免耕深松播种机设计说明书.doc

目 录摘要IAbstractII第1章 免耕深松播种机的历史和发展 11.1引言 11.1国内外免耕深松播种机的生产现状 11.1.1国外免耕深松播种机的研究现状 11.1.2国内免耕深松播种机的研究现状 51.2国内外保护性耕作发展情况 51.3免耕深松播种机的发展背景及意义 51.4 国内免耕深松播种机存在的问题 61.5 免耕深松播种机的发展前景 6第2章 免耕深松播种机整机结构设计 92.1 整机设计原则92.2免耕深松播种机方案的确定92.3免耕播种深松联合作业机的总体结构 92.4免耕播种深松联合作业机的工作过程 9第八章 保养与保管 29第九章 播种机使用及注意事项 30第十章 安全规则 32第十一章 常见故障与排除 33第十二章 经济效益分析 34结论 35致谢 36参考文献 37附录1专题轴加工工艺 38附录2外文(汉) 42附录3外文(英) 47摘要本文针对我国北方一年两熟地区玉米免耕播种和深松单独作业时出现的问题，分析了二者联合作业的可行性，设计了一种适合于我国西北一年两熟地区的玉米免耕播种深松联合作业机。该机一次作业可以完成种床秸秆清理、开沟、施肥、播种、覆土、镇压和深松等多道工序，解决了玉米免耕播种和深松单独作业带来的作业次数多、土壤重复压实和功率消耗大等问题，促进了玉米的生长。通过对深松基本理论的分析，提出了机具深松机构的设计方案，并对联合作业机的其它关键部件进行了介绍。同时，对联合作业机的整机受力和功率消耗进行了分析，结果表明，联合作业机各关键部件结构设计合理，整机受力及动力配备满足要求。对玉米免耕播种和深松联合作业与二者单独作业进行了一系列对比试验。田间试验结果表明，玉米免耕播种和深松联合作业在技术上可行，联合作业机通过对不同类型深松铲的使用可以满足不同深松条件的需求。关键词:保护性耕作，玉米免耕播种，深松，联合作业机Abstract Aiming at the problems which will appear when seeding and subsoiling are comleted solely in two crops a year region of northern China,this paper analyses the combine operations feasibility of seeding and subsoiling, and a new drilling and subsoiling combine machine for no-tillage maize,which can be used in two crops a year region of northern China,was developed.It can once complete all field words of pushing aside the ditching stalk,the fertilizing,seeding,covering the soil,increment of power consumpion,speeding the growth no-tillage maize. Through studying on basic theory of subsoiling,the paper advances design scheme of subsoiling structure and introduces other key parts of the combine machine.This paper also analyzes the combine machinesoverall bearing force and power consumption.Analysis results show that all the key partsstructues are reasonable,the overll bearing force and power distribution of the machine meet the design need. A series of contrastive tests between combine and sole operation of drilling and subsoiling are set up.Fiele tests make out that the combine operation of drilling and subsoiling is feasible technically,through using different loosen soil shoverls,the combine machine can meet varied demands of subsoiling.Key words: conservation tillage,maize no-till,subsoiling,combine machine 保护性耕作带状深松播种机的设计作者：丁海波 导师：杨有刚教授引言 保护性耕作是以机械化作业为主要手段，采取少耕或免耕的方法，将耕作减少到只要能保证种子发芽即可，用农作物秸秆及残茬覆盖地表，并主要用农药来控制杂草和病虫害的一种耕作技术，由于该技术具有：减少水土流失，减少扬沙（尘）抑制沙尘暴；防止秸秆焚烧，减少大气污染；蓄水保墒、抗旱节水；培肥地力，提高土壤有机质和氮钾含量，稳产增产；降低作业成本，节本增效，增加经营者收入，利国利民的特点，倍受各农业专业户的青睐和推广应用。 我国是一个农业大国，保护性耕作开始于20世纪90年代初，研究起步较晚，到目前还未形成一套适于我国各种自然条件、完整的保护性耕作体系。与其相配套的机具、设备还不够完善，有的还未开发。现有的免耕播种机均为在传统耕作方式的作业机型演变而来的，机具缺乏针对性整体设计技术要求，无论在适应性方面，还是作业性能方面，都不能满足保护性耕作农业生产的技术需要和农艺技术要求。因此，系统研究开发适合我国国情的，且技术先进、经济实用的新型免耕播种机，必将推动我国保护性耕作农业机械化的发展，为农民节本增效、增收。本文主要对带状深松免耕播种机的结构进行设计和初步探讨。第1章 免耕深松播种机的历史和发展1.1 国内外免耕深松播种机的生产现状 保护性耕作技术是相对传统翻耕、裸露休闲的一种新型耕作技术。它要求作物残茬留在地表，将耕作量减少到能保证种子发芽即可，是任何一种能比传统耕作减少土壤水分流失的耕作法1。美国对保护性耕作的定义为:“保护性耕作是指不引起土壤全面翻转的耕作方法。它与传统的耕作方法不同，要求大量作物残茬留在地表，将耕作减少到能使种子发芽即可，它要求使用农药来控制杂草和害虫”。换句话说，保护性耕作的内容主要有三条:尽量不翻动土壤;保持尽可能多的茎叶残茬覆盖地表:用化学药剂除草和防治病虫害。 1.1.1国外免耕深松播种机的研究现状 国外从20世纪40年代初已开始保护性耕作的研究，形成了各种型式的配套机具。随着化学除草剂和免耕播种机具的发展和成熟，保护性耕作得到了大面积的推广应用。日前国外的免耕播种机以联合作业机为主，一次完成破茬、松土、开沟、播种、施肥、撤药等多项作业。国外农场的土地面积一般比较大，拖拉机的功率也较大，免耕播种机一般是牵引式的(如图1-l和图1-2所示)，播种机横梁多，多排开沟器，各开沟器之间间隔大，播种机又宽又重，播种机是气力式的，土壤工作部件比较复杂。国外对免耕播种机具的研究已取得较大成就，如美国的JhonDeer、Case、Greatplain，加拿大的Flxei一ocil，澳大利亚的JhonSheaerr等著名公司生产的免耕播种机的性能都比较优良，但是由于种植方式、土地条件以及经济发展等多种因素，国外的免耕播种机从其结构和工作性能等方面均不能适应我国生产条件。美国:JHON DEREE 1590 No-till Drill设计用于普通耕作和保护性耕作情况下的谷物播种(如图1一3所示)。整机开沟器为双排结构，播种行数为16行。排种(肥)器为外槽轮式，开沟器为圆盘切刀式，为此开沟器单体较重以利于免耕作业。开沟器土壤扰动小，坚固耐用，同时采用单体仿形。圆盘切刀直径为18英寸(45.72cm)，刃锋角度为20度，标准配置为单圆盘开沟器。行距7-1/2英寸到10英寸可调。单体仿形为压簧式，压簧可给每个开沟器提供165到450磅的压力使其入土或用于切割残茬。Case SDX30采用单圆盘开沟器，排种方式为气力式，可以在高茬覆盖地作业，采用压缩空气系统，气力式排种方式可以适用于多种植物播种(如图1一4所示)。整机重量为11.9吨，整机结实的结构和很大的重量是高速播种和高效率的保证，该机结构上采用开放式结构设计，使得用户可以在前面或后面方便地调整开沟器。加拿大:Flexi-coil5000整机长为17.4m，种行宽度可为18.3，22.9，30.5和36.6cm。为气力式排种装置与铲式开沟器组合，镇压轮为多排结构，同时开沟器也为多梁结构，因而能够更好的防堵，另外压缩空气与种子箱系统在最后方，其重量为自身的轮子支承，所以不论种子多少，开沟器对土壤的压力是一定的，以保证精确的开沟深度(如图1一5所示)。澳大利亚:Jhon Shearer 4 BINDIRECT DRILLS可以在一个工作行程播种4种作物，其开沟器为单体仿形，双弹簧结构给开沟器以足够的压力进行免耕作业，全液压提升和两侧巨大的轮子能保证开沟器精确的开沟深度。开沟器为铲式多梁结构，每个梁上装4一6个，每个开沟器的间隔较大，以保证良好的防堵性能。1.1.2国内免耕深松播种机的研究现状我国地块比较小，免耕播种机一般都设计为悬挂式的，且不能太重，但是免耕地表有残茬覆盖，土壤容重一般较高，故要求播种机单体又必须有一定的重量才能达到入土开沟的目的。同时，我国拖拉机功率有限，播种行数不能太多，否则由于播种机工作阻力太大拖拉机拉不动。这就要求我们在我国现有的条件下选择和设计合适的免耕播种机。20世纪90年代之前主要研究玉米免耕播种机，用于玉米播种的免耕播种机有原北京农业大学胡鸿烈等人设计的B2Q-6和它的改进型ZBQ-D6(如图1-6所示)，大连农牧机械制造厂生产的2BQM-6A17,石家庄农机厂生产的ZBFY-3型，山西省新绛机械厂生产的ZBGM一3等。其中2BQM-6A型免耕播种机的通过性能经测定在小麦秸秆经粉碎后覆盖量为9650kg/mh2，秸秆含水率为64.3%时，通过性系数0.972。20世纪90年代以后，以中国农业大学保护性耕作研究中心为代表，在玉米、小麦免耕播种机方面研究较多，中国农业大学杜兵对圆盘式开沟器的结构计算进行了研究3，在玉米免耕播种机方面:中国农业大学陈君达、李洪文等研究了玉米免耕播种机的圆盘刀加压草轮组合式防堵装置，还研制了轮齿拨草式免耕播种机(如图1一7所示)，取得了较理想的防堵效果，这些都有力地促进了我国免耕播种机的研究进程4。另外，山东工程学院的王丰元等在玉米贴茬播种机开沟器前安装了用钢板制成的横截面为抛物线形的分草器，有一定的分草效果。但是，对于华北一年两熟高产区大覆盖量或高茬覆盖不经切碎的情况下的免耕播种，目前的免耕播种机防堵性能还不够理想。1990年施森宝、胡洪烈等人研制了凿形刀式破茬松土器，1992年他们又在此基础上作了改进，重新设计了破茬松土器的刀头，由弧形状改为片状，以提高其入土性能和减小入土阻力。在设计的免耕播种机(2BQM-6D,2BQm-6A)采用分置式种肥侧位分施方式，用破茬松土器施肥、双圆盘开沟器播种，双斜镇压轮镇压种行和合垄种沟;山西省新绛机械厂生产的2BGM-3、河北省无极县机电厂生产了2BY-3型小型玉米免耕播种机，均采用整体式种肥侧位分施方式。石家庄农机厂生产的2BFY-3型小型免耕硬茬播种机，采用分置式种肥正位分施机构，用破茬松土器破茬开沟施肥，用锐角开沟器播种。张云文(1991)对免耕播种机防堵装置和分草器的曲面形状进行了初步研究，但这种分草器的实际分草作用并不明显。中国农业大学的高焕文、陈君达、李洪文等(1994)人研究了玉米免耕播种机的防堵装置，设计了行间压草轮、轮齿拨草盘等机构，可在玉米残茬和小麦残茬地里播玉米。试验表明，在粉碎的玉米秸秆地可正常工作。在设计的样机上选用了引白澳大利亚的尖角型开沟器，这种开沟器入土能力强。对于小麦免耕播种机:原北京农业工程大学王耀发、李问盈、杜兵(1995)等人对小麦免耕播种机的开沟器和种肥分施机构进行了研究，设计出一种整体式种肥正位分施机构，并研制了小麦免耕播种机的样机，可在小麦残茬地里播小麦。于丽娟、高焕文(1994)对传统的单圆盘开沟器进行了改进，设计了一种种肥侧位分施机构，可在小麦残茬地里播小麦。九十年代后国内其它单位进行了小麦免耕播种机的研制:内蒙古农业大学与内蒙古农业大学农业工程成套设备机械厂共同开发研制了2BMF-9型小麦免耕播种机，该机是在吸收原加拿大免耕播种机的基础上，结合我国北方早作农业实际情况改进设计的机型5。中国农业人学、山西省农机局和山西新绛机械厂合作，共同开发了2BMF-11(9)(中型机)、2BMF-6(7)(小型机)等系列产品。这一系列小麦免耕播种机的共同特点是采用短翼尖角开沟铲和“复合型开沟器”，取消了限深切草圆盘和四边杆仿形机构，使得整机重量和价格下降，适应了推广的要求。河北华勤机械股份有限公司生产的2BMFS-6/12型免耕覆盖施肥播种机，可一次完成灭茬、松土、开沟、施肥、播种、覆土、镇压等多项工序，这种机具主要适用于华北、内蒙及河南等地区。1.2国内外保护性耕作发展情况20世纪80年代以后，保护性耕作逐步推广应用到70多个国家，据FAO统计，目前，全世界保护性耕作应用面积达到1.69亿公顷，占世界总耕地面积的11%。主要在旱作农业区小麦、大麦、玉米、首蓓、豆类、油菜、棉花、小杂粮等10多种作物的生产上应用。南美洲的一些国家和澳大利亚应用面积均已超过本国耕地面积的70%。主要国家的情况如下：(1)美国 从20世纪40年代开始研究保护性耕作技术，60年代开发成功免耕播种机和除草剂后，开始在全国大面积推广，2002年保护性耕作应用面积达到6769万公顷，己占到总耕地面积的60%。美国保护性耕作应用面积己经接近适宜区域总面积，除了收获时必须翻耕土壤的马铃薯、甜菜以及无法保留秸秆覆盖的蔬菜等作物之外，所有的谷物生产都采用了保护性耕作技术。 (2)加拿大 20世纪60年代以前，加拿大普遍采用烨式犁翻耕方式，土壤过度翻耕，地表残茬稀少，难以有效抵抗风蚀和水蚀，而且干旱严重。加拿大从60年代开始引进、试验保护性耕作技术，7080年代研制成功配套机具和除草剂，1985年，开始在三个农业省大面积推广，截止2002年，保护性耕作应用面积达到1300万公顷，占全国耕地的30%。近几年，加拿大举办的全国性农机展会上，传统耕作机具已经消失，几乎全是保护性耕作机具。 (3)巴西 1971年，巴西引进并试验成功保护性耕作技术，由于缺少免耕播种机具，4年多的时间应用面积不足1千公顷。1975年开发成功免耕播种机后，应用面积逐步扩大，1985年达到40万公顷，1995年达到650万公顷，2002年达到1700多万公顷，17年的时间内，保护性耕作面积增加40多倍，是世界上保护性耕作应用面积增长最快的国家。截止2004年，巴西保护性耕作应用面积达2310万公顷，占全国耕地总面积的近60%。 (4)阿根廷和巴拉圭 截止2002年，阿根廷保护性耕作面积2000多万公顷，巴拉圭170多万公顷，均超过本国总耕地面积的80%。南美洲在短短的20多年时间内，能够大面积应用保护性耕作技术的最主要因素是开发出适合当地经济条件、农民能够买得起的保护性耕作专用机具以及除草剂。目前，巴西生产的免耕播种机性能上与美国机器相近，但价格要低三分之一。 (5)澳大利亚 澳大利亚是在土壤翻耕造成水土流失严重、导致土层快速变浅的情况下，从20世纪70年代开始保护性耕作试验，80年代开始大规模推广。澳大利亚谷物研究和发展委员会的调查报告显示，澳大利亚己经完全取消烨式犁，在19962002年间，保护性耕作应用面积由60%增加到73%。据澳大利亚粮食研究与发展中心介绍，澳大利亚近20年粮食产量增加一倍，其中保护性耕作的贡献率在40%以上。 (6)欧洲欧洲在保护性耕作技术研究与应用方面起步相对较晚，但是发展较快，12个国家应用了此项技术，总应用面积与北美洲相差不大，和南美洲相当。欧洲大部分国家降雨充沛，土壤侵蚀并不严重，但是，为了简化农业生产工序，降低生产成本，德国、法国、瑞士等国家从20世纪80年代开始推广应用保护性耕作，近10年保护性耕作应用面积有了较大增长，年年翻耕土地的农民越来越少，16%28%的耕地已经应用了保护性耕作技术。目前，保护性耕作己成为世界上应用最广、效果最好的一项旱作农业技术，一般的增产幅度在5%10%;据美国农业部报告，每公顷平均节省工时1.2个，节省燃油5.5升，减少机具磨损与保养费13美元;保护性耕作可减少水土流失量60%80%，减少来自农田的扬尘量60%以上，减少冲入河流中的泥土、营养元素(特别是磷元素)和化学药剂50%以上，可将更多的碳元素固定在土壤中，减少排放到大气中的二氧化碳数量，改善大气质量。（7） 中国我国保护性耕作研究开始于20世纪60年代，黑龙江国营农场开始进行免耕种植小麦的试验示范。60年代末到70年代初，江苏太湖、徐州开展稻茬地上免耕播种小麦的研究。80年代开始，早地农业耕作体系的研究有向覆盖和减少耕作发展的趋势。这些研究以抗早增产为目标，从不同的方面推动了我国保护性耕作的前期进展。但这些研究多数还没有以可持续发展为目标，没有考虑同时解决生产效益和生态环境问题;所研究的多数技术体系以人畜力作业为主，关键的免耕施肥播种技术和机具等问题没有解决，劳动强度大，大面积推广有困难。1992年开始，中国农业大学课题组在山西省进行了以保护性耕作机具开发为突破口的北方机械化保护性耕作系统试验，近10年的试验，研究出一套比较适合我国国情的保护性耕作技术体系。从2001年开始，北方旱区保护性耕作技术得到国家有关部门的高度重视，农业部、财政部列支专项经费扶持，组织山西、陕西、河北、内蒙、北京、天津、山东等地农机部门和科技人员开展了多点试验及示范推广。特别是2002年农业部保护性耕作示范工程项目启动，在中央财政支持下，每年建设一批国家级保护性耕作示范县，到2006年己经建设200多个，北方15省两级示范县总数超过350个，推广面积超过160多万hm2。2005年与山东耕作制度相近的北京市示范推广保护性耕作面积达120万亩，河北省106万亩、天津市47万亩、河南省24万亩，均取得较好的经济、社会和生态效益。2005，2006年“改革传统耕作方法、发展保护性耕作”连续两年写入中央1号文件。从建设节约资源、保护环境、增加农民收入和发展可持续农业需要出发，预计保护性耕作在近10年将得到更快、更大的发展。1.3 免耕深松播种机的发展背景及意义保护性耕作法是人类在遭遇严重水土流失和风沙危害之后逐渐研究和发展起来的一项新型土壤耕作技术。1967年，“保护耕作”一词最早在美国的伊利诺伊州首先起用，随后经过多年的长期努力，美国研究开发出了保护性耕作法，并在世界范围内广泛传播应用。20世纪初，美国拉开了西部大开发的序幕，大面积机械化翻耕土地，同时由于大量砍伐树木，开荒翻耕，土地裸露，多次发生狂风扬沙。特别是1935年5月发生了一场可怕的“黑风暴”，沙尘持续三天三夜，横扫美国大部分国土，造成300万公顷土地被毁，500多亿吨小麦失收，16万农民破产，从此开始重视农业生态环境的保护，进行保护性耕作的研究。保护性耕作是相对传统耕翻、裸露休闲的一种新型耕作技术，它的前身叫“免耕法”，随着研究的深入和推广的扩大，发现免耕只能适应部分土壤和自然条件，1980年以后逐步改为保护性耕作法。1985年，Allmaras提出了保护耕作的定义:保护耕作(conservation Tillage)是指在一季作物之后地表残茬覆盖至少为30%，使土壤侵蚀控制约在50%的那种耕作和种植体系。我国学者在多年科学研究的基础上，把保护性耕作定义为“以水土保持为中心，保持适量的地表覆盖物，尽量少翻动土层，而又能保证作物正常生长的耕作方法”。2002年农业部为了使广大农民容易理解，按照保护性耕作的内涵和目标，将其定义为“对农田实行免耕、少耕，并用作物秸秆覆盖地表，以减少风蚀、水蚀，提高土壤肥力和抗早能力的先进农业耕作技术”。保护性耕作的基本技术包括四项内容:一是免耕播种施肥。与传统耕作不同，保护性耕作的种子和肥料要播到有秸秆覆盖的土壤里，有些还是免耕地，所以需要特殊的免耕施肥播种机;二是秸秆残茬管理。收获后秸秆和残茬留在地表做覆盖物，是减少水土流失、抑制扬沙的关键;三是杂草及病虫害防治。能否成功的控制杂草和病虫害是保护性耕作能否成功的关键;四是深松与表土作业。深松即疏松深层土壤，基本上不破坏土壤结构和地面植被，打破硬底层，可提高天然降雨入渗率，增加土壤含水量。国内外经过长期试验证明保护性耕作有以下优点:减少地表径流，减轻土壤风蚀、水蚀，改善环境，增加水分入渗;增加土壤有机质含量，改善土壤结构;提高水、土、光等资源的利用率;作物根系发达，干物质积累多，产量提高;生产成本下降，收入增加，经济效益改善。根据中国农业大学等单位在山西10余年的系统试验，保护性耕作与传统翻耕相比较，具有显著的效益:社会效益。减少径流60%、水蚀80%、减少风蚀60%。抑制沙尘暴。不烧秸秆、减少大气污染。生态效益。休闲期土壤贮水量增加14%17%，水分利用率提高15%19%;提高土壤肥力，土壤有机质年提高0.03%0.05%，速效氮和速效钾提高。经济效益。提高小麦、玉米产量13%17%;减少作业工序，降低作业成本10%20%;增加农民收入20%30%。1.4 国内免耕深松播种机存在的问题免耕法使用特定的免耕播种机，机组进地一次完成破茬、开沟、播种、施肥、撒药、覆土、镇压等作业，在作物全部生长过程中，除采用除草剂控制杂草外，不再进行任何田间作业，直至收获。免耕深松播种机与普通播种机的不同之处主要表现在土壤工作部件的作业环境不同，需要具备的功能不同。免耕播种机要在未经翻耕且有作物残茬覆盖的土壤条件下工作，其工作条件恶劣，工作难度大，必须满足多方面要求:一是免耕播种机要有较强的入土能力及切草能力，避免作物残茬造成播种机的堵塞；二是具有较好的开沟能力，能够开出适合作物生长的沟型；三是覆土能力要好，可保水保墒，提高出苗率；四是免耕深松播种机要具有良好的仿形能力，保证播深一致；五是要有有效的防堵装置，保证播种的顺利进行。国内免耕深松播种机主要存在以下问题: 一是工作效率低。工作速度低。国外播种机工作速度已达15km/h, 个别机型甚至达到20km/h。由于受整地质量、土壤等条件的限制, 工作速度大多采用812km/h。而我国谷物播种机的速度大约为47km/h, 常在56km/h 范围内使用。播种机工作幅宽小。西欧谷物播种机的工作幅宽一般为56 m, 美国、加拿大等国的不少机型可达1015 m。而我国谷物播种机工作幅宽较大的才达到3.6m。排种器的排种效率低。传统的排种器都是“一器一行”, 即1个排种器播1行种子, 效率很低。二是外槽轮排种器工作效果不理想。国内谷物播种机大多以外槽轮式排种器为核心部件, 型号虽多, 但由于结构所限, 排种脉动性和种子沟内分布不均匀, 影响半精密播种的实现。结构复杂、调整困难。第一代免耕施肥播种机, 采用的是单体仿形, 开沟铲前面配有仿形草圆盘, 仿形机构为四连杆机构, 这样就使得免耕施肥播种复杂, 在工作中调整部位多, 给及时调整带来很多困难。机具过重。如9行免耕播种机整机重量达900kg, 使拖拉机悬挂该机在田间道路行走和地头提升困难。由于开沟器前有仿形切草圆盘,两者之间必须保持一定距离, 这样就使机组加长, 整机重心后移, 拖拉机悬挂出现不稳定。价格过高。如9行免耕播种机单价1.75万元, 这样的价格对目前农民是无力购买的。通过性差。小麦行距一般为20cm, 在工作过程中, 地表覆盖物过多时就出现堵塞, 使机具不能正常作业。1.5 免耕深松播种机的发展前景近年来，我国免耕机具的研制方面取得了很快进展，但适用于北方免耕技术与配套机具的研究和开发还远远不能满足需要。加强相关机具的研究，探索适宜的免耕技术模式，具有十分重要的意义。推广应用免耕技术及其配套机具，不但能够取得很好的经济效益，而且会获得较好的生态效益和社会效益。在对免耕技术的调查中发现，免耕深松播种技术是薄弱环节，相关的整地技术也亟待提高。调查中发现，国外在免耕技术方面，积累了丰富的理论知识和实践经验，完全可以指导我国免耕技术的实施。国外的相关机具主要为大中型拖拉机配套，机具性能先进、可靠，但是由于机具价格昂贵，大批成套引进既不可能又不现实。现今我国农业的生产体制决定了中小拖拉机配套的保护性耕作机具市场潜力巨大。在着力研究、消化吸收国外机先进技术的基础上，要积极研制和开发适合全国急需的中小型配套机具。因此，免耕深松播种机具有很广阔的市场前景。第2章 免耕深松播种机整机结构设计2.1免耕深松播种机方案的确定为使免耕深松播种机的大面积推广并应用保护性耕作技术，同时向农机用户提供结构和制造简单，且易操作安全，价格合理，性能完善，只需要很少的工具进行调整和保养的联合作业播种机械，初步拟定以下几个方案。方案1：双层施肥旋耕播种机采用3 点悬挂方式与拖拉机挂接, 由旋耕装置、深施肥装置、播种施肥装置、镇压装置、机架等组成, 结构简图如图1 所示。工作时, 首先进行旋耕整地, 旋耕深度15 cm。旋耕刀辊由拖拉机动力输出轴驱动, 采用中央传动方式, 传动齿轮箱下面存在的漏耕带靠锄铲消除; 然后深施肥装置在旋耕过的地表进行深施底肥, 底肥深施在20 25 cm。在不影响挡土罩壳碎土、覆土、平地的作用下, 深施肥装置穿过挡土罩壳用固结器和U型卡安装在横梁上, 使结构紧凑、重心前移, 深施肥开沟铲柄有可能和旋耕刀发生干涉, 所以在深施肥开沟铲柄附近的弯形旋耕刀改成直刀。12 行小麦播种机和旋耕机通过3 点固定连接, 横梁两侧铰接连接, 可上下随意转动, 播种机的上悬挂和旋耕机的上悬挂通过丝杠和调整手轮调整播种机到合适的位置。作业时, 在旋耕过的土壤层进行播种施肥作业,小麦种子施于表层土壤以下2 4 cm , 种肥施于表层土壤以下5 7 cm。最后由镇压装置镇压种行, 完成播种作业。方案2：2BMx-5型小麦一玉米免耕播种机主要是为秸秆覆盖量较少的地区设计的，能够用于免耕播种小麦、玉米等。整机结构如图2所示，主要由机架、地轮、楔刀型免耕开沟器、镇压轮、地轮链轮、排种链轮和种肥箱等组成。采用双梁结构，开沟器前三后二安装在前后两根横梁上，增大相邻开沟器间的距离。楔刀型免耕开沟器上安装了可更换的前刀，前刀破茬开沟，并且能够将播种带上的秸秆推向两侧。通过调节链传动中的地轮链轮与排种链轮中不同的链轮组合，从而改变排种轮转速，实现小麦、玉米和杂粮的免耕播种。播种机能够播种5行小麦或3行玉米，小麦行距为1525 cm(可调)，玉米行距为50 cm(可调)，工作幅宽为13 m，配套动力为132322 kw拖拉机，播种机外形尺寸(长宽 高)为156 cm139 cm132 cm，结构质量为135 kg。图2 2BMX一5型小麦一玉米免耕播种机结构示意图Fig1 Schematic diagram of 2BMX-5 no-tiI1 seeder1.机架 2.地轮 3.铲柄 4.楔刀型免耕开沟器 5.肥管 6.种肥管连接板 7.种管8.防堵挡板 9.镇压轮 lO地轮链轮 11.链条 12.排种链轮 13.种肥箱方案3：深松旋耕沟播联合作业机具由传动机构、间隔深松机构、条带旋耕机构、开沟起垄机构、施肥播种机构、镇压机构、仿形机构及机架等部分组成，其结构如图3所示。1)深松机构：深松深度、铲距和铲数分别为30cm、45cm和5cm。2)苗带旋耕机构：苗带旋耕宽、深和数量分别为20cm、8cm和5cm。3)开沟起垄：垄沟高、宽和数量分别为lOcm、20cm和5cm。4)播种机构：沟距、大行距和小行距分别为45cm、30cm和15cm。5)作业幅宽为225m。6)配套动力为55kW。7)生产率为05hm2h。图3深松旋耕沟播联合作业机方案4：驱动圆盘玉米垄作免耕播种机总体结构如图4所示。整机主要包括缺口圆盘刀、限深稳定轮、挡土板、牵引架、变速箱、种肥箱、机架、镇压轮、覆土圆盘、排种开沟器、施肥开沟器等。该机适用于东北地区玉米秸秆垄作覆盖地，播种行距600 mm。机具一次作业能完成垄上破茬、开沟、施肥、播种、覆土、镇压等多道工序。工作时驱动缺口圆盘刀破茬开窄沟，尖角开沟器在窄沟上二次开沟施肥，实行种肥同沟垂直分施。充气橡胶镇压轮进行覆土镇压。主要技术参数为：结构质量276 kg，播种幅宽1 200 mm，播种行数2行，播种行距600 mm，破茬深度80100 mm，播种深度3050 mm，刀轴转速306 rmin，作业速度2-4 kmh，排种器形式外槽轮式，排肥器形式外槽轮式，外形尺寸1 821 ITtITt1 200 mm1 100 mm，配套动力为206 kW以上轮式拖拉机，带有后输出轴。驱动圆盘玉米垄作免耕播种机采用了驱动圆盘破茬限深稳定装置，驱动缺口圆盘刀先开沟，后播种施肥开沟器二次开沟的原理，减少了动力消耗、土壤扰动，本机进地一次可完成破茬、施肥、播种、覆土、镇压，能够减少机具进地次数。方案5： 2BFG210 型旋耕施肥播种机与37 kW40 kW (50 马力55 马力) 轮式拖拉机配套, 一次可完成旋耕、施肥、播种及镇压等多项作业, 主要用于在已耕或未耕土地上进行旋耕、深施碳铵、磷肥和复合肥等化学肥料, 播种小麦、兼播谷子、高粱和玉米等作物。62BFG210 型旋耕施肥播种结构见图5 。图5 2BFG210 型旋耕施肥播种结构简图1. 开沟器2. 输种管3. 活节螺旋限深调节器4. 镇压轮5. 驱动链轮6.镇压轮支臂7.播种开沟器8. 施肥开沟器9. 连接板10.传动链轮11. 输肥管12. 种肥箱侧板13.旋耕机主梁14.隔板在旋耕机主梁两侧的法兰盘上, 固定两个连接板, 使旋耕机主梁与连接板连为一体。种肥箱侧板固定在其上方, 种肥箱中间用隔板分为两部分, 前边为肥箱, 后边为种箱, 下边固定排肥、排种装置; 两连接板之间(位于旋耕机后上方) 有一根横梁, 上面安装开沟器,开沟器在横梁上可根据需要进行移动, 可调节行距; 两端各有一个播深调节臂上下移动, 可调节播种深度; 镇压轮支臂一端安装在连接板上, 另一端连接在镇压轮上; 在镇压轮支臂与连接板之间安装有活节螺旋限深调节器, 转动手柄, 可调节旋耕深度。工作时, 拖拉机通过动力输出轴将动力传给旋耕机,驱动刀轴旋转, 将未耕土壤翻转打碎。镇压滚筒随拖拉机前进而转动, 通过链条将动力传给播种施肥机构, 排出的化肥和种子经施肥与播种开沟器, 分别导入旋耕后的土壤中, 化肥位于种子下方5 cm 处, 镇压滚筒随即以均匀适当的压力压密种床。 7 方案6：经对以上六个方案的比较，该机总体布置紧凑, 连接方便, 设计合理, 使用可靠, 调整、操作简单, 作业性能符合农业技术要求, 特别是整体式大直径镇压滚筒的配置, 镇压强度好, 抗旱保墒, 在我国干旱地区推广使用有着广阔的前景。2.3