1、 2008 年 1 月農(nóng) 機(jī) 化 研 究第 1 期2BMFS-3 型 穴 灌 半 精 量 玉 米 播 種 機(jī) 的 設(shè) 計(jì)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(xué)院 機(jī)械電子系，河北 昌黎 066600 ；2.歐美學(xué) 院，河 北 昌黎 066600 ）摘要：為了適合保護(hù)性耕作的需要、解決旱田旱 期播 種出 苗保 苗的 問題 ，達(dá) 到節(jié) 水、 免耕 、側(cè) 深施 肥和半精量 播種的 目的，研制了與小四輪拖拉機(jī)配套 的節(jié)水 型免耕 施肥播種機(jī)。該機(jī)能夠一次 性完成 破茬 松土、側(cè)深施 肥、穴 灌、半精量播種、覆土鎮(zhèn)壓等多項(xiàng)作業(yè) ， 對(duì)麥茬

2、 地按時(shí) 復(fù)播玉米等 作物具 有重要的意 義。關(guān)鍵 詞：農(nóng)業(yè)工程 ；玉米播種機(jī)；設(shè)計(jì)；節(jié)水 ； 免耕； 施肥+中圖分類號(hào)：S223.2 6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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?yàn)楦珊禑o法播種而延誤農(nóng)時(shí)，造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)或絕收。因此，如何保證及時(shí)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(gè)亟待解決的問題。為此，研究設(shè)計(jì)了一種節(jié)水型免耕施肥半精量播種機(jī)

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(chǎn)率 /hm h ：0.30.72-12 工作原理1 總體結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)指標(biāo)該播種機(jī)工作時(shí)，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(cè)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(nèi)。播種開溝器開出種溝后，水經(jīng)主水箱、二級(jí)水箱、灌水器和輸水管成穴灌入種溝。隨后，種子箱內(nèi)的種子靠自重進(jìn)入旋轉(zhuǎn)著的窩眼輪的型孔內(nèi)；當(dāng)經(jīng)過刮種器時(shí)，型孔以

4、外多余的種子被刮刷，窩眼內(nèi)的種子被窩眼輪帶到護(hù)種區(qū)；當(dāng)窩眼輪轉(zhuǎn)到下方一定位置（排種口處）時(shí)，種子靠自重離開型孔，經(jīng)導(dǎo)種管落入種溝內(nèi)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(jī)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(shí)現(xiàn)種肥側(cè)向深層施入，一次能播種行玉米。其主要結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。31109876541.波 紋 切 茬 圓 盤 2.懸 掛 架 3.機(jī) 架 4.覆 土 鎮(zhèn) 壓 裝 置5.排 種 器 6.二 級(jí) 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(shè)計(jì)3.1 水箱的設(shè)計(jì)

5、水箱是行走式灌水機(jī)械的重要部件。水箱容積過小，作業(yè)時(shí)要頻繁地裝水，有效工作時(shí)間縮短，生產(chǎn)率低；水箱容積過大，不僅造價(jià)提高，同時(shí)嚴(yán)重地影響了機(jī)組的動(dòng)力性能、 穩(wěn)定性能和操作性能。有關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，玉米萌發(fā)最有利的土壤絕對(duì)含水量圖 1 節(jié) 水 型 免 耕 播 種 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖其技術(shù)性能指標(biāo)如下：外形尺寸（長寬高） /mm：150016001200配套動(dòng)力：泰山 25 拖拉機(jī)收 稿 日 期 ： 2007-04-18為 17%19%，這時(shí)從播種到出苗需要 6 天的時(shí)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(nóng) 機(jī) 化 研 究第 1 期按此原則確定該播種機(jī)（ 3 行，行距為 =40cm，株窩眼輪線速度（ m/s）；lv1距為 =30cm；機(jī)組作業(yè)行駛速度=0.72m/s ）的灌株距（ m）。Slv2水量。經(jīng)試驗(yàn)得穴播作物每株施水量=118cm ，即窩眼輪式排種器工作時(shí)，種子靠自重填入型孔內(nèi)，當(dāng)窩眼輪轉(zhuǎn)速過高的時(shí)候，即窩眼輪線速度過高時(shí)，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(shí)，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(nóng)村多數(shù)地塊的長度設(shè)計(jì)機(jī)組每行駛 1000m 加 1 次水，則：m ；所以，水箱總?cè)莘e設(shè)計(jì)為 1.18m ，U

7、 = q L/l =1.183332m分成兩個(gè)小水箱分別用支架安裝在拖拉機(jī)兩個(gè)后驅(qū)動(dòng)輪上。度不大于 0.2m/s 。經(jīng)計(jì)算分析，該機(jī)型窩眼輪的5型孔數(shù)為 4 時(shí)，可明顯改善種子的填充性能。3.6 覆土鎮(zhèn)壓器的設(shè)計(jì)3.2 破茬開溝器的設(shè)計(jì)破茬開溝器利用波紋圓盤以一定的正壓力沿地表滾動(dòng)，切開根茬和土壤，同時(shí)實(shí)現(xiàn)破茬和開溝兩種作業(yè)。其優(yōu)點(diǎn)是工作部件沿地面滾動(dòng)，通過能力強(qiáng)，切茬能力強(qiáng)，能夠適應(yīng)高速作業(yè)要求。3.3 排肥器的設(shè)計(jì)種子落入溝底，開溝器不能將種子覆蓋嚴(yán)密且達(dá)到要求的覆土厚度， 因此需要用覆土器進(jìn)行覆土，使其達(dá)到一定的覆蓋深度，該機(jī)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(zhì)量。鏟式覆土器的工作情況是向前鏟土，覆土能力較強(qiáng)，且有松土作用。根據(jù)玉米的 播 種 特 性 該 機(jī) 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(shí)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而不宜粘土，不破壞覆土質(zhì)量，適用于播深一致性要求較高的種子的鎮(zhèn)壓。該機(jī)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(cè)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(jī)架相連，以適應(yīng)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(diào)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(yīng)各種不同作物的要求。本機(jī)采用外槽輪排肥器。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)肥料的穴施，對(duì)現(xiàn)有的外槽輪排種器進(jìn)行改進(jìn)，將槽輪的直徑增大到 110mm，將槽輪的凹槽數(shù)量減小到4 個(gè)。3.4 施肥開溝器的設(shè)計(jì)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(qiáng)度好等特點(diǎn)，滿足硬茬播種施肥的要求。但是，目前國內(nèi)外整體式施肥開溝器還沒有出現(xiàn)能夠施肥到側(cè)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(yán)重?fù)交?，使前邊的施肥開溝器翻動(dòng)的土層充分回流，可避免兩個(gè)開溝器之間的堵塞。4 結(jié)論3.5 排種器的設(shè)計(jì)該機(jī)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(shè)計(jì)為半球形。為了使種子便于充滿排種盒和刮種時(shí)減小種子損傷，型孔帶有倒角。型孔的深度應(yīng)節(jié)水型免耕施肥播種機(jī)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(shí)現(xiàn)硬茬播種、側(cè)深施肥，滿足種子發(fā)芽所需水分，為確保農(nóng)業(yè)豐收奠定基礎(chǔ)；又能實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉（減少水分蒸發(fā)和避免漫灌造成的浪費(fèi)） ，節(jié)約種子和肥料、減少機(jī)組進(jìn)地次數(shù)、提高生產(chǎn)率和降低作業(yè)成本；還能實(shí)現(xiàn)保護(hù)性耕

11、作有利于農(nóng)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(jī)，必定具有較高的推廣價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景。與種子相適應(yīng)，保證穴播時(shí)每穴粒數(shù)不超過2 粒。型孔的直徑應(yīng)不小于種子的長度，型孔的深度應(yīng)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(yīng)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(xiàn) ：z41 董竹蔚,高克昌,石秀琴.2BM-2/3 型免耕播種機(jī)的研制 J.山西 農(nóng)業(yè)科 學(xué),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(jī)

12、設(shè) 計(jì) 中 幾 個(gè) 問 題 的 研d播種機(jī)作業(yè)速度（ m/s）；究J.（下轉(zhuǎn)第 131 頁）vm- 117 - 2008 年 1 月農(nóng) 機(jī) 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(nóng)業(yè)工程

15、學(xué)報(bào),1996,12(4):127-128.3 張 波 屏 .現(xiàn) 代 種 植 機(jī) 械 工 程 M. 北 京 :機(jī) 械 工 業(yè) 出版社 ,1997.4 桑正中.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)M.北京:農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社 ,1988.5 北 京 農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械 化 學(xué) 院 .農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械 學(xué) M. 北 京 :中 國農(nóng)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(duì)于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義和重要的應(yīng)用價(jià)值。參考文獻(xiàn)：2 韓 林 山 .機(jī) 械 優(yōu) 化 設(shè) 計(jì) M. 北 京 : 黃 河 水 利 出 版社,2003:30-31.3 馮 永 偉 .錢 瑞 明 .純 滾 動(dòng) 汽 車 轉(zhuǎn) 向 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) J. 機(jī)械設(shè)計(jì) 與制造 工 程 ,2001(5):8-9.1 楊可楨.程光蘊(yùn).機(jī)械設(shè)計(jì)M. 北京:高等教育出版2004:23-24.Abstract ID: 1003-188X (2008)01-0118-EAOptimum