2BMFS-3型穴灌半精量玉米播种机的设计

1、 2008 年 1 月农 机 化 研 究第 1 期2BMFS-3 型 穴 灌 半 精 量 玉 米 播 种 机 的 设 计马淑英 ，陈立东 ，冯利臻 ，李国 昉 ，郑立新 ，石 磊 ，张 亮1112111（1.河北 科技师范学院 机械电子系，河北 昌黎 066600 ；2.欧美学 院，河 北 昌黎 066600 ）摘要：为了适合保护性耕作的需要、解决旱田旱 期播 种出 苗保 苗的 问题 ，达 到节 水、 免耕 、侧 深施 肥和半精量 播种的 目的，研制了与小四轮拖拉机配套 的节水 型免耕 施肥播种机。该机能够一次 性完成 破茬 松土、侧深施 肥、穴 灌、半精量播种、覆土镇压等多项作业 ， 对麦茬

2、 地按时 复播玉米等 作物具 有重要的意 义。关键 词：农业工程 ；玉米播种机；设计；节水 ； 免耕； 施肥+中图分类号：S223.2 6文献标识码：A文章编号：1003 188X(2008)01 0116 02挂接方式：后悬挂0 引言作业行数 /行： 3我国是淡水资源匮乏的国家之一，人均占有水资源仅为世界人均占有量的 1/4，且水资源的分布很不均匀，年季变化很大，地区差别明显。特别是在播种季节，往往因为干旱无法播种而延误农时，造成农业减产或绝收。因此，如何保证及时播种，并能保证有足够的水分供给种子，确保种子发芽、出苗、分蘖，是一个亟待解决的问题。为此，研究设计了一种节水型免耕施肥半精量播种机

3、。穴距 /mm：300播种深度 /mm：4060施肥深度 /mm：80110工作幅宽 /mm：120排种器形式：窝眼轮式排肥器形式：外槽轮式生产率 /hm h ：0.30.72-12 工作原理1 总体结构及主要技术指标该播种机工作时，波纹切茬圆盘先开出一道宽30mm 的 窄 沟 ， 然 后 紧 跟 着 剪 铲 式 开 沟 器 开 出 深80110mm（在所播种子的侧方 6cm，下方 34cm处）的肥沟；外槽轮排肥器将化肥排入输肥管落入开出的肥沟内。播种开沟器开出种沟后，水经主水箱、二级水箱、灌水器和输水管成穴灌入种沟。随后，种子箱内的种子靠自重进入旋转着的窝眼轮的型孔内；当经过刮种器时，型孔以

4、外多余的种子被刮刷，窝眼内的种子被窝眼轮带到护种区；当窝眼轮转到下方一定位置（排种口处）时，种子靠自重离开型孔，经导种管落入种沟内已经浇灌的土壤上，然后覆土镇压。2BMFS-3 型免耕施肥施水半精量播种机能够完成切草、开沟、施水、施肥、播种、覆土镇压等联合作业，能实现种肥侧向深层施入，一次能播种行玉米。其主要结构如图 1 所示。31109876541.波 纹 切 茬 圆 盘 2.悬 挂 架 3.机 架 4.覆 土 镇 压 装 置5.排 种 器 6.二 级 水 箱 及 灌 水 器 7.播 种 开 沟 器8.排 肥 器 9.施 肥 开 沟 器 10. 地 轮3 主要工作部件的设计3.1 水箱的设计

5、水箱是行走式灌水机械的重要部件。水箱容积过小，作业时要频繁地装水，有效工作时间缩短，生产率低；水箱容积过大，不仅造价提高，同时严重地影响了机组的动力性能、 稳定性能和操作性能。有关实验表明，玉米萌发最有利的土壤绝对含水量图 1 节 水 型 免 耕 播 种 机 结 构 示 意 图其技术性能指标如下：外形尺寸（长宽高） /mm：150016001200配套动力：泰山 25 拖拉机收 稿 日 期 ： 2007-04-18为 17%19%，这时从播种到出苗需要 6 天的时间。作 者 简 介 ：马 淑 英（ 1952- ）,男 ，河 北 遵 化 人 ，教 授 ，(E-mail)2chentian_。-

6、116 - 2008 年 1 月农 机 化 研 究第 1 期按此原则确定该播种机（ 3 行，行距为 =40cm，株窝眼轮线速度（ m/s）；lv1距为 =30cm；机组作业行驶速度=0.72m/s ）的灌株距（ m）。Slv2水量。经试验得穴播作物每株施水量=118cm ，即窝眼轮式排种器工作时，种子靠自重填入型孔内，当窝眼轮转速过高的时候，即窝眼轮线速度过高时，型孔的填充性能降低，容易造成空穴。窝眼轮的线速度较小时，充种系数较高，窝眼轮的线速q3m可满足玉米萌发条件。为此，根据现阶段农村多数地块的长度设计机组每行驶 1000m 加 1 次水，则：m ；所以，水箱总容积设计为 1.18m ，U

7、 = q L/l =1.183332m分成两个小水箱分别用支架安装在拖拉机两个后驱动轮上。度不大于 0.2m/s 。经计算分析，该机型窝眼轮的5型孔数为 4 时，可明显改善种子的填充性能。3.6 覆土镇压器的设计3.2 破茬开沟器的设计破茬开沟器利用波纹圆盘以一定的正压力沿地表滚动，切开根茬和土壤，同时实现破茬和开沟两种作业。其优点是工作部件沿地面滚动，通过能力强，切茬能力强，能够适应高速作业要求。3.3 排肥器的设计种子落入沟底，开沟器不能将种子覆盖严密且达到要求的覆土厚度， 因此需要用覆土器进行覆土，使其达到一定的覆盖深度，该机采用铲式覆土器。铲式覆土器主要由覆土铲和铲柄焊合而成。覆土器与

8、镇压轮架铰接，并用弹簧拉住，以防止作物残根堵塞而影响播种质量。铲式覆土器的工作情况是向前铲土，覆土能力较强，且有松土作用。根据玉米的 播 种 特 性 该 机 采 用 直 径 为 200mm ， 轮 缘 宽 度 为45mm 的圆锥分离轮作为镇压器。 分离轮工作时有相对运动而不宜粘土，不破坏覆土质量，适用于播深一致性要求较高的种子的镇压。该机覆土器与镇压器的配置为覆土器在前，镇压器在后，先覆土后镇压，它既能使种子与两侧湿土紧密接触，有利于种子发芽和保墒，又不致使上层土壤过于疏松而影响根系发育。覆土器与镇压器通过仿形装置与机架相连，以适应地面起伏，保持覆土深度的稳定，防止镇压器堵塞。通过调节弹簧的作

9、用力可以改变覆土器的覆土量和镇压轮的镇压力，以适应各种不同作物的要求。本机采用外槽轮排肥器。为了实现对肥料的穴施，对现有的外槽轮排种器进行改进，将槽轮的直径增大到 110mm，将槽轮的凹槽数量减小到4 个。3.4 施肥开沟器的设计根据施肥位置的要求采用新型箭铲式开沟器，它具有入土性能好、 工作阻力小、 制造工艺性简单、刚度强度好等特点，满足硬茬播种施肥的要求。但是，目前国内外整体式施肥开沟器还没有出现能够施肥到侧方 6cm、下方 3cm 的理想情况，大多数整体式开沟器的施肥位置参数都小于此数值。所以，选用种肥分置式开沟器，并注意到前置的施肥开沟器与后置的播种开沟器尽量拉开一定的距离。这样既不能

10、翻乱土层又避免干湿土壤严重掺混，使前边的施肥开沟器翻动的土层充分回流，可避免两个开沟器之间的堵塞。4 结论3.5 排种器的设计该机采用垂直圆柱型窝眼轮排种器。窝眼轮直径为 120mm，宽度为 40mm。窝眼轮排种器型孔的外形设计为半球形。为了使种子便于充满排种盒和刮种时减小种子损伤，型孔带有倒角。型孔的深度应节水型免耕施肥播种机集破茬开沟、施肥、行走式穴灌、穴播种、覆土、镇压等功能于一体，既可以实现硬茬播种、侧深施肥，满足种子发芽所需水分，为确保农业丰收奠定基础；又能实现节水灌溉（减少水分蒸发和避免漫灌造成的浪费） ，节约种子和肥料、减少机组进地次数、提高生产率和降低作业成本；还能实现保护性耕

11、作有利于农业的可持续发展。 因此，此类节水型免耕施肥半精量播种机，必定具有较高的推广价值和广阔的发展前景。与种子相适应，保证穴播时每穴粒数不超过2 粒。型孔的直径应不小于种子的长度，型孔的深度应大于种子厚度的 2 倍。窝眼轮上的型孔数越多，则窝眼轮线速度应越低，有利于改善型孔填充性能，但是型孔数量又受窝眼轮直径和型孔间隔距离的限制。窝眼轮型孔数由下式确定 ，即参 考文献 ：z41 董竹蔚,高克昌,石秀琴.2BM-2/3 型免耕播种机的研制 J.山西 农业科 学,1994,22(3):41-45.d v(1)z =mSv式中窝眼轮直径（ m）；2 杜 白 石 ,吕 新 民 .灌 水 播 种 机

12、设 计 中 几 个 问 题 的 研d播种机作业速度（ m/s）；究J.（下转第 131 页）vm- 117 - 2008 年 1 月农 机 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 页）农业工程

15、学报,1996,12(4):127-128.3 张 波 屏 .现 代 种 植 机 械 工 程 M. 北 京 :机 械 工 业 出版社 ,1997.4 桑正中.农业机械学M.北京:农业机械出版社 ,1988.5 北 京 农 业 机 械 化 学 院 .农 业 机 械 学 M. 北 京 :中 国农业出 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 页）使操纵省力并提高了操纵稳定性。该研究成果对于转向机构的设计具有指导意义和重要的应用价值。参考文献：2 韩 林 山 .机 械 优 化 设 计 M. 北 京 : 黄 河 水 利 出 版社,2003:30-31.3 冯 永 伟 .钱 瑞 明 .纯 滚 动 汽 车 转 向 机 构 设 计 J. 机械设计 与制造 工 程 ,2001(5):8-9.1 杨可桢.程光蕴.机械设计M. 北京:高等教育出版2004:23-24.Abstract ID: 1003-188X (2008)01-0118-EAOptimum