播种机毕业设计.doc

目录1 播种机发展现状与趋势11.1 我国播种机发展现状11.2 播种机的发展前景21.2.1 单粒精密播种机迅速发展21.2.2 播种机的通用性和适应性不断提高21.2.3 播种机向高速宽幅发展31.2.4 广泛采用联合作业31.2.5 新技术的应用不断普及32 播种机概述52.1 播种机类型52.2 播种机主要结构52.3 总体配置62.3.1 主要技术参数73 播种排种器83.1 排种器的技术要求83.2 立式圆盘排种器的特点93.3 排种器参数设计93.4 壳体造型103.5 种子的充填103.5.1 排种器种子充填力学分析103.5.2 充种过成134 排肥器154.1 排肥器的要求154.2 排肥器选择155 开沟器及其起落机构185.1 开沟器的要求185.2 开沟器的结构类型185.3 开沟器使用行距与前后列距离195.4 芯铧式开沟器196 输种管、覆土器、镇压轮216.1 输种管216.1.1 输种管的类型216.1.2 输种管的主要参数216.2 覆土器226.3 镇压轮226.3.1 镇压轮的结构类型和特点236.3.2 镇压轮直径的确定246.3.2 镇压弹簧参数设计257 其他工作部件和机构277.1 种子、肥箱277.1.1 种子、肥料箱容量计算277.1.2 种子、肥料箱结构特点287.2 仿形机构287.2.1 仿形机构类型287.2.2 仿形机构主要参数298 播种机组工作阻力与作业幅宽328.1 工作阻力P与作业幅宽B328.2 播种机机组功率消耗N329 保养与保管3310 使用及注意事项3411 安全规则3612 常见故障与排除3713 经济效益分析3814 结论39致谢40参考文献41附录A42附录B51附录 C64辽宁工程技术大学毕业设计（论文）1 播种机发展现状与趋势播种机是农业生产过程中六大关键作业环节之一，播种机械化是农业机械化过程中最为复杂也最为艰巨的工作。播种机械面对的播种方式、作物种类、品种变化繁多，这就需要播种机械有较强的适应性和满足不同植物要求的工作性能。必须在较短的播种农时内，根据农业技术要求，将种子播到田地里去，使作物获得良好的发育生长条件。播种质量的好坏，将直接影响到作物的出苗、苗全和苗壮，因而对产量的影响很大。由于精密播种可以保证种子在田间最合理分布，播种量精确，株距均匀，播深一致，为种子的生长发育创造最佳条件，可以大量节省种子，减少田间间苗用工，保证作物稳产高产。因此，现代农业对精密播种机械的要求越来越迫切。1.1 我国播种机发展现状 我国的播种机市场以传统的谷物条播机为主，与小型拖拉机配套的播种机及畜力播种机目前仍占主导地位。全国众多生产播种机企业中，其中只有10家生产与大中型拖拉机配套的播种机，与小拖配套的播种机和畜力播种机的产量已占到全国播种机产量的90%以上。 最近几年，我国的联合作业播种机市场发展也较快，其播种机机具主要有播种一拖肥联合作业机、耕作播种联合作业机、松土施肥覆膜穴播联合作业机和施水播种联合作业机等，目前又发展了铺膜播种联合作业机。另外，精少量播种机具推广势头强劲，小麦精少量播种机和中耕作物精密播种机推广应用迅速。目前国外精密播种机市场已达到相当完善的程度，在精密播种机上除了设有完善的整地、覆土、镇压及施肥、洒农药装置外，其排种装置多采用新的工作原理，包括各种气力式排种原理与机械式排种原理，以保证单粒精密播种。我国从80年代末便开始研制精密播种机械。其中较早的代表机型主要有2BY-24压轮式谷物播种机，2BQ-6气吸式精密播种机等。由于种子质量、整地条件、机械制造水平及机器价格等因素制约，我国80年代主要是推广半精量播种。为适应农村生产责任制的要求，大量推广了小型单体播种机。90年代以来，我国逐步推广精密播种机。精密播种机以作物种类分为玉米及大豆精密播种机、谷物（小麦）精密播种机、甜菜精密播种机；以配套动力分为小型、中型和大型播种机精密播种机；以排种器形式分为机械式和气力式两大类精密播种机；机械式中又可分为垂直圆盘式、垂直窝眼式、锥盘式、纹盘式、水平圆盘式、带夹式等形式精密播种机。1.2 播种机的发展前景1.2.1 单粒精密播种机迅速发展在国外，中耕作物如甜菜、玉米、棉花和某些蔬菜、豆类的播种都已大量采用精密播种，主要采用机械式和气力式两种精密播种机。由于气吸式精密播种机投种点低、种床平整、籽粒分布均匀、种深一致以及出苗整齐等符合农艺要求的特点，越来越受到人们的欢迎。在该机气吸体上更换不同的排种盘和不同传动比的链轮，即可精密播种玉米、大豆、高粱、小豆以及甜菜等多种作物。 为了达到单粒精播，提高株距均匀性，大多采用可精调的刮种器，将多余的种子清除掉；为了降低投种高度，减小种子下抛速度与前进速度之间的相对速差，而设置导种轮或导种管。1.2.2 播种机的通用性和适应性不断提高 大多数精密播种机都可以播多种作物，通过更换不同孔径的排种盘(轮)或排种滚筒，使排种器能适应多种作物种子的播种要求。改变型孔大小或增加成穴机构，使之能达到穴播的要求；改变排种器工作转速以达到不同株距的要求。所有这些均提高了播种机的通用性。为了适应不同地区、不同土壤、不同整地条件的要求，大多数播种机上配有多种类型的开沟器(双圆盘式、滑刀式等)和镇压轮(橡胶轮、钢板冲压轮、铸铁轮、宽轮、窄轮等)，供选用。同一型号的精密播种机又成系列，有多种行距和行数的变型。1.2.3 播种机向高速宽幅发展 为了在最适宦的农业技术条件下、用最短的时间做到适时播种，以及随着拖拉机功率不断增大，为了充分利用其功率，因此要求提高播种机作业的生产率。 影响提高播种机组生产率的因素很多。除了提高机组的工作可靠性、减少故障、简化操作以减少辅助作业时间、提高纯工作时间的利用率外，提高生产率的最主要途径是增大播种机的工作幅宽和提高作业速度。增大播种机工作幅宽虽能直接有效地提高生产率，但加大工作幅宽使机体庞大，消耗金属多，成本高。同时，庞大的机体将受到田块大小、地头转弯以及道路运输的限制，使用不方便。因此，国外很重视提高作业速度的研究。 但是，播种机高速作业带来一些问题，如排种性能下降，开沟深度变浅，种子在沟里弹跳、滚动加剧，以及驾驶条件恶化等等。因此，目前作业速度不能太高。 中耕作物播种机的工作幅宽，一般单机都由34 m增大到56 m有的工作幅宽更大，如CYCLO气压式播种机系列中的16行播种机，其幅宽达11.68 m。加大幅宽使播种机结构庞大笨重，使悬挂式播种机组纵向稳定性变坏，还受到地块大小、道路运输的限制。1.2.4 广泛采用联合作业 播种同时进行联合作业的方式发展很快，形式也比较多，主要有两种：一是在大多数中耕作物精密播种机上都配置排肥器、施肥开沟器以及施撒农药和除莠剂的装置。如西德、法国和美国的几种精密播种机都可以在播种同时施化肥、撒农药和除莠剂。二是播前整地和播种联合作业，如旋耕播种机、犁播机以及有的在开沟器前方加波形圆盘或锄铲进行灭茬播种或少耕法播种，以减少耕作次数，提高生产率，降低作业成本，还可以减少土壤风蚀和起到保墒的作用。1.2.5 新技术的应用不断普及 为了提高播种机作业性能和工作可靠性，简化操作、减轻劳动强度、减少辅助作业时间、提高生产率，播种机上越来越多地采用新技术。如用液压油缸来升降和调节开沟器、划行器、折叠机架；采用液压马达驱动风机或装肥搅龙；采用信号装置、电子监视装置或监控装置来及时报警故障的发生，显示播量或自控凋节排种量大小；开沟器装备一次润滑的滚动轴承；行走轮采用无内胎充气轮；快速挂接装置；宽幅播种机加装横向运输轮等。在工艺材料方面，播种机上采用塑料或尼龙的零件更多了，如排种盘、排肥盘、轴套、输种管等；采用铝金压铸排种轮、排种器体壳，提高了零件精度，减轻了重量；播种机机架和各种杆件采用薄钢板冷压成异形断面以代替扁钢、角钢和槽钢，增加了刚度和强度，又减轻了重量。2 播种机概述播种机的功用是以一定的播量或株穴距，将其均匀地播入一定深度的种沟，覆以适量的细湿土，同时也可施种肥并适当镇压，有时还喷洒农药和除草剂，为种子发芽提供良好条件，以达到高产稳产，提高播种作业的劳动生产率，减轻使用者的劳动强度。2.1 播种机类型播种机的类型很多，有多种分类方法。按播种方法可分为撒播机、条播机、点（穴）播机；按联合作业可分为施肥播种机、播种中耕通用机、旋耕播种机、铺地膜播种机；按牵引动力可分为畜力播种机和机引播种机，而机引播种机中，根据和拖拉机不同的连接方式，可分为牵引式、悬挂式和半悬挂式；安排中原理可分为气力式播种机和离心式播种机。2.2 播种机主要结构目前国内外播种玉米、大豆、甜菜、棉花等中各作物的播种机多数采用精密播种，即单粒点播和穴播。一般中耕作物精密播种机的结构如图2-1。其组成分为以下几部分：(1)机架 多数为单梁式。各工作部件都安装其上，并支承整机。(2)排种部件 种子相和能达到精密播种的机械式或气力式排种器，包括可调节的刮种器和推种器。(3)排肥部件 包括排肥箱、排肥器、输肥管和施肥开沟器。(4)土壤工作部件及其仿形机构 包括开沟器、覆土器、仿形轮、镇压轮、压种轮及其连杆机构等。有的精密播种机还配备施撒农药和除草剂的装置。图2-1 播种中耕通用机Fig 2-1 drilling and culivating toolbar1种箱 2后支臂 3仿形机构 4主梁 5肥箱 6下悬挂点7仿形轮 8前支臂 9施肥铲 10开沟器 11划沟刀12排种器 13镇压弹簧 14覆土板 15镇压轮2.3 总体配置为使作物在田间获得充分的光照、热量、水分、空气和土壤营养物质，已达到高产稳产目的播种机应解决种子在田间的合理分布问题，所以采用精密播种。在种子出苗率有确保前提下，采用精密排种已达到合理密植，节省种子和免除间苗公时的目的。机具总体结构多采用单体组合式布局，即每一植株有一独立的由施肥、排种、覆土、镇压等部件构成的复式播种单元组件若干单元按需要装在一通用机架上1。目前主要是与小四轮拖拉机配套，播种机自带悬挂提升装置。每台（套）播两垄。垄上播平播均可。2.3.1 主要技术参数 适应行距：30/35cm 株距范围：7-15cm配套动力8.8-16.8KW 适应地形：平播垄播播种行数：2 挂接形式：悬挂式播种深：6-8cm 机组速度：4-6Km/h排种器：立式圆盘排种器 2 排肥器：振动式排肥器 3 播种排种器排种器是种子群体与植株个体之间的转换环节，其前端是混沌的不定量集合散粒体，不具有个体属性和农艺栽培所必须的播种属性，不能赖以出苗成长或收获。分离和定量是种子获得播种属性的初始阶段，当定量分离的种子被先后有序的定植于土壤中特定的坐标位置以后，种子才最终获得了播种属性，才具备发芽，出苗，生长和收获的种子属性。因此，排种器是播种机或播种作业的核心与必要部件3。精密排种器的精确排种是现代农业中节支增效的有效措施。精密排种器的工作是精确，可控，定量地从种子群中分离出单粒或定粒种子，形成明显等时距均匀中子流。排种器对种子的定量效应是通过排种元件对所播种子的体积，质量，数量，流量等物理量的控制实现的。目前常用的排种器为窝眼轮式，气压式，气吹式，勺轮式，型孔盘式，指夹使式，等等。一般情况是排种质量越高，排种器的结构越复杂，成本越高。中耕作物如玉米、大豆、甜菜、高粱、棉花等采用精密播种，可以节省大量种子和间苗劳力，而且可使幼苗分布均匀，达到苗齐、壮、均，有利于增产稳产4。3.1 排种器的技术要求排种器的技术要求大体上有以下几个方面：1、排种器排种均匀稳定，排种均匀性不受外界条件变化而产生严重影响。一台播种机的排种量应该保持一致。2、不损伤种子。3、播种两调节范围要大。4、通用性好。5、工作可靠，不易堵塞。结合窄行密植平播的农艺技术特点，本着横向尺寸小，结构简单，传动方便，性能可靠的原则，同时根据多年的实践经验，市场调查及现有排种器优缺点分析排种器定位于立式圆盘重力清种的结构形式。3.2 立式圆盘排种器的特点1) 结构简单，使用可靠，它由壳体、排种盘和清种刀三个零件组成。钢刀清种干净利落，寿命长，故障少，大大提高了排种器的可靠性。2) 排种盘立着用，占空间少，排种器内可装三个播种盘，解决了播种三行位置。3) 立式圆盘能完成大豆双行单粒点播任务，在铧犁播种部件上已经是使用了15年，效果交好。只要种子符合尺寸，破碎率不超过2%，而株距合格率平均都在98%以上。4) 立式圆盘侧充填，充填区域大，360除投种区外都可充填，充填时间长，充填性能好，可提高作业速度，垂直窝眼排种器的切速度不大于0.2m/s，而立式盘排种器达到0.62m/s，排种仍然很好，切线速度可提高三倍多。5) 立式圆盘排种器种子出口处种子运动方向与机器前进方向相反，减少了种子的绝对运动速度（前进速度减去种子的切线速度），再加投种点低（65mm），大大提高了粒距的均匀性5。 3.3 排种器参数设计排种盘或排种轮直径是排种器的基本结构特征参数，决定了排种器壳体以及其它附属零部件的结构尺寸。增大排种盘或排种轮的直径可以使排种盘上的型孔或窝眼在种子充填区运行的线路加长，相对停留时间增加，进而通过增加种子向型孔或窝眼内充入的几率来提高充种效果，对于绝大多数排种器而言，排种盘或排种轮与排种器性能指标的提高成正比。但排种盘直径的上限值受限于整机结构，排种器单体重量，成本等诸多因素。排种盘的直径变化区间取值为140-260mm。用机械方法进行精量播种的排种器大多属于孔型孔式排种器。根据种子的型状和尺寸等因素，设计出各种行孔或窝眼，用以播下每穴数量相等的种子。型孔轮用硬塑料和金属制成。窝眼形状可设计成圆锥形、圆弧形或圆柱形。本次设计的型孔轮为圆柱形6。表2-1 型孔参数表Tab 2-1 the parameter of pinioned pit作物种类玉米大豆高粱型孔直径8-249-116-9型孔深度6-126-84-8每孔粒数31或4115-93.4 壳体造型与排种器配合的壳体内孔为圆柱面，这种结构具有良好的工艺性，但在型孔处在排种器底部，壳体内孔面作为容种型腔下部支撑面时，种子侧向充填仅依次靠种子群体对处在可填充位置的种粒挤压完成。3.5 种子的充填3.5.1 排种器种子充填力学分析根据散料力学理论，散粒物料在容器内某一深度Y参考层的受力由垂直方向的1和水平方向的3组成，其中3即为种子的侧向内充填力7。考虑到从种箱，种管至排种盘充填位置的全部下种空间形状过于复杂，尺寸变化较大，为了便于分析计算将其简化为排钟管直径为基准的圆柱体。以休止角定义区分深，浅仓： （3-1）其中：种子休止角：（以大豆为例）=23.30（含水率11.2%）=25.40（含水率17.75%） D简化的圆柱体直径，35mm。由于：hH (H为种面高度)根据大多数机具情况取值120mm-400mm，所以种子对排种盘最低处侧压力位： （3-2） （3-3）若为空箱最低处，则以种面高度代替式中深度变量Y。其中：r物料重度，玉米7.42KN/m3Rh 液力半径 （3-4）其中:A料层横截面积；C仓料周长。对于仓料： =D/4=35*10-3 /4=0.0085(m)其中fs 物料和仓壁间静态滑动摩擦系数，大豆与钢板之间的静态摩擦角s为19，则： =tan19=0.344；K压力比： 其中：i 物料内摩擦角，玉米31。容箱深度Y处应力： =(7.42*0.0085)/0.344(1-e-0.32*0.344*0.4/0.0085) =-1.267KN/m2 =0.1823/0.320=0.570 KN/m23.5.2 充种过成以容箱最深处种子受力计算，因种子填充过程中随型孔上升的高度较种层高度比较小，因此假设充填力在充种过程中保持不变，则单粒种子侧向力为： （3-5）种子沿型孔内面向里的充入力为： （3-6） =其中：fg种粒的动态摩擦系数，安全贮藏含水率情况下，玉米与钢板之间的动摩擦角g为5，则=0.0875d0种子直径；m0单粒种子质量。种子在侧向充入力Fc的作用下移动距离d0时即可完成充填，则： （3-7）tc 种子填充时间。若种子选用直径8mm，千粒重167g，型孔内面倾角取25，中层高度为200米，则tc=63.52ms排种器结构中充种区域所对应的排种盘转角必须满足：c0*tc其中c充种区域角 0排种盘角速度。当排种轴转速为24r/min时（排种盘直径200mm，株距10mm该速度对应作业速度约为10km/h）： 0*tc=24/60*360*63.52*10-3=9.15所以选择的排种器，其结构上形成的充种区域可充分满足排种器正常工作转速范围内要求。4 排肥器播种和中耕追肥机上的排肥器，主要用于排施粒状和粉状化肥、粒状复合肥以及农场自制颗粒肥料等。化肥的主要技术特性见表4-1 表4-1 几种化肥的主要技术特性Tab 4-1 the main characters of kinds of chemical fertilizer肥料名称外形含水率单位容积质量自然休止角尿素颗粒72035硫酸铵粒状0.9394344硝酸铵结晶2.13101035碳酸氢铵粉状2.8792037磷酸铵晶体2840过磷酸钙粉粒状168804.1 排肥器的要求(1)要有一定的排肥能力，一般施肥量应在530亩范围内可调。排肥量要均匀稳定，不架空、不堵塞、不断条。(2)通用性好，能排施多种肥料。(3)排肥工作阻力不大，工作可靠，使用调节方便，便于箱内剩余肥料的清理。(4)零部件要耐腐蚀和耐磨。4.2 排肥器选择根据各种类型的排肥器的特点并结合使用范围综合考虑选用振动式排肥器。振动式排肥器主要由肥箱、肥箱底座、振动板、排肥凸轮、肥量调节板、密封胶布和排肥轴等组成，有的还配有螺旋输送器。排肥量的调节主要可以动调节板和改变排肥孔大小来达到。排施流动性好的化肥时，为了防止振动板停止振动后仍有肥料自流，而设有孔壮调节板，在调节板上有300个直径为3.8mm的圆孔，移动调节板，改变排肥圆孔的数目，可达到不同的排肥量。凸轮决定振动板的振幅和振动频率。凸轮的凸齿高度确定振幅大小。振幅过小，不能形成肥料上下循环的肥料流，也不能克服肥料之间的粘结力，因而易出现架空；振幅过大，动力消耗大和传动阻力大。振幅一般为1820mm。图4-1 振动式排肥器Fig 4-1 Vibration-type fetidizer ejector1排肥凸轮 2弹簧搅龙 3排肥轴 4振动板5密封胶布 6肥箱 7插板 8肥量调节板在一定的转速下，凸轮齿数决定振动频率，振动频率过低，排肥均匀性变坏。振动频率太高，则肥料被镇起后尚未落下，第二次振动又使肥料镇起，其结果是实际振幅变小。对于排施易潮解的粉状化肥，其振动频率为250280min-1较好。振动频率按下式计算： （） (4-1)式中 作业速度（mmin）； 传动速比； 凸轮齿数； 地轮直径； 地轮滑移系数。5 开沟器及其起落机构开沟器的功用主要是在播种机工作时，开出种沟，引导种子和肥料进入种沟内，并使湿土覆盖种子和肥料。5.1 开沟器的要求一个良好的开沟器必须符合下列要求：(1)开出的种沟要深浅一致，沟型整齐、平直，开沟深度能在一定范围内调节，以适应不同作物的播深要求。(2)开沟时不乱土层，不应将下层湿土翻至地面，也不可使干土落入沟底，应将种子和肥料导至湿土上。(3)行内中子分布均匀，种子不飞散而应都落到沟底。(4)应有一定的回土作用，使细湿土将种子全部覆盖，以利于种子发芽。(5)要有良好的入土性能和切土能力，工作可靠，不易被杂草、残茬和土块堵塞。(6)结构简单，工作阻力小，调整、维护方便。5.2 开沟器的结构类型根据所播作物的播种要求，地区气候和土壤条件的不同，播种机应采用相应的开沟器。开沟器结构类型按其入土角不同，可分为锐角开沟器和钝角开沟器两大类 8 。锐角开沟器的开沟工作面与地面平面的夹角，即入土角90，它通常有锄铲式、翼铲式、船形铲式和芯铧式等多种。钝角开沟器的入土角90，它包括有靴鞋式、滑刀式、单圆盘式和双圆盘式等多种。开沟器的结构类型。此次设计选择芯铧式开沟器。工作时，它的前棱和两侧对称的曲面使土壤沿曲面上升，并将残差、表层干土块、杂草向两侧抛出翻倒，使下层湿土上翻，不利保墒。开沟阻力较大，不适于高速播种。其优点是结构简单，入土性能较好，对前整地要求不高，而且沟底较平，开出沟宽为120180mm。主要用于东北垄作地区宽苗幅播种的中耕作物播种中耕通用机上。开沟器要求入土性能好，开沟器能在2-10cm内调节入土深度。5.3 开沟器使用行距与前后列距离开沟器工作时，将部分土壤升起、抛翻、推挤或挤压等，使开沟器前方形成前丘和播后地表形成沟痕。特别是在整地条件差、土块大、杂草和残茬多的情况下，前丘突起较大。为了不使相邻两开沟器的前丘连片，它们间必须要有足够的间距。若该间距大于农业技术要求的行距时，常使相邻两开沟器排成前后两列，同时前后列开沟器的距离必须保证后列在稳定的土壤中工作，以保证后列开沟器的开沟质量。5.4 芯铧式开沟器 开沟器要求入土性能好，开沟器能在2-10cm内调节入土深度。芯铧式开沟器主要由芯铧、铧柄、翼板、输种管和护种罩等组成。芯铧一般用34mm厚的65Mn钢板制成，铧尖及刃部进行热处理，硬度为HRC3742，以增加其耐磨性。芯铧的主要参数有： 图5-1 芯铧式开沟器 图5-2 芯铧结构Fig5-1 Core wha in the open ditches Fig 5-2 structure of core wha1铧柄 2芯铧 3翼板 4输种管 5护种罩(1)入土角 入土角过大，入土性能差，且阻力增加。入土角过小，会使芯铧尖而长，强度减弱。一般芯铧入土角以1525为宜。综合考虑选择20。(2)隙角 芯铧底部有一隙角，它有利于入土，一般为，过大则使沟底不平，过小使入土性能差。(3)斜切角 芯铧尖的斜切角不能过大，此角必须保证土粒、残茬、杂草沿刃口向后滑移，而不致缠挂、拥堵。斜切角一般为6075。此次设计选60。(4)铧高H 在不影响种子散落的情况下，铧高不宜过高，过高易发生拥土，且增加阻力。铧高一般为100200mm。综合分析选择194mm。(5)幅宽B 芯铧开沟器主要用于垄作宽幅，芯铧幅宽大小取决于播种的苗幅宽度，一般为120180mm。(6)芯铧工作曲面 芯铧工作曲面的形成见图5-3。ad是平面M上一条曲率半径为R的曲线（芯铧脊线），平面N是通过oa（o为曲率中心）而与M垂直的平面，ab，ac是平面N上的线段，二者与M平面的夹角对称。当平面N绕o轴（通过o点与M平面垂直的轴线）旋转时，线段ab，ac即扫描出脊线两侧的工作曲面。 (7)脊线曲率半径 为使入土性能好和结构紧凑，脊线曲率半径R取200mm350mm为宜。此次设计选择220mm。图5-3 芯铧工作曲面Fig 5-3 work surface of core wha6 输种管、覆土器、镇压轮6.1 输种管输种管主要是将排种器排出的种子导入开沟器，使种子能顺利地落到种沟内。它对排种的均匀性有较大影响。因此对输种管的要求是：(1)保证种子能自由活动，不致使排种均匀性变坏。管内应有足够的断面积，管壁应光滑畅通无阻。(2)要能适应开沟器的升降和调节。输种管铰接于排种器上，要能在各个方向摆动，不致影响种子的通过。(3)要有一定的伸缩量、弹性和弯曲度，并需耐腐蚀。(4)结构简单，易于制造和维修。6.1.1 输种管的类型输种管按其制造材料可分为金属管、橡胶管和塑料管三种。1.金属管有卷片管、卷丝管、套筒管、漏斗管和蛇皮管等。2.橡胶管有硬橡胶管和橡胶折皱管。3.塑料管有波形塑料管和直筒塑料管。6.1.2 输种管的主要参数输种管直径 输种管的最小直径应根据作物的最大播量和种子的物理机械特性（种粒形状和尺寸、种粒与管壁的摩擦系数等）确定。输种管的最大直径应与种子在输种管内自由降落时的扩散范围性适应。通过试验，有三分之二的种子集中在半径为20mm范围内，因此，输送管的最小直径dmin一般为26mm，最大直径dmax一般为40mm。输种管的倾斜角与长度 根据不同类型播种机的结构需要，排种器工作特点以及对种子下落到沟底时的要求，确定输种管倾斜角和长度。对于某些中耕作物精密播种机，为使种子落到种沟时，相对于地面的速度接近于零，以提高株距均匀性，还专门设计了导种管。即要求种子沿导种管向后滑行运动，并具有一定的速度，因而设计成曲线形导种管。6.2 覆土器种子落入沟底，开沟器将一层较浅的回土覆盖种子，尚需用覆土器进行覆土，使其达到一定的覆盖深度。对覆土器的要求是先覆以细湿土，而且覆土均匀，不影响种子分布均匀性。中耕作物播种机上常用的覆土器又刮板式和铲式。刮板式覆土器覆土能力较强，刮板角度可以调节，常和芯铧式开沟器配合使用。铲式覆土器连接在镇压轮上，根据需要，覆土铲可以上下调节，常和滑刀式开沟器配合使用。图6-2 覆土器（铲式）Fig 6-2 furrow cover1拉杆 2调节板 3覆土板 4镇压轮 5镇压轮架6.3 镇压轮此次设计镇压选择在播种后进行，它主要作用是：能够减少土壤中的大空隙和大坷垃，是风不能直接灌入土内，减少水分蒸发；以使土壤保墒；可加强土壤毛细管作用，使水分沿毛细管上升，起到“调水”和“保墒”的作用；可使种子与土壤紧密接触，有利于种子发芽和生长；春播镇压还可适当提高地温。镇压后土壤表层干土一般可减少2-3cm，镇压后土壤密度增加摄取养分能力提高。播种同时镇压可减少土壤中的大孔隙，减少水分蒸发，因此，播种同时镇压对干旱地区的播种是非常必要的。播种同时镇压主要是在苗幅内镇压，而行间土壤仍保持疏松，因而通气性好，还可利于接纳雨水。播种后要有相应的压实程度，一般为3-5N/cm2，压实后土壤容重为0.8-1.2g/cm2。镇压轮对土壤的压强主要根据土壤性质、水分、密度和作物的要求而定，一般为3050kPa。镇压轮的压力大小取决于镇压轮本身重量和作用在它上面的附加重量（播种机部分重量的转移和辅助弹簧作用力等）。镇压轮常取直径d=150-400mm，本次设计的镇压轮直径为320mm；宽度为320mm。一个良好的镇压轮必须转动灵活，不沾土，不拥土，镇压里可以适当调整，镇压后地表不产生鳞状裂纹。6.3.1 镇压轮的结构类型和特点(a) (b) (c)图6-2 金属镇压轮Fig metal press wheela)圆柱形镇压轮 b)凹面镇压轮 c)圆锥组合镇压轮圆柱镇压轮 由薄钢板制成。有光面圆柱形和网面圆柱形两种，其镇压轮面较宽，压力分布均匀。适用蔬菜播种和宽苗幅垄播的播种机。凸面和凹面镇压轮 它是整体形空心柱铁轮，靠本身重量或在其空腔内灌入适量的沙土产生镇压力。凹面轮对种子上层土壤不如两侧的土壤被压得紧实，有利于种子幼芽出土，适于棉花、豆类及其它双子叶作物的播种镇压。圆锥复合镇压轮 由两个钢板冲制成的锥形轮组合成。可根据需要来改变两锥形轮间距，成为宽窄不同的圆锥复合轮，起镇压力可由附加弹簧调节。胶圈镇压轮 由于胶圈具有弹性，在镇压轮与土壤压紧压时，胶圈变形；而当它滚动道上方，无外力时，胶圈复原。因此，镇压轮胶圈在滚动过程中变形与复原交替作用，使湿土难以粘结在胶圈表面上，由于湿土于胶圈的附着力较小，稍有振动，粘土很容易脱落。该镇压轮结构较复杂，镇压效果较好，大多用于垄作播种机上。宽型橡胶镇压轮 镇压轮有多种形式，可根据作物对镇压的要求而选用。由于橡胶内腔时空腔，并通过小孔与外界大气相通，故又称为零压镇压轮。在其滚动镇压土壤时，橡胶轮变形与复原相互交替反复，因此，粘土少，脱土容易，镇压质量好，压后地表产生鳞片状裂纹较少，有的表面花纹可增加镇压轮的附着力。现多用于中耕作物精密播种机上作镇压轮，以及单组播种中间作驱动排种轮或撒施农药的工作部件之用。窄型橡胶镇压轮 这种镇压轮用于谷物条播机上播后镇压，它有两种连接方式：一是在传统的谷物条播机脚踏板下后方，对着开沟器的部位，安装带弹簧般的窄型橡胶镇压轮。另一是压轮式谷物播种机上作镇压和支撑播种机重量，并驱动排种、排肥部件工作之用。6.3.2 镇压轮直径的确定要使镇压轮正常转动的条件是： (m) (6-1)式中 土壤对镇压轮的摩擦系数 轴套中的摩擦力矩（Nm）镇压轮半径（m） 镇压轮重力及其附加负荷（N）如镇压轮又作为排种、排肥部件的工作动力时，必须保证镇压轮正常转动不滑移，其必要条件是 (m) （6-2）式中 带动排肥、排种部件所消耗的传动力矩（Nm）经计算 得出 R150mm 所以直径选择320mm合适。6.3.2 镇压弹簧参数设计要求为0.3-0.5kgf/ cm2镇压轮与地面的接触面积假设步为：S=5100mm2。所需压力N=（0.03-0.05）5100=153-225N受力图如下：其中：F：弹簧作用力N：镇压轮接触地面的压力AC：弹簧作用点与支点距离AB：支点与镇压轮轴之间的距离有AC=82cm AB=185mm 由FAC=NAB可得：Fmin=NABAC=15318582=345.2N因为镇压轮有自重，所以选用下述(表2-2)弹簧即可满足要求表6-1 弹簧主要参数Tab 6-1 the main characteristics of spring材料材料直径工作极限载荷Pi65Mn3mm495(N)圈数（n）弹簧中径D2Pt作用下单圈刚度变量Pia12.514mm1.585节距单圈刚度P/d最大心轴直径Dmax4.77289.3(N/mm)9mm7 其他工作部件和机构7.1 种子、肥箱种子、肥箱的要求有以下几个方面：1.必须有足够的容量，以减少假种加肥次数，并做到播到地头时才加种加肥。但种、肥箱过大，播种机组结构庞大，且使机组牵引阻力增加。此外，对悬挂式播种机来说，将直接使机组纵向稳定性变坏。2.箱底板的倾斜角应大于种子或废料的自然休止角，保证种子或肥料顺利流入排种器或排肥器内。3.种子、肥料相应坚固耐用、重量轻，刚度好。箱内外应涂以耐腐油漆。4.加种、加肥方便，容易清理和不残留种子或肥料。5.箱盖关闭严禁，防止雨水浸入。对于气力式播种机的种箱，盖好后要承受一定气压，并应严密不漏气。7.1.1 种子、肥料箱容量计算种、肥箱的容量是根据播种工作幅宽、播种量或施肥量、播种行程和种子或肥料单位容积的质量等而定。工作时，不应将箱内种子或肥料全部播完，否则会因箱内种子或肥料太少，而影响排种、排肥性能，应至少留有的余量。种、肥箱的容量可用下式确定 (L) （7-1）式中 V肥箱容积 种箱容积； Qmax最大播量 斤/亩； B播种机的工作幅宽； L种子装满后能行驶的距离； 种子箱的充满系数； 种子容量 kg/l；以大豆为例：种箱容积 V=216180320=12升肥箱容积 V=220280200=19升大豆容量为0.75吨/米，百粒重20克，则每箱可装120.751000=9公斤，同法可计算出每箱玉米种子可播2129m，每箱化肥可施663m。可见种肥箱基本上满足生产需求。7.1.2 种子、肥料箱结构特点播种机上的种、肥箱的形状大多是矩形、梯形或圆形的，用薄钢板成，也有用玻璃纤维或塑料制成。现代谷物播种机上种、肥箱的结构特点是：(1)增大容积，以减少加种加肥次数。国外谷物播种机种箱容积增大到每米工作幅160200；肥箱容积增大到每米工作幅120180。(2)采用整体箱结构。用大型薄钢板压制成型，并与机架连成框架，以增加其刚度。(3)种箱与肥箱容积的相互比例可根究需要调节；通过改变种、肥箱内壁各板安装位置，来改变种、肥箱的容积比。7.2 仿形机构仿形机构是使播种机的开沟器能随地形变化而始终保持一定的工作深度，并开出深浅一致的种沟，以保持种子播深一致9。因此，对仿形机构的要求是：(1)能满足所要求的仿形范围，并要有一定的限位机构；(2)工作可靠，仿形性能稳定，沟底平整，开沟深浅一致；(3)杆件紧凑，有足够的强度和刚度。7.2.1 仿形机构类型主要由整机仿形和单组仿形两种形式。整机仿形即播种机整机随地形起伏，能够上下仿形。其方式有：一是拖拉机液压悬挂机构放在浮动位置，使悬挂式播种机的地轮能随地形起伏而上下运动，达到整机仿形；一是与拖拉机下悬挂杆挂接的播种机下悬挂杆上，有一允许在一定范围内上下运动的长圆孔。整机仿形结构简单，但在整机工作幅内播深不一致。为了简化结构，降低成本以及提高工作可靠性，开沟器与排种器组合采用平行四杆机构仿形，以保证种子的植深及沟底的平实。单组仿形机构是每一播种单组胶接在机架上，达到单组仿形，而单组上的其他工作部件如覆土器、镇压轮、施肥开沟器等还可以相对于单组进行分别仿形。因此，可根据不同地形各自进行上下仿形。仿形性能好。平行四连杆仿形机构结构原理与同坐特点（见图 ）：在平行四连杆机构的后杆部位E点上铰接着连杆O1EF和EO2，O1端装有仿形轮，O端装有镇压轮。根据不同的开沟深度要求，镇压轮通过调节点F的销轴，可改变其相对于开沟器的高度。当F销轴固定后，O1EF O2变成刚性连杆，成为绕铰接点转动的扁担式仿形机构，其深度变化很小，而且变化缓慢，方形可靠、稳定，开沟深度一致，是一种比较好的仿形机构。7.2.2 仿形机构主要参数影响平行四连杆仿形机构工作性能的因素很多，主要是四连杆尺寸、强度和刚度，牵引角a，行向宽度b等。根据地形和播前整地条件确定仿形量的大小。通常上、下方形量都是812cm。为使开沟器工作稳定，牵引角a变化范围越小越好。因此，上下拉杆长一些有利，但拉杆过长，使机构不紧凑，机具重心后移。横向宽度b值大些好，否则，工作中易引起横向摆动，使播行直线性差，这给机械中耕带来困难。 当仿形轮沿着起伏的地表前进时，开沟器必须随着前方的仿形轮所在地表仿形。设机器前进中遇到如正弦曲线变化的地表起伏状况。（下图）YI地表曲线： 0Xl Y=h 当 l X l+L H:地面起伏最大高度；h：理论开沟深度；l：开沟尖与仿形轮中心的水平距离；L:起伏地面的水平长度；Y:开沟器底运动轨迹。令l=L/2当x=l时，Y=h，Y=H，Bmax=Y-Y=h-H此时开沟深度最浅；当x=L时Y=0,Y=H+h=Bmax此时开沟深度最深。误差为Bmax-Bmin=2H令l=n则Y= Hsinx/L+h，B=Y-Y=h B=0令lL/2，则Bmax =H+h，Bmin=h-H，Bmax =2H令0Bmax H+h h-H Bmin h, 0Bmaxh,则开沟器可能在地表上方不入土，当仿形轮与开沟器距离lL/2时，仿形性能会有所改善。假设L为600mm取l为280mm。满足要求。8 播种机组工作阻力与作业幅宽8.1 工作阻力P与作业幅宽B=2*200=400（N） （8-1） （8-2） （8-3）其中：b播种行距（m）n播种行数，或开沟器个数Pn单组开沟器工作阻力（N）T某档位下的拖拉机额定牵引力（N）牵引力利用系数0.8-0.9Vm机组作业速度（m/s）8.2 播种机机组功率消耗N /1000=/1000 （8-4） =400*40/1000=16Kw通过计算，选择播种机功率为16.8Kw符合要求。9 保养与保管1) 班保养，每班(6小时)工作后，应进行以下维护：彻底清除传动机构、排种器、开沟器、机架等部位的泥土、杂草，以便检查各部位的技术状态。检查排种器固定螺栓、排种轮卡箍、开沟器拉杆固定螺栓等紧固部位紧固情况，必要时拧紧。检查和润滑所有传动机构和转动部件必要时进行调整或修理。检查各调整部位有无松动、滑移现象，测量划印器的尺寸，必要时进行调整。2) 季保养。每个作业季节完成后，应做以下维护：清除机具上的泥土、油污及种肥箱内的种子及肥料等杂物。将开沟器、齿轮、链轮及链条用柴油清洗并涂防锈剂，对圆盘式开沟器应拆开清洗，涂油重新按要求装配。清洗全部轴承和转动部件。对含油轴承(套)，可用机油或锭子油擦洗，不得用轻质油清洗，以免影响其自身润滑性能。放松开沟器挺杆弹簧和其他压缩弹簧。修复或更换破损、断裂的木制件、铁皮件等。对种箱、肥箱、机架、拉杆等部位掉漆处要涂漆10。3) 机具的入库。机具完成季保养后方可入库。最好将机具放置于室内。室外保管时要垫木块并加遮盖物。圆盘开沟器、链条、输种管、锄铲等卸下来在室内妥善保管，防止变形，挤压和丢失。播种机上不许承受额外压力，木制零件和铁皮件上不能放置重物。要有专人负责保管，定期检查。10 使用及注意事项播种机的播前准备:1) 清除油污脏物, 并将润滑部位注足润滑脂。紧固螺栓及连接部位, 不得有松动、脱出现象, 传动机构要可靠, 链条张紧度要合适, 拖拉机与播种机挂接要正确, 开沟器工作正常。并进行空转试验, 待各运转机构均正常后, 方可开始工作。2) 按播种要求调整有关部位, 如播量、行距、播深等。3) 检查种子和肥料, 不得混有石块、铁钉、绳头等杂物, 肥料不应有结块。4) 播种前应组织好连片作业, 预先把种子、肥料放在地头适当位置, 以提高作业效率。5) 检查仿形机构, 地轮转动是否灵活, 排种盘和排肥盘是否适合要求, 覆土器角度是否满足覆土薄厚的要求。如果这些正常, 可先找一块平坦田地试验, 检查种肥的排量, 如不妥, 就应进行调整。正确操作播种机:1) 上述调整正常后, 方可下地投入正常作业。播第一趟时要选好开播点, 在视线范围内找好标志, 力求一次开直, 以便后期中耕管理。行走路线一般采用棱形法。在刚开始作业时, 离地头大约23m 处停下来, 检查开沟的深度(根据墒情而定) , 如过深或过浅应调整。2) 充分利用土地面积。播种时, 驾驶员应按计划尽量将种子播近边、播到头, 做到不留地头、不留大边, 充分利用耕地面积。3) 在开沟器入土状态下, 机组不能倒退、不准急转弯。注意事项：1) 随时注意各机构的工作情况，如各传动机构工作是否正常，输种管下端是否保持在开沟器下 种口内