水 型免耕 施肥播種機。該機能夠一次 性完成 破茬 松土、側深施 肥、穴 灌、半精量播種、覆土鎮(zhèn)壓等多項作業(yè) ， 對麥茬

2、 地按時 復播玉米等 作物具 有重要的意 義。關鍵 詞：農業(yè)工程 ；玉米播種機；設計；節(jié)水 ； 免耕； 施肥+中圖分類號：S223.2 6文獻標識碼：A文章編號：1003 188X(2008)01 0116 02掛接方式：后懸掛0 引言作業(yè)行數(shù) /行： 3我國是淡水資源匱乏的國家之一，人均占有水資源僅為世界人均占有量的 1/4，且水資源的分布很不均勻，年季變化很大，地區(qū)差別明顯。特別是在播種季節(jié)，往往因為干旱無法播種而延誤農時，造成農業(yè)減產或絕收。因此，如何保證及時播種，并能保證有足夠的水分供給種子，確保種子發(fā)芽、出苗、分蘗，是一個亟待解決的問題。為此，研究設計了一種節(jié)水型免耕施肥半精量播種機

3、。穴距 /mm：300播種深度 /mm：4060施肥深度 /mm：80110工作幅寬 /mm：120排種器形式：窩眼輪式排肥器形式：外槽輪式生產率 /hm h ：0.30.72-12 工作原理1 總體結構及主要技術指標該播種機工作時，波紋切茬圓盤先開出一道寬30mm 的 窄 溝 ， 然 后 緊 跟 著 剪 鏟 式 開 溝 器 開 出 深80110mm（在所播種子的側方 6cm，下方 34cm處）的肥溝；外槽輪排肥器將化肥排入輸肥管落入開出的肥溝內。播種開溝器開出種溝后，水經(jīng)主水箱、二級水箱、灌水器和輸水管成穴灌入種溝。隨后，種子箱內的種子靠自重進入旋轉著的窩眼輪的型孔內；當經(jīng)過刮種器時，型孔以

4、外多余的種子被刮刷，窩眼內的種子被窩眼輪帶到護種區(qū)；當窩眼輪轉到下方一定位置（排種口處）時，種子靠自重離開型孔，經(jīng)導種管落入種溝內已經(jīng)澆灌的土壤上，然后覆土鎮(zhèn)壓。2BMFS-3 型免耕施肥施水半精量播種機能夠完成切草、開溝、施水、施肥、播種、覆土鎮(zhèn)壓等聯(lián)合作業(yè)，能實現(xiàn)種肥側向深層施入，一次能播種行玉米。其主要結構如圖 1 所示。31109876541.波 紋 切 茬 圓 盤 2.懸 掛 架 3.機 架 4.覆 土 鎮(zhèn) 壓 裝 置5.排 種 器 6.二 級 水 箱 及 灌 水 器 7.播 種 開 溝 器8.排 肥 器 9.施 肥 開 溝 器 10. 地 輪3 主要工作部件的設計3.1 水箱的設計

5、水箱是行走式灌水機械的重要部件。水箱容積過小，作業(yè)時要頻繁地裝水，有效工作時間縮短，生產率低；水箱容積過大，不僅造價提高，同時嚴重地影響了機組的動力性能、 穩(wěn)定性能和操作性能。有關實驗表明，玉米萌發(fā)最有利的土壤絕對含水量圖 1 節(jié) 水 型 免 耕 播 種 機 結 構 示 意 圖其技術性能指標如下：外形尺寸（長寬高） /mm：150016001200配套動力：泰山 25 拖拉機收 稿 日 期 ： 2007-04-18為 17%19%，這時從播種到出苗需要 6 天的時間。作 者 簡 介 ：馬 淑 英（ 1952- ）,男 ，河 北 遵 化 人 ，教 授 ，(E-mail)2chentian_。-

6、116 - 2008 年 1 月農 機 化 研 究第 1 期按此原則確定該播種機（ 3 行，行距為 =40cm，株窩眼輪線速度（ m/s）；lv1距為 =30cm；機組作業(yè)行駛速度=0.72m/s ）的灌株距（ m）。Slv2水量。經(jīng)試驗得穴播作物每株施水量=118cm ，即窩眼輪式排種器工作時，種子靠自重填入型孔內，當窩眼輪轉速過高的時候，即窩眼輪線速度過高時，型孔的填充性能降低，容易造成空穴。窩眼輪的線速度較小時，充種系數(shù)較高，窩眼輪的線速q3m可滿足玉米萌發(fā)條件。為此，根據(jù)現(xiàn)階段農村多數(shù)地塊的長度設計機組每行駛 1000m 加 1 次水，則：m ；所以，水箱總容積設計為 1.18m ，U

7、 = q L/l =1.183332m分成兩個小水箱分別用支架安裝在拖拉機兩個后驅動輪上。度不大于 0.2m/s 。經(jīng)計算分析，該機型窩眼輪的5型孔數(shù)為 4 時，可明顯改善種子的填充性能。3.6 覆土鎮(zhèn)壓器的設計3.2 破茬開溝器的設計破茬開溝器利用波紋圓盤以一定的正壓力沿地表滾動，切開根茬和土壤，同時實現(xiàn)破茬和開溝兩種作業(yè)。其優(yōu)點是工作部件沿地面滾動，通過能力強，切茬能力強，能夠適應高速作業(yè)要求。3.3 排肥器的設計種子落入溝底，開溝器不能將種子覆蓋嚴密且達到要求的覆土厚度， 因此需要用覆土器進行覆土，使其達到一定的覆蓋深度，該機采用鏟式覆土器。鏟式覆土器主要由覆土鏟和鏟柄焊合而成。覆土器與

8、鎮(zhèn)壓輪架鉸接，并用彈簧拉住，以防止作物殘根堵塞而影響播種質量。鏟式覆土器的工作情況是向前鏟土，覆土能力較強，且有松土作用。根據(jù)玉米的 播 種 特 性 該 機 采 用 直 徑 為 200mm ， 輪 緣 寬 度 為45mm 的圓錐分離輪作為鎮(zhèn)壓器。 分離輪工作時有相對運動而不宜粘土，不破壞覆土質量，適用于播深一致性要求較高的種子的鎮(zhèn)壓。該機覆土器與鎮(zhèn)壓器的配置為覆土器在前，鎮(zhèn)壓器在后，先覆土后鎮(zhèn)壓，它既能使種子與兩側濕土緊密接觸，有利于種子發(fā)芽和保墑，又不致使上層土壤過于疏松而影響根系發(fā)育。覆土器與鎮(zhèn)壓器通過仿形裝置與機架相連，以適應地面起伏，保持覆土深度的穩(wěn)定，防止鎮(zhèn)壓器堵塞。通過調節(jié)彈簧的作

9、用力可以改變覆土器的覆土量和鎮(zhèn)壓輪的鎮(zhèn)壓力，以適應各種不同作物的要求。本機采用外槽輪排肥器。為了實現(xiàn)對肥料的穴施，對現(xiàn)有的外槽輪排種器進行改進，將槽輪的直徑增大到 110mm，將槽輪的凹槽數(shù)量減小到4 個。3.4 施肥開溝器的設計根據(jù)施肥位置的要求采用新型箭鏟式開溝器，它具有入土性能好、 工作阻力小、 制造工藝性簡單、剛度強度好等特點，滿足硬茬播種施肥的要求。但是，目前國內外整體式施肥開溝器還沒有出現(xiàn)能夠施肥到側方 6cm、下方 3cm 的理想情況，大多數(shù)整體式開溝器的施肥位置參數(shù)都小于此數(shù)值。所以，選用種肥分置式開溝器，并注意到前置的施肥開溝器與后置的播種開溝器盡量拉開一定的距離。這樣既不能

10、翻亂土層又避免干濕土壤嚴重摻混，使前邊的施肥開溝器翻動的土層充分回流，可避免兩個開溝器之間的堵塞。4 結論3.5 排種器的設計該機采用垂直圓柱型窩眼輪排種器。窩眼輪直徑為 120mm，寬度為 40mm。窩眼輪排種器型孔的外形設計為半球形。為了使種子便于充滿排種盒和刮種時減小種子損傷，型孔帶有倒角。型孔的深度應節(jié)水型免耕施肥播種機集破茬開溝、施肥、行走式穴灌、穴播種、覆土、鎮(zhèn)壓等功能于一體，既可以實現(xiàn)硬茬播種、側深施肥，滿足種子發(fā)芽所需水分，為確保農業(yè)豐收奠定基礎；又能實現(xiàn)節(jié)水灌溉（減少水分蒸發(fā)和避免漫灌造成的浪費） ，節(jié)約種子和肥料、減少機組進地次數(shù)、提高生產率和降低作業(yè)成本；還能實現(xiàn)保護性耕

11、作有利于農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 因此，此類節(jié)水型免耕施肥半精量播種機，必定具有較高的推廣價值和廣闊的發(fā)展前景。與種子相適應，保證穴播時每穴粒數(shù)不超過2 粒。型孔的直徑應不小于種子的長度，型孔的深度應大于種子厚度的 2 倍。窩眼輪上的型孔數(shù)越多，則窩眼輪線速度應越低，有利于改善型孔填充性能，但是型孔數(shù)量又受窩眼輪直徑和型孔間隔距離的限制。窩眼輪型孔數(shù)由下式確定 ，即參 考文獻 ：z41 董竹蔚,高克昌,石秀琴.2BM-2/3 型免耕播種機的研制 J.山西 農業(yè)科 學,1994,22(3):41-45.d v(1)z =mSv式中窩眼輪直徑（ m）；2 杜 白 石 ,呂 新 民 .灌 水 播 種 機

12、設 計 中 幾 個 問 題 的 研d播種機作業(yè)速度（ m/s）；究J.（下轉第 131 頁）vm- 117 - 2008 年 1 月農 機 化 研 究第 1 期 higher than that of the adjacentthe time of heat saving should be shorten, but the flat temperature was still 2.6greenhouse owing to the longtime heat saving. In addition, the temperature inside greenhouse with heat sav

13、ing atnight was 3.1 , 2.0 , 1.5 higher than that of the adjacent greenhouse without heat saving respectively andthe average temperature difference between inside and outside greenhouse were 3.95, 3.21 , 2.35 respectively during heating at night in the clear day, cloudy sky and over cloudy sky in win

14、ter, which could atleast satisfy 35.7% of the energy consumption for greenhouse heating. So the effects heat saving and heating inthe system are significant.Key words: gardening; underground heat storage system; experiment; greenhouse; effects of heat saving andheating; energy saving（上接第 117 頁）農業(yè)工程

15、學報,1996,12(4):127-128.3 張 波 屏 .現(xiàn) 代 種 植 機 械 工 程 M. 北 京 :機 械 工 業(yè) 出版社 ,1997.4 桑正中.農業(yè)機械學M.北京:農業(yè)機械出版社 ,1988.5 北 京 農 業(yè) 機 械 化 學 院 .農 業(yè) 機 械 學 M. 北 京 :中 國農業(yè)出 版 社 ,1994.Abstract ID: 1003-188X (2008)01-0116-EAMA Shu-ying , CHEN Li-dong , FENG Li-zhen , LI Guo-fang , ZHENG Li-xin , SHI Lei ,1121111(1.Department

16、 of MachineryEuropean and America College, Changli 066600, China)Abstract: In order to suit the protection cultivation and solve the problem of maintaining seedlings in arid area,to achieve at saving water, no-till plough, side applying fertilizer deeply and half precision planting, a no-tillplanter

17、 with saving water and mulch fertilizing which adapted to small-four tractor. The planter can complete thebroken stubble loose earth, the side applies fertilizer deeply, the hole irrigating, half precision planting, pressingstalk, and so on. It is reasonable for sowing crops in wheat stubble batch f

18、ield in time.Key words: agricultural engineering; maize planter; design; saving water; no-till; mulching fertilizer（上接第 119 頁）使操縱省力并提高了操縱穩(wěn)定性。該研究成果對于轉向機構的設計具有指導意義和重要的應用價值。參考文獻：2 韓 林 山 .機 械 優(yōu) 化 設 計 M. 北 京 : 黃 河 水 利 出 版社,2003:30-31.3 馮 永 偉 .錢 瑞 明 .純 滾 動 汽 車 轉 向 機 構 設 計 J. 機械設計 與制造 工 程 ,2001(5):8-9.1 楊可楨.程光蘊.機械設計M. 北京:高等教育出版2004:23-24.Abstract ID: 1003-188X (2008)01-0118-EAOptimum