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穴盤精量播種機設(shè)計

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1、穴盤精量播種機設(shè)計 穴盤精量播種機設(shè)計 摘要 傳統(tǒng)人工種植與育苗模式工作量大、人工成本高、種子浪費嚴(yán)重,以無法滿足蔬菜行業(yè)規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化、集約化的發(fā)展。與傳統(tǒng)育苗相比,穴盤育苗出芽率高、幼苗生長環(huán)境獨立、無緩苗期等優(yōu)點。利用穴盤立體化育苗,可節(jié)省空間,而且適宜長途運輸;幼苗帶基質(zhì)移栽,提高幼苗適應(yīng)性,利于幼苗生長,幼苗成活率高。因此,設(shè)計研究一種能適應(yīng)適合我國國情的穴盤育苗精量播種機,從而減少穴盤育苗中的人工投入,提高播種效率,對促進我國蔬菜、瓜果、花卉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及農(nóng)民創(chuàng)收,降低工廠化育苗的成本具有重要意義 關(guān)鍵詞:育苗模式;穴盤育苗;精量播種機 1 氣吸式播種機的發(fā)展現(xiàn)狀

2、播種質(zhì)量的好壞對作物的出苗率有很大影響,播種機的工作質(zhì)量和工作效率關(guān)系到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的總成本與農(nóng)作物的總產(chǎn)量。盡管播種機在全世界范圍內(nèi)的使用與普及已經(jīng)經(jīng)歷了很長的時間,但其仍是各大農(nóng)機廠商與科研機構(gòu)設(shè)計、改進以及優(yōu)化的重點目標(biāo)。 1.1 氣吸式播種機在國內(nèi)的使用與發(fā)展 我國對播種機的精量化研究起步于20世紀(jì)70年代末期,起步階段的主要研究方向是精量化播種的理論研究和整機結(jié)構(gòu)與功能的優(yōu)化,氣吸式播種機的研究主要針對于玉米作物的播種,還有部分應(yīng)用到大豆和小麥的播種作業(yè)。我國的氣吸式播種機大多以輪式排種器為關(guān)鍵工作部件,針對于不同的作物種類,排種器的主要結(jié)構(gòu)還要進行獨自的設(shè)計,以達到不同種子的適用性

3、要求,例如外槽輪式的排種器較適合玉米種子的播種,但應(yīng)用到小麥種子時,就會降低播種的精確程度,而小麥播種常用的排種器為錐盤式或彈性滾筒式,但無論哪一種形式的播種結(jié)構(gòu),都不可避免的對種子造成一定程度的破損,只能達到半精量播種的要求。近年來,我國農(nóng)機企業(yè)和科研部門不遺余力的對氣吸式精量播種機進行了研究與開發(fā),以小麥播種為例,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)所研制的新型組合吸孔式小麥精量排種器不僅性能優(yōu)越、作業(yè)速度快,而且達到了播種均勻程度高、精確性好的要求,在真正意義上實現(xiàn)了小麥的精量化播種。現(xiàn)階段總體而言,國內(nèi)的氣吸式播種機的研究明顯針對于中耕作物,其產(chǎn)業(yè)化的機型也比較多,而對于其他種類的作物,氣吸式播種機的研究還有

4、很長的路要走。 1.2 氣吸式播種機的國外研究情況 國外的發(fā)達國家對氣吸式播種機的研究起步較早,很多國家的初始研發(fā)時間在20世紀(jì)50年代初期,經(jīng)過60多年的發(fā)展和改進,氣吸式播種機的技術(shù)已經(jīng)比較成熟,且應(yīng)用比較廣泛,機型的種類和適用范圍也在逐步擴大。由于發(fā)達國家的農(nóng)作物種植模式以農(nóng)場化的大規(guī)模種植為主,氣吸式播種機的最廣泛應(yīng)用集中在玉米、小麥、大豆和棉花等作物。發(fā)達國家在研究和推廣氣吸式播種機的初期,所采用的多為氣吸圓盤式結(jié)構(gòu),圓盤共分兩面,一面與吸風(fēng)口相連,用來為種子室提供負(fù)壓,另一端與種子室相連,工作過程中圓盤旋轉(zhuǎn)并在吸力位置吸住種子,多余的種子會被刮板刮掉,確保每個孔位只有一粒種子,

5、當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)至某一位置時,吸力消失,種子會自然落到溝里,這種播種器具有省時省力的優(yōu)點,但同時也存在著整機重量大,需要配套大馬力拖拉機才能完成的缺點。以此為基礎(chǔ),氣吸式播種機經(jīng)歷了長達60年的改進和優(yōu)化,現(xiàn)階段的播種作業(yè)已經(jīng)極為成熟且功能豐富,以德國哈西亞公司制造的氣吸式播種機為例,它能夠一次性完成開溝、播種、施肥、覆土、鎮(zhèn)壓以及農(nóng)藥噴灑工作,該機型使用的是具有導(dǎo)種葉輪的氣吸式排種器,排出的種子由于經(jīng)過了葉輪的加速,達到了極快速投種的要求,有效的優(yōu)化了播種的均勻程度。 2 播種機概述 播種機的功用是以一定的播量或株穴距,將其均勻地播入一定深度的種溝,覆以適量的細(xì)濕土,同時也可施種肥并適當(dāng)鎮(zhèn)壓

6、,有時還噴灑農(nóng)藥和除草劑,為種子發(fā)芽提供良好條件,以達到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn),提高播種作業(yè)的勞動生產(chǎn)率,減輕使用者的勞動強度。 2.1 播種機類型 播種機的類型很多,有多種分類方法。按播種方法可分為撒播機、條播機、點(穴)播機;按聯(lián)合作業(yè)可分為施肥播種機、播種中耕通用機、旋耕播種機、鋪地膜播種機;按牽引動力可分為畜力播種機和機引播種機,而機引播種機中,根據(jù)和拖拉機不同的連接方式,可分為牽引式、懸掛式和半懸掛式;安排中原理可分為氣力式播種機和離心式播種機。 2.2 播種機主要結(jié)構(gòu)及功能 目前國內(nèi)外播種玉米、大豆、甜菜、棉花等中各作物的播種機多數(shù)采用精密播種,即單粒點播和穴播。一般中耕作物精密播種機的

7、結(jié)構(gòu)如圖2-1。其組成分為以下幾部分: 圖2-1 播種中耕通用機 1—種箱2—后支臂3—仿形機構(gòu)4—主梁5—肥箱6—下懸掛點 7—仿形輪8—前支臂9—施肥鏟10—開溝器11—劃溝刀 12—排種器 13—鎮(zhèn)壓彈簧 14—覆土板 15—鎮(zhèn)壓輪 (1)機架多數(shù)為單梁式。各工作部件都安裝其上,并支承整機。 (2)排種部件種子相和能達到精密播種的機械式或氣力式排種器,包括可調(diào)節(jié)的刮種器和推種器。 (3)排肥部件包括排肥箱、排肥器、輸肥管和施肥開溝器。 (4)土壤工作部件及其仿形機構(gòu)包括開溝器、覆土器、仿形輪、鎮(zhèn)壓輪、壓種輪及其連桿機構(gòu)等。 有的精密播種機還配備施撒農(nóng)藥和除草劑的裝置

8、。 2.3 總體配置 目前主要是與12-T5馬力小四輪拖拉機配套,播種機自帶懸掛提升裝置。每臺(套)播兩壟。壟上播平播均可。 2.3.1排種器的參數(shù)設(shè)計 用機械方法進行精量播種的排種器大多屬于孔型孔式排種器。根據(jù)種子的型狀和尺寸等因素,設(shè)計出各種行孔或窩眼,用以播下每穴數(shù)量相等的種子。型孔輪用硬塑料和金屬制成,其直徑常為120-180mm。窩眼形狀可設(shè)計成圓錐形、圓弧形或圓柱形。本次設(shè)計的型孔輪為圓柱形。 表2-1 型孔參數(shù)表 作物種類 玉米 大豆 高粱 型孔直徑 8-24 9-11 6-9 型孔深度 6-12 6-8 4-8 每孔粒數(shù) 31或41 1 5-9

9、 2.3.2開溝器參數(shù)設(shè)計 開溝器要求入土性能好,開溝器能在2-10cm內(nèi)調(diào)節(jié)入土深度。 (3)鎮(zhèn)壓輪:鎮(zhèn)壓輪的壓強要求0.3-0.5kg/cm2,要求轉(zhuǎn)動靈活,不粘土。鎮(zhèn)壓輪的寬度應(yīng)稍大于苗幅寬,直徑不可過小,否則轉(zhuǎn)動不靈活,土壤易產(chǎn)生裂紋。常取直徑d=300-400mm,本次設(shè)計的鎮(zhèn)壓輪直徑為250mm;寬度為125mm。 (4)鎮(zhèn)壓彈簧參數(shù)設(shè)計: 要求為0.3-0.5kgf/ cm2 鎮(zhèn)壓輪與地面的接觸面積可初步估計為: S=30170=5100mm2。所需壓力N=(0.03-0.05)5100=153-225N 受力圖如下: 其中: F:彈簧作用力 N:鎮(zhèn)壓輪接觸

10、地面的壓力 AC:彈簧作用點與支點距離 AB:支點與鎮(zhèn)壓輪軸之間的距離 有AC=82cmAB=185mm由FAC=NAB可得: Fmin=NABAC=15318582=345.2N 因為鎮(zhèn)壓輪有自重,所以選用下述(表2-2)彈簧即可滿足要求 表2-2 彈簧主要參數(shù) 材料 材料直徑 工作極限載荷Pi 65Mn 3mm 495(N) 圈數(shù)(n) 彈簧中徑D2 Pt作用下單圈剛度變量Pia 12.5 14mm 1.585 節(jié)距 單圈剛度P/d 最大心軸直徑Dmax 4.77 289.3(N/mm) 9mm 3 中耕作物精量穴盤播種排種器 中耕作物如玉米、大豆、甜菜

11、、高粱、棉花等采用精密播種,可以節(jié)省大量種子和間苗勞力,而且可使幼苗分布均勻,達到苗齊、壯、均,有利于增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。達到精密播種的關(guān)鍵是排種器。 3.1 排種器的技術(shù)要求 排種器的技術(shù)要求大體上有以下幾個方面: 1、排種器排種均勻穩(wěn)定,排種均勻性不受外界條件變化而產(chǎn)生嚴(yán)重影響。一臺播種機的排種量應(yīng)該保持一致。 2、不損傷種子。 3、播種兩調(diào)節(jié)范圍要大。 4、通用性好。 5、工作可靠,不易堵塞。 3.2 立式排種器的特點 1、結(jié)構(gòu)簡單,使用可靠,它由殼體、排種盤和清種刀三個零件組成。鋼刀清種干凈利落,壽命長,故障少,大大提高了排種器的可靠性。 2、排種盤立著用,占空間少,排種器內(nèi)

12、可裝三個播種盤,解決了播種三行位置。 3、立式盤能完成大豆雙行單粒點播任務(wù),在鏵犁播種部件上已經(jīng)是使用了15年,效果交好。只要種子符合尺寸,破碎率不超過2%,而株距合格率平均都在98%以上。 4、立式盤側(cè)充填,充填區(qū)域大,360除投種區(qū)60外都可充填,充填時間長,充填性能好,可提高作業(yè)速度,垂直窩眼排種器的切速度不大于0.2m/s,而立式盤排種器達到0.62m/s,排種仍然很好,切線速度可提高三倍多。 5、立式盤排種器種子出口處種子運動方向與機器前進方向相反,減少了種子的絕對運動速度(前進速度減去種子的切線速度),再加投種點低(65mm),大大提高了粒距的均勻性。 4 排肥器 播

13、種和中耕追肥機上的排肥器,主要用于排施粒狀和粉狀化肥、粒狀復(fù)合肥以及農(nóng)場自制顆粒肥料等?;实闹饕夹g(shù)特性見表4-1 表4-1 幾種化肥的主要技術(shù)特性 肥料名稱 外形 含水率(%) 單位容積質(zhì)量(g/l) 自然休止角 尿素 顆粒 720 35 硫酸銨 粒狀 0.93 943 44 硝酸銨 結(jié)晶 2.13 1010 35 碳酸氫銨 粉狀 2.87 920 37 磷酸銨 晶體 2 840 過磷酸鈣 粉粒狀 16 880 4.1 排肥器的要求 (1)要有一定的排肥能力,一般施肥量應(yīng)在5~30㎏/畝范圍內(nèi)可調(diào)。排肥量要均勻穩(wěn)定,不架空、不堵塞、不斷條。 (2)通用性好,能排施

14、多種肥料。 (3)排肥工作阻力不大,工作可靠,使用調(diào)節(jié)方便,便于箱內(nèi)剩余肥料的清理。 (4)零部件要耐腐蝕和耐磨。 4.2 排肥器的類型、特點和適用范圍 1.外槽輪式結(jié)構(gòu)較簡單,適于排施流動性好的松散化肥和復(fù)合粒肥。對吸濕性強的粉狀化肥易粘結(jié)槽輪,引起架空、堵塞。多用于谷物條播機和中耕作物播種機上。 2.滾輪式結(jié)構(gòu)簡單,適于排施流動性好的松散化肥和復(fù)合粒肥。對流動性差,吸濕性大的粉狀化肥不適用。易發(fā)生架空、堵塞。多用于谷物條播機上。 3.適于排施粉狀和粒狀化肥,也能排施吸濕性強的粉狀化肥。施肥量適應(yīng)范圍較大,結(jié)構(gòu)較簡單,但工作阻力大。主要用于中耕作物播種機和中耕追肥機上。 4.結(jié)

15、構(gòu)較復(fù)雜,工作阻力較大。能排施干燥松散的化肥,性能較好,但不適于排吸濕性強的化肥,容易發(fā)生架空、斷條。主要用于中耕作物播種機和中耕追肥機上。 5.結(jié)構(gòu)較簡單,能排施干燥的粒狀和粉狀化肥,不適于排施吸濕性強的化肥。多用于中耕作物播種機和播種中耕通用機上。 6.結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,工作阻力較大。適用于干燥粒狀和粉狀化肥的排施,對吸濕性強的化肥已發(fā)生架空和堵塞,排肥星輪被化肥粘結(jié)。主要用于谷物條播機上。 7.結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,其肥量調(diào)節(jié)凹板上容易粘結(jié)肥料,必須及時清除。主要用于中耕作物播種機和播種中耕通用機上。 根據(jù)各種類型的排肥器的特點并結(jié)合使用范圍綜合考慮選用振動式排肥器。振動式排肥器主要由肥箱、肥箱

16、底座、振動板、排肥凸輪、肥量調(diào)節(jié)板、密封膠布和排肥軸等組成,有的還配有螺旋輸送器。 圖4-1 振動式排肥器 1—排肥凸輪2—彈簧攪龍3—排肥軸4—振動板 5—密封膠布6—肥箱7—插板8—肥量調(diào)節(jié)板 排肥量的調(diào)節(jié)主要可以動調(diào)節(jié)板和改變排肥孔大小來達到。排施流動性好的化肥時,為了防止振動板停止振動后仍有肥料自流,而設(shè)有孔壯調(diào)節(jié)板,在調(diào)節(jié)板上有300個直徑為3.8mm的圓孔,移動調(diào)節(jié)板,改變排肥圓孔的數(shù)目,可達到不同的排肥量。 凸輪決定振動板的振幅和振動頻率。凸輪的凸齒高度確定振幅大小。振幅過小,不能形成肥料上下循環(huán)的肥料流,也不能克服肥料之間的粘結(jié)力,因而易出現(xiàn)架空;振幅過大,動

17、力消耗大和傳動阻力大。振幅一般為18~20mm。 在一定的轉(zhuǎn)速下,凸輪齒數(shù)決定振動頻率,振動頻率過低,排肥均勻性變壞。振動頻率太高,則肥料被鎮(zhèn)起后尚未落下,第二次振動又使肥料鎮(zhèn)起,其結(jié)果是實際振幅變小。對于排施易潮解的粉狀化肥,其振動頻率為250~280min-1較好。振動頻率 按下式計算: ( ) 式中——作業(yè)速度(m/min); ——傳動速比; ——凸輪齒數(shù); ——地輪直徑; ——地輪滑移系數(shù)。 ? 5 開溝器及其起落機構(gòu) 開溝器的功用主要是在播種機工作時,開出種溝,引導(dǎo)種子和肥料進入種溝內(nèi),并使?jié)裢粮采w種子和肥料。 5.1 開溝器的要求 一個良好的開溝器必須符合下

18、列要求: (1)開出的種溝要深淺一致,溝型整齊、平直,開溝深度能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié),以適應(yīng)不同作物的播深要求。 (2)開溝時不亂土層,不應(yīng)將下層濕土翻至地面,也不可使干土落入溝底,應(yīng)將種子和肥料導(dǎo)至濕土上。 (3)行內(nèi)中子分布均勻,種子不飛散而應(yīng)都落到溝底。 (4)應(yīng)有一定的回土作用,使細(xì)濕土將種子全部覆蓋,以利于種子發(fā)芽。 (5)要有良好的入土性能和切土能力,工作可靠,不易被雜草、殘茬和土塊堵塞。 (6)結(jié)構(gòu)簡單,工作阻力小,調(diào)整、維護方便。 5.2 開溝器使用行距與前后列距離 開溝器工作時,將部分土壤升起、拋翻、推擠或擠壓等,使開溝器前方形成前丘和播后地表形成溝痕。特別是在整

19、地條件差、土塊大、雜草和殘茬多的情況下,前丘突起較大。為了不使相鄰兩開溝器的前丘連片,它們間必須要有足夠的間距。若該間距大于農(nóng)業(yè)技術(shù)要求的行距時,常使相鄰兩開溝器排成前后兩列,同時前后列開溝器的距離必須保證后列在穩(wěn)定的土壤中工作,以保證后列開溝器的開溝質(zhì)量。 5.3 芯鏵式開溝器 芯鏵式開溝器主要由芯鏵、鏵柄、翼板、輸種管和護種罩等組成。芯鏵一般用3~4mm厚的65Mn鋼板制成,鏵尖及刃部進行熱處理,硬度為HRC37~42,以增加其耐磨性。芯鏵的主要參數(shù)有: 圖5-1芯鏵式開溝器圖5-2 芯鏵結(jié)構(gòu) 1—鏵柄2—芯鏵3—翼板 4—輸種管5—護種罩 (1)入土角α入土角過大,入土性

20、能差,且阻力增加。入土角過小,會使芯鏵尖而長,強度減弱。一般芯鏵入土角以15~25為宜。 (2)隙角ε芯鏵底部有一隙角ε,它有利于入土,一般為ε5,過大則使溝底不平,過小使入土性能差。 (3)斜切角γ 芯鏵尖的斜切角不能過大,此角必須保證土粒、殘茬、雜草沿刃口向后滑移,而不致纏掛、擁堵。斜切角γ一般為60~75。 (4)鏵高H在不影響種子散落的情況下,鏵高不宜過高,過高易發(fā)生擁土,且增加阻力。鏵高一般為80~140mm。 (5)幅寬B芯鏵開溝器主要用于壟作寬幅,芯鏵幅寬大小取決于播種的苗幅寬度,一般為120~180mm。 (6)芯鏵工作曲面芯鏵工作曲面的形成見圖5-3。ad是平面M上

21、一條曲率半徑為R的曲線(芯鏵脊線),平面N是通過oa(o為曲率中心)而與M垂直的平面,ab,ac是平面N上的線段,二者與M平面的夾角對稱。當(dāng)平面N繞o軸(通過o點與M平面垂直的軸線)旋轉(zhuǎn)時,線段ab,ac即掃描出脊線兩側(cè)的工作曲面。 圖5-3 芯鏵工作曲面 (7)脊線曲率半徑為使入土性能好和結(jié)構(gòu)緊湊,脊線曲率半徑R取250~350MM為宜。 6 輸種管、覆土器、鎮(zhèn)壓輪及筑埂器 6.1輸種管 輸種管主要是將排種器排出的種子導(dǎo)入開溝器,使種子能順利地落到種溝內(nèi)。它對排種的均勻性有較大影響。因此對輸種管的要求是: (1)保證種子能自由活動,不致使排種均勻性變壞。管內(nèi)應(yīng)有足

22、夠的斷面積,管壁應(yīng)光滑暢通無阻。 (2)要能適應(yīng)開溝器的升降和調(diào)節(jié)。輸種管鉸接于排種器上,要能在各個方向擺動,不致影響種子的通過。 (3)要有一定的伸縮量、彈性和彎曲度,并需耐腐蝕。 (4)結(jié)構(gòu)簡單,易于制造和維修。 6.1.1 輸種管的類型 輸種管按其制造材料可分為金屬管、橡膠管和塑料管三種。 1.金屬管有卷片管、卷絲管、套筒管、漏斗管和蛇皮管等。 2.橡膠管有硬橡膠管和橡膠折皺管。 3.塑料管有波形塑料管和直筒塑料管。 6.1.2 輸種管的主要參數(shù) 1.輸種管直徑輸種管的最小直徑應(yīng)根據(jù)作物的最大播量和種子的物理機械特性(種粒形狀和尺寸、種粒與管壁的摩擦系數(shù)等)確定。輸種

23、管的最大直徑應(yīng)與種子在輸種管內(nèi)自由降落時的擴散范圍性適應(yīng)。通過試驗,有三分之二的種子集中在半徑為20mm范圍內(nèi),因此,輸送管的最小直徑dmin一般為26mm,最大直徑dmax一般為40mm。 2.輸種管的傾斜角與長度根據(jù)不同類型播種機的結(jié)構(gòu)需要,排種器工作特點以及對種子下落到溝底時的要求,確定輸種管傾斜角和長度。對于某些中耕作物精密播種機,為使種子落到種溝時,相對于地面的速度接近于零,以提高株距均勻性,還專門設(shè)計了導(dǎo)種管。即要求種子沿導(dǎo)種管向后滑行運動,并具有一定的速度,因而設(shè)計成曲線形導(dǎo)種管。 6.2 覆土器 種子落入溝底,開溝器將一層較淺的回土覆蓋種子,尚需用覆土器進

24、行覆土,使其達到一定的覆蓋深度。對覆土器的要求是先覆以細(xì)濕土,而且覆土均勻,不影響種子分布均勻性。中耕作物播種機上常用的覆土器又刮板式和鏟式。刮板式覆土器覆土能力較強,刮板角度可以調(diào)節(jié),常和芯鏵式開溝器配合使用。鏟式覆土器連接在鎮(zhèn)壓輪上,根據(jù)需要,覆土鏟可以上下調(diào)節(jié),常和滑刀式開溝器配合使用。 圖6-1覆土器(鏟式) 1—拉桿2—調(diào)節(jié)板3—覆土板4—鎮(zhèn)壓輪5—鎮(zhèn)壓輪架 6.3 鎮(zhèn)壓輪 播種同時鎮(zhèn)壓可減少土壤中的大孔隙,減少水分蒸發(fā),以使土壤保墑;可加強土壤毛細(xì)管作用,使水分沿毛細(xì)管上升,起到“調(diào)水”和“保墑”的作用;可使種子與土壤緊密接觸,有利于種子發(fā)芽和生長;春播鎮(zhèn)壓還可適當(dāng)

25、提高地溫。因此,播種同時鎮(zhèn)壓對干旱地區(qū)的播種是非常必要的。播種同時鎮(zhèn)壓主要是在苗幅內(nèi)鎮(zhèn)壓,而行間土壤仍保持疏松,因而通氣性 好,還可利于接納雨水。 鎮(zhèn)壓輪對土壤的壓強主要根據(jù)土壤性質(zhì)、水分、密度和作物的要求而 定,一般為30~50kPa。鎮(zhèn)壓輪的壓力大小取決于鎮(zhèn)壓輪本身重量和作用在它上面的附加重量(播種機部分重量的轉(zhuǎn)移和輔助彈簧作用力等)。 一個良好的鎮(zhèn)壓輪必須轉(zhuǎn)動靈活,不沾土,不擁土,鎮(zhèn)壓里可以適當(dāng)調(diào)整,鎮(zhèn)壓后地表不產(chǎn)生鱗狀裂紋。 6.3.1 鎮(zhèn)壓輪的結(jié)構(gòu)類型和特點 (a)(b)(c) 圖6-2金屬鎮(zhèn)壓輪 a)圓柱形鎮(zhèn)壓輪b)凹面鎮(zhèn)壓輪c)圓錐組合鎮(zhèn)壓輪 1.圓柱鎮(zhèn)

26、壓輪由薄鋼板制成。有光面圓柱形和網(wǎng)面圓柱形兩種,其鎮(zhèn)壓輪面較寬,壓力分布均勻。適用蔬菜播種和寬苗幅壟播的播種機。 2.凸面和凹面鎮(zhèn)壓輪它是整體形空心柱鐵輪,靠本身重量或在其空腔內(nèi)灌入適量的沙土產(chǎn)生鎮(zhèn)壓力。凹面輪對種子上層土壤不如兩側(cè)的土壤被壓得緊實,有利于種子幼芽出土,適于棉花、豆類及其它雙子葉作物的播種鎮(zhèn)壓。 3.圓錐復(fù)合鎮(zhèn)壓輪由兩個鋼板沖制成的錐形輪組合成??筛鶕?jù)需要來改變兩錐形輪間距,成為寬窄不同的圓錐復(fù)合輪,起鎮(zhèn)壓力可由附加彈簧調(diào)節(jié)。 4.膠圈鎮(zhèn)壓輪由于膠圈具有彈性,在鎮(zhèn)壓輪與土壤壓緊壓時,膠圈變形;而當(dāng)它滾動道上方,無外力時,膠圈復(fù)原。因此,鎮(zhèn)壓輪膠圈在滾動過程中變形與復(fù)原交替

27、作用,使?jié)裢岭y以粘結(jié)在膠圈表面上,由于濕土于膠圈的附著力較小,稍有振動,粘土很容易脫落。該鎮(zhèn)壓輪結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,鎮(zhèn)壓效果較好,大多用于壟作播種機上。 5.寬型橡膠鎮(zhèn)壓輪鎮(zhèn)壓輪有多種形式,可根據(jù)作物對鎮(zhèn)壓的要求而選用。由于橡膠內(nèi)腔時空腔,并通過小孔與外界大氣相通,故又稱為零壓鎮(zhèn)壓輪。在其滾動鎮(zhèn)壓土壤時,橡膠輪變形與復(fù)原相互交替反復(fù),因此,粘土少,脫土容易,鎮(zhèn)壓質(zhì)量好,壓后地表產(chǎn)生鱗片狀裂紋較少,有的表面花紋可增加鎮(zhèn)壓輪的附著力?,F(xiàn)多用于中耕作物精密播種機上作鎮(zhèn)壓輪,以及單組播種中間作驅(qū)動排種輪或撒施農(nóng)藥的工作部件之用。 6.窄型橡膠鎮(zhèn)壓輪這種鎮(zhèn)壓輪用于谷物條播機上播后鎮(zhèn)壓,它有兩種連接方式:一是

28、在傳統(tǒng)的谷物條播機腳踏板下后方,對著開溝器的部位,安裝帶彈簧般的窄型橡膠鎮(zhèn)壓輪。另一是壓輪式谷物播種機上作鎮(zhèn)壓和支撐播種機重量,并驅(qū)動排種、排肥部件工作之用。 6.3.2 鎮(zhèn)壓輪直徑的確定 要使鎮(zhèn)壓輪正常轉(zhuǎn)動的條件是: (m) 式中——土壤對鎮(zhèn)壓輪的摩擦系數(shù) ——軸套中的摩擦力矩(N?m) ——鎮(zhèn)壓輪半徑(m) ——鎮(zhèn)壓輪重力及其附加負(fù)荷(N) 如鎮(zhèn)壓輪又作為排種、排肥部件的工作動力時,必須保證鎮(zhèn)壓輪正常轉(zhuǎn)動不滑移,其必要條件是 (m) 式中——帶動排肥、排種部件所消耗的傳動力矩(N?m) ? 7 其他工作部件和機構(gòu) 7.1 種子、肥箱 種子、肥箱的要求有以

29、下幾個方面: 1.必須有足夠的容量,以減少假種加肥次數(shù),并做到播到地頭時才加種加肥。但種、肥箱過大,播種機組結(jié)構(gòu)龐大,且使機組牽引阻力增加。此外,對懸掛式播種機來說,將直接使機組縱向穩(wěn)定性變壞。 2.箱底板的傾斜角應(yīng)大于種子或廢料的自然休止角,保證種子或肥料順利流入排種器或排肥器內(nèi)。 3.種子、肥料相應(yīng)堅固耐用、重量輕,剛度好。箱內(nèi)外應(yīng)涂以耐腐油漆。 4.加種、加肥方便,容易清理和不殘留種子或肥料。 5.箱蓋關(guān)閉嚴(yán)禁,防止雨水浸入。對于氣力式播種機的種箱,蓋好后要承受一定氣壓,并應(yīng)嚴(yán)密不漏氣。 7.1.1 種子、肥料箱容量計算 種、肥箱的容量是根據(jù)播種工作幅寬、播種量或施肥量、播

30、種行程和種子或肥料單位容積的質(zhì)量等而定。工作時,不應(yīng)將箱內(nèi)種子或肥料全部播完,否則會因箱內(nèi)種子或肥料太少,而影響排種、排肥性能,應(yīng)至少留有10%的余量。 種、肥箱的容量V可用下式確定 (L) 式中V——肥箱容積種箱容積; Qmax——最大播量斤/畝; B——播種機的工作幅寬; L——種子裝滿后能行駛的距離; ——種子箱的充滿系數(shù); ——種子容量kg/l; 以大豆為例: 種箱容積V=216180320=0.012升 肥箱容積V=220280200=0.019升 大豆容量為0.75噸/米,百粒重20克,則每箱可裝0.0120.751000=9公斤,同法可計算出每箱玉米種子可

31、播2129m,每箱化肥可施663m??梢姺N肥箱基本上滿足生產(chǎn)需求。 7.1.2種子、肥料箱結(jié)構(gòu)特點 播種機上的種、肥箱的形狀大多是矩形、梯形或圓形的,用薄鋼板成,也有用玻璃纖維或塑料制成。現(xiàn)代谷物播種機上種、肥箱的結(jié)構(gòu)特點是: (1)增大容積,以減少加種加肥次數(shù)。國外谷物播種機種箱容積增大到每米工作幅160~200L;肥箱容積增大到每米工作幅120~180L。 (2)采用整體箱結(jié)構(gòu)。用大型薄鋼板壓制成型,并與機架連成框架,以增加其剛度。 (3)種箱與肥箱容積的相互比例可根究需要調(diào)節(jié);通過改變種、肥箱內(nèi)壁各板安裝位置,來改變種、肥箱的容積比。 7.2 仿形機構(gòu) 仿形機構(gòu)是使播種機的

32、開溝器能隨地形變化而始終保持一定的工作深度,并開出深淺一致的種溝,以保持種子播深一致。因此,對仿形機構(gòu)的要求是: (1)能滿足所要求的仿形范圍,并要有一定的限位機構(gòu); (2)工作可靠,仿形性能穩(wěn)定,溝底平整,開溝深淺一致; (3)桿件緊湊,有足夠的強度和剛度。 7.2.1 仿形機構(gòu)類型 主要由整機仿形和單組仿形兩種形式。 整機仿形即播種機整機隨地形起伏,能夠上下仿形。其方式有:一是拖拉機液壓懸掛機構(gòu)放在浮動位置,使懸掛式播種機的地輪能隨地形起伏而上下運動,達到整機仿形;一是與拖拉機下懸掛桿掛接的播種機下懸掛桿上,有一允許在一定范圍內(nèi)上下運動的長圓孔。整機仿形結(jié)構(gòu)簡單,但在整機工作幅

33、內(nèi)播深不一致。 單組仿形機構(gòu)是每一播種單組膠接在機架上,達到單組仿形,而單組上的其他工作部件如覆土器、鎮(zhèn)壓輪、施肥開溝器等還可以相對于單組進行分別仿形。因此,可根據(jù)不同地形各自進行上下仿形。仿形性能好。平行四連桿仿形機構(gòu)結(jié)構(gòu)原理與同坐特點(見圖):在平行四連桿機構(gòu)的后桿部位E點上鉸接著連桿O1EF和EO2,O1端裝有仿形輪,O2端裝有鎮(zhèn)壓輪。根據(jù)不同的開溝深度要求,鎮(zhèn)壓輪通過調(diào)節(jié)點F的銷軸,可改變其相對于開溝器的高度。當(dāng)F銷軸固定后,O1EF O2變成剛性連桿,成為繞鉸接點轉(zhuǎn)動的扁擔(dān)式仿形機構(gòu),其深度變化很小,而且變化緩慢,方形可靠、穩(wěn)定,開溝深度一致,是一種比較好的仿形機構(gòu)。 圖7-

34、1 7.2.2 仿形機構(gòu)主要參數(shù) 影響平行四連桿仿形機構(gòu)工作性能的因素很多,主要是四連桿尺寸、強度和剛度,牽引角a,行向?qū)挾萣等。 根據(jù)地形和播前整地條件確定仿形量的大小。通常上、下方形量都是8~12cm。為使開溝器工作穩(wěn)定,牽引角a變化范圍越小越好。因此,上下拉桿長一些有利,但拉桿過長,使機構(gòu)不緊湊,機具重心后移。 橫向?qū)挾萣值大些好,否則,工作中易引起橫向擺動,使播行直線性差,這給機械中耕帶來困難。 8 經(jīng)濟效益分析 一、體積小、重量輕。 二、結(jié)構(gòu)簡單:該機主要以各種型號的拖拉機為動力,主要由牽引提升架、播種箱、播種器及部分鏈條

35、、插銷和銷孔連接組成。 三、操作靈活:該機由一人進行操作,當(dāng)拖拉機前進時,將犁鏵放下,播種箱兩端的防滑輪與地表摩擦產(chǎn)生動力,分別帶動控制播種箱種子和肥料出口的兩根輪軸,主動軸由防滑輪帶動用于播種,被動軸由主動軸的鏈條帶動用于拖肥。根據(jù)田塊的大小,多功能旱糧播種機可隨意提升、隨意調(diào)速,轉(zhuǎn)彎靈活方便,可以有效地避免重耕、重播。 四、維修方便、容易:該機的聯(lián)接,使用的是插銷和插孔的連接方式,一個人可以方便拆裝,維修時只需換上配置的備件即可。 五、適用性強:該機結(jié)構(gòu)上優(yōu)點,使之能適應(yīng)各種田地的播種。小到1-2分大的田塊,大到上百畝的田塊,不管是平壩、還是淺丘地區(qū);無論是板結(jié)的土質(zhì),還是疏松的土質(zhì)

36、都能適應(yīng)。還可以根據(jù)用戶的不同需求,配置實用的播種器,通過調(diào)節(jié)犁鏵和種子儲存孔的行距,能夠輕松地播種小麥、大麥、高粱、大豆、玉米等旱糧作物??傊?,凡是種旱糧的區(qū)域,只要拖拉機能行走的地方都能適用。 六、作業(yè)成本低:該機能達到開溝、播種、施肥、覆蓋一次性完成,小田塊每小時可播3-6畝,大田塊每小時可播8-12畝。 七、經(jīng)濟效益高 1、以小型手扶式拖拉機為例,按每臺每天播種50畝計算,日收入可達800-1000元,除去人工油耗、機損維修費用,每臺播種機每天可贏利600-800元; 2、由于該機是集開溝、播種、施肥、蓋種一次性完成的理想作業(yè),每畝可為農(nóng)戶節(jié)省人工費40元,每畝可比其它播種方法

37、增產(chǎn)15%-30%。 結(jié)論 通過兩個多月的資料收集、整理和設(shè)計,我所設(shè)計的小型多功能播種機已經(jīng)完成,在這兩個多月的過程中,我通過對資料的收集、檢索以及查找,找到了很多對設(shè)計有用的資料,從而保證了設(shè)計順利地完成。可以說這次設(shè)計是對我以前所學(xué)到的知識、收集資料的能力和設(shè)計方法等能力的一次綜合的鍛煉。在這個過程中,我先到黑龍江省農(nóng)機市場觀察并了解小型多功能播種機的主要結(jié)構(gòu)及工作原理,然后熟悉整個設(shè)計流程。通過對圖書館借閱的各種手冊、說明書等資料的整理,根據(jù)設(shè)計要求,拿出自己的設(shè)計方案。在整個設(shè)計過程中,是我的綜合能力得到很大的提高,所學(xué)知識與以后的工作能夠得到更好的銜接。 我國是一個農(nóng)業(yè)大

38、國,雖然耕地面積廣闊,但是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率跟一些發(fā)達國家相比有著很大的差距。我所設(shè)計的小型多功能播種機就是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,對實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動化有重要的作用。由于小型播種機的結(jié)構(gòu)特點,是它具有操作簡單適用范圍廣等特點。采用專用的排種器大大降低了種子的破種率,提高了農(nóng)作物的成活率。該機固有廣泛的社會效益與經(jīng)濟效益。 通過本次的設(shè)計過程,鍛煉了我的動手能力,同時也知道了自己以后應(yīng)該在哪些方面在努力學(xué)習(xí),使以后的學(xué)習(xí)有了更好的針對性。此次設(shè)計對我來說是非常重要的一個學(xué)習(xí)過程,學(xué)到了設(shè)計的整體思路和方法,是參加工作前的一次很好的鍛煉。 參考文獻 [1] 王晉,蔣恩臣. 胡蘿卜播種機的研制[J]

39、. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士論文,2012,(4). [2] 盧秉福,張祖立等. 甜菜生產(chǎn)機械化的研究進展及發(fā)展趨勢[J]. 農(nóng)機化研究,2007,(04):41-42. [3] 國家統(tǒng)計局.中國統(tǒng)計年鑒[M]. 北京:中國統(tǒng)計出版社,1996~2016. [4] 王勤. 蔬菜穴盤育苗技術(shù)的發(fā)展[J]. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技,2006,S1:39-40. [5] 唐海明,陳金湘,熊格生,李瑞蓮,劉愛玉.棉花育苗技術(shù)的研究現(xiàn)狀及展望[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報,2007,06:31-34. [6] 段曉凡,賴慶輝,魯勁柏.我國穴盤育苗播種機械的發(fā)展現(xiàn)狀[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè),2016,(07):94-96. [

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