高速宽幅气送式集排精量播种施肥机的研制.doc

高速宽幅气送式集排精量播种施肥机的研制集中种肥气送式播种机是机械化播种的关键设备，其技术性能直接影响播种质量和生产效率。排种系统是集中种肥气送式播种机的核心部件，国外从20世纪50年代就开始研究其相关技术，至今已有50多年的历史。根据结构原理和应用范围，集中排种系统可分为机械式、气流式和气压气送式等。按排种结构特征，气流式集中排种系统又可分为机械单行排种、气送式集排；机械多行排种、气流再分配式集排：机械式定量排种、气送式集排；气吸式多行排种、气送式集排。从排种形式看，机械式单行、多行排种受型孑L限制，一般只能播种小麦和大豆；机械式定量排种也只能播种小麦、油菜等条播作物：气力式多行排种可以播种多种作物，对种子的适应性好、破损率低、作业速度高，是集中排种播种机发展方向。国内对集中种肥气送式播种机的研究不断加强，但主要以播种小麦、油菜等条播作物为主，排种形式多为机械式外槽轮式。该类播种机不能满足对大豆、玉米等作物的精量播种需求。结合黑龙江省大豆、玉米播种的农艺要求，研制了高速宽幅气送式集排精量播种施肥机。该机采用气力式集中排种器，可同时播种24行，且作业速度高、单粒性（省种）及种子适应性好，可播种大豆、玉米、红小豆、向日葵等多种农作物。1高速宽幅气送式集排播种机总体设计高速宽幅气送式集排精量播种施肥机主要由牵引车架总成、正压风送系统总成、集中排肥系统总成、传动系统总成、集中排种系统总成、施肥部件总成、播种单体总成、分肥器总成、播种机架总成、三点悬挂系统、负压风机总成等组成，其整机结构如图1所示。该机具进地一次可以完成开沟、施肥、精密播种、覆土、镇压等工序。该播种机为与220.5279.3kW拖拉机配套的种肥车牵引式、播种机架三点全悬挂式播种机。作业时，种肥车支撑轮通过减速器传动到中间变速箱，再由链条驱动外槽轮集中排肥器和气力式集中排种器，将肥料和种子分别送人导肥管和导种管，正压风机将肥料送入分肥器后，再分成6份输送到施肥开沟器，同时种子被风送到播种开沟器。施肥开沟器在前，播种开沟器在后，覆土部件将输种管里落下的种子埋人湿润坚实的种床，经镇压轮压实，保证种子充分接触种床，获取最大的发芽和生长水分。2高速宽幅气送式集排播种机主要技术参数作业行数：24：行距范围：窄行350450、大垄1100 mm;播种深度：2060mm：施肥深度：80-120 mm:排种器型式：气力式集中排种器：播种开沟器型式：圆盘和滑刀组合开沟；排肥开沟器型式：凿铲式和圆盘式；排肥器型式：外槽轮式集中排肥器；镇压轮型式：V型零压橡胶轮；肥箱容积：6000 L；种箱容积：1500 L。3高速宽幅气送式集排播种机各部件设计3.1气力式集中排种器该机采用自主研发的高速气力式精密集中排种器，其工作原理是：排种器工作时，种子箱内的种子由种箱接口流入集种器再进入储种室，排种盘将吸种室和储种室隔开，吸种室通过软管与风机相连；风机工作时，吸种室内产生一定的真空度，将靠近排种盘的种子吸附在排种环带上：随着排种盘的转动，剔种刀使排种环带的吸种孔上只保留一粒种子；当种子转动到排种管上方时，正压风机产生一定的气吹力，把种子吹落进入排种管：种子由排种管进入开沟器后，随即落人种沟内。该排种器（见图2）的创新点和解决的关键技术为：1）一个排种器同时播种12条作物，解决了集排播种机排种器结构复杂、调整维修不方便的难题，对种子的适应性好、破碎率低、作业速度高；2）通过更换排种盘外圈的排种环带，可播种多种作物，且排种环带更换方便、快捷。3）利用正压风机风送落种和送种，保证播种株距均匀。3.2种肥风送系统该风送系统（见图3）的工作原理为：正压风机将气流输送到集中排种器和集中排肥器后，排种盘上的种子被吹人排种管内，并输送到排种开沟器；将肥料由送肥管输送到分肥器，由分肥器平均分配后，分送至施肥开沟器，落入肥沟。该送风系统的主要创新点和解决的关键技术为：1)自主研发了单级传动的高速高压涡轮风机，动力输入转速为540 r/rain经过一级传动就可达到4600 r/min的传动；2）采用液压马达驱动风机，地头停车后风机可继续旋转，解决了地头停车漏播的问题；3）在风机上采用高强度多沟传动带，其结构简单、传动平稳可靠、噪音小、寿命长；4）在集中肥箱内设有气压平衡管，确保肥箱和输肥管道内的气压一致，解决了各输肥管内肥料不均的问题。3.3传动系统传动系统（见图4）分为排种传动和排肥传动两种，均由种肥车牵引轮驱动。牵引轮通过传动系统将扭矩传递给集中排种器和集中排肥器。调整传动系统的传动比可实现对排种量和排肥量的调整，确保与作业速度同步均匀的排种和排肥作业。排种传动系统由排种输入塔轮、二级排种塔轮、链条、内六方孔调心轴承、六方轴和张紧机构、排种锥齿轮箱组成，播种为五级传动。排肥传动由排肥输入塔轮、排肥链轮、链条和张紧机构组成，排肥为三级传动。该系统所有需要串位调整的链轮，均通过六方孔与六方轴联接，并通过顶丝和卡箍定位，调整极为方便；同时，通过塔轮之间不同齿数链轮的变换联接，可实现30个传动比，能满足多种作物和多种株距的调整要求，而且传动可靠、故障率低。3.4分肥器分肥器（见图5）把输肥管的肥料分送到各施肥开沟器。在气流作用下，集中排肥器排出的肥料经过输肥管上部时，与管内壁凸起部位碰撞，产生布朗效应，从而使肥料在输肥管内均匀分布，并分别输送到6个施肥开沟器上。该播种机有4个分肥器供24行播肥使用。3.5播种单体播种单体是播种机的核心工作部件，可完成除障、开沟、播种、覆土、镇压等播种作业工序。播种单体采用平行四连杆式仿形机构和双圆盘与滑刀组合开沟器，开沟器后紧跟压种轮，确保种子排人种沟后即被压入湿土，防止种子在气流作用下发生弹跳，从而保证播种株距均匀；四杆机构上加有弹簧助力，仿形和开沟效果好，确保播种深度一致。3.6播种机牵引车底盘底盘安装在1000系拖拉机前桥上，框架由150mm120 mmlO mm的矩形钢管焊接而成，机架前部采用牵引式与拖拉机挂接，后部安装有三点悬挂系统与播种机架挂接。三点悬挂系统设有油缸，可以升降播种机架，方便播种机的运输和作业。3.7播种机架播种机架采用100 mm8 mm方管焊合而成的框架结构。该机作业幅宽大，因此采用主机架和边机架的液压折叠安装结构，运输时两边机架折起，作业时边机架展开与主机架水平，可实现宽幅作业、窄幅运输。4结语高速宽幅气送式集排精量播种施肥机采用大容积种箱、肥箱集中气送播种、播肥，解决了因频繁加种、加肥造成的播种机效率低问题。该播种机一次加种、加肥可播种20 hm2以上，提高播种效率高达60%；采用先进的气力式集中排种器，具有种子适应性好、播