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第四章播种机械Seedingmachine机械工程学院1第一节概述第二节播种机的类型第三节排种器第四节开沟器第五节播种机的其他工作部件第六节播种机总体设计要点第四章播种机械Seedingmachine机械工程学院2一、播种方法二、播种机的设计要求三、种子特性和种子处理第一节概述机械工程学院3播种是农作物栽培的重要环节,必须选择适宜时间,并满足农学工艺要求,使作物苗齐苗壮,获得良好的生长条件,为未来的增产奠定了可靠的基础。播种机械化是农业机械化过程中最为复杂,也是最为艰巨的工作。播种机械所面对的播种方式、作物种类、品种等变化繁多,这就需要播种机械有较强的适应性和能满足不同种植要求的工作性能。播种机械化既能加快播种进度,又能提高播种质量,因而,成为了农田作业机械化的重要环节。第一节概述机械工程学院4一、播种方法

我国地域辽阔,作物生产的环境、条件、种植方式等多种多样,南北方有着明显的差异。北方表现为旱地作业,以向土壤中播入规定量的种子为主要种植手段,所用机具为播种机械,这样可充分利用土壤中的水分和温度使之出苗、生长,因此,适时地播种成为了关键。南方表现为水田作业,种植方式主要是幼苗移栽,所用机具为栽植机械或插秧机械。

机械工程学院5一、播种方法机械工程学院6一、播种方法机械工程学院7但是,近十几年来有些作物的种植方式发生了逆转,例如玉米、棉花出现了工厂化育苗,然后,直接进行移栽,且已证明在部分干旱缺水地区,能够替代播种机的作业。而世代以栽植为主要种植手段的水稻、地瓜等作物,由于种植技术的革新,出现了直播(水稻须进行种子催芽处理,地瓜须进行防腐处理),可大大简化生产过程,降低作业周期和生产成本。一、播种方法机械工程学院8一、播种方法机械工程学院9上述一些先进的种植手段由于技术、设备、条件、环境等因素的限制,有些尚处于小范围的试验阶段,真正用于现阶段农业生产的种植方式仍然是经典的和传统的,总结起来大致有以下几种方式:撒播、条播、穴播、精密播种、铺膜播种、免耕播种。一、播种方法机械工程学院101.撒播:将种子按要求的播量撒布于地表,再用其他工具覆土的播种方法,称为撒播。

撒播时种子分布不大均匀,且覆土性差,出苗率低。原本多用于人工播种,后来虽出现过一些撒播机,但现在已很少采用。用于大面积种草、植树造林的飞机撒播。优点:①播种速度快,播种均匀;

②可适时播种和改善播种质量。一、播种方法机械工程学院112.条播:按要求的行距、播深与播量将种子播成条行,然后进行覆土和镇压的方式,称为条播。

种子从排种器排出的形式为均匀的种子流,条播不计较种子的粒距,只注意一定长度区段内的粒数。条播时覆土深度一致,出苗整齐均匀,播种质量较好,条播的作物便于田间管理作业,应用很广,主要应用于谷物播种:小麦、谷子、高粱、油菜等。b一、播种方法机械工程学院123.穴播(点播):按规定行距、穴距、播深将种子定点投入种穴内的播种方式。这种播种方法可保证苗株在田间分布合理、间距均匀。某些作物如棉花、豆类等成簇播种,还可提高出苗能力。主要应用于中耕作物播种:玉米、棉花、花生等。与条播相比,节省种子、减少出苗后的间苗管理环节,充分利用水肥条件,提高种子的出苗率和作业效率。一、播种方法机械工程学院13一、播种方法t机械工程学院144.精密播种:按精确的粒数、间距(行距和粒距)与播深,将种子播入土中的播种方式,称为精密播种。是穴播的高级形式。精密播种可节省种子和减少间苗管理工作量,但是,要求种子具有较高的田间出苗率,并预防病虫害,以保证单位面积内有足够的植株数。t4×t①②方形播种一、播种方法机械工程学院155.铺膜播种:播种时,在种床表面铺上塑料薄膜,种子出苗后,幼苗长在膜外的播种方式。铺膜播种的两种方式:(a)先播下种子,再铺膜,待幼苗出土后,再由人工破膜放苗;(b)先铺上薄膜,再在膜上打孔,播下种子,种子幼苗在孔的位置处出土。铺膜播种有以下优点:①提高并保持地温②减少土壤水分蒸发③改善植株光照条件(避免暴晒)⑤可抑制杂草生长④改善土壤物理性状和肥力(风雨影响)一、播种方法机械工程学院16地膜栽培优点缺点:成本较高、消耗费力较多,技术要求也较高。薄膜厚度太低,作物收获后,残膜无法回收,污染环境,土壤变差。如果不回收,可降解薄膜价格高,农民购买率低。所以,目前主要用在花生、棉花、蔬菜等经济价值较高的作物栽培上。一、播种方法机械工程学院17

6.免耕播种:前茬作物收获后,土地不进行耕翻,让原有的秸秆、残茬或枯草覆盖地面,待下茬作物播种时,用特制的免耕播种机直接在前茬地表进行局部的松土播种;并在播种前或播种后喷洒除草剂和农药。

特点:

①可降低生产成本、减少能源消耗、减轻对土壤的压实和破坏;

②可减轻风蚀、水蚀和土壤水分的蒸发与流失(避免频繁耕种导致的土壤荒漠化);

③节约农时。一、播种方法机械工程学院18一、播种方法机械工程学院19㈠使用要求:

①能适应播种多种作物的种子,且均能调到所需的播种量;②开沟深度应能调整,且能保证调整后的位置;③更换种子时,种子箱应便于清扫。㈡农艺要求:

①保证作物的播种量;(提高出苗率)

②种子在田间的分布应均匀合理;(便于间苗管理作业)

③保证作物的行、株距要求;(利用生长,不遮光,不抢水肥)

④降低种子损伤率;(大豆小于1%,小麦小于0.5%)

⑤开沟、覆土深度应均匀一致;(一般谷物播深要求2~7cm)

⑥施肥量应能控制;(一般要求种肥分开,肥料施于种子的下层或侧面)二、播种机的设计要求机械工程学院20①排量稳定性指排种器的排种量的稳定程度。也用来评价条播机亩播量的稳定性。②各行排量一致性指播种机排种器排种的均匀程度和种子在种床上分布的均匀程度。指同一台播种机上各个排种器在相同条件下排种量的一致程度。③排种均匀性和播种均匀性④穴位数合格率对于普通的穴播来说,每穴的种子粒数以n土1或n土2粒为合格,n为每穴的种子粒数的预计值。㈢播种机的性能指标二、播种机的设计要求机械工程学院21指种子上面所覆土层厚度的稳定程度。⑤粒距合格率在单位精密播种时,以1.5t>粒距>0.5t为合格。式中t为平均粒距。如果行内种子间距≦0.5t,播种状态即为重播,如果行内种子间距﹥1.5t,播种状态即为漏播。⑥播深稳定性⑦种子破损率经排种器排种后,可察觉的受到机械损伤的种子量占排出种子量的百分比。二、播种机的设计要求机械工程学院22㈠种子特性

与播种机有关的种子特性主要有:(1)种子的几何尺寸和形状

一般以长、宽、厚三个尺寸来表示。它是决定排种器结构的主要参数,特别是与精密排种部件的型孔尺寸密切相关。各种作物籽粒的形体差别很大,例如豌豆、油菜等为球体;瓜类、芝麻为扁平体;麦类为椭圆体;棉花籽为绒球体。种子尺寸三、种子特性和种子处理种子的物理机械特性是设计播种机,特别是设计排种部件和种箱的基本依据。在播种机的试验、调整及使用中,也会用到种子的有关特性。机械工程学院23(2)体积密度:即单位容积内种子的质量。利用体积密度,可以根据播种量计算出种箱的容积。Kg/m3(3)千粒重:即按照规定水分含量的1000粒种子的质量。在设计和使用中,经常用来换算播种量和单位面积粒数。

(4)种子的摩擦特性:可用种子的自然休止角α表示。种子的自然休止角决定种箱结构形式和排种器中种子的喂入情况。三、种子特性和种子处理机械工程学院24三、种子特性和种子处理(5)种子的流动性:以种子可以自由流动的最小孔口的横截面积及其流速表示。如果种子能通过的孔口越小,即能达到的流速越高,则种子的流动性越好。种子的流动性与其尺寸、形状和表面状态等因素有关。(6)种子的悬浮速度:

种子的悬浮速度与气力式排种器的设计密切相关。机械工程学院25为使种子适合于精密播种或提高排种均匀性,常对种子进行处理,使种子的表面和颗粒体具有一致的尺寸和形状。步骤:①种子分级;②丸粒化处理:(10%福美双-烯唑醇悬浮种衣剂)

对形状不规则小粒种子进行丸粒化处理,即用惰性物质将每粒种子包起来,使种子单体变大并呈球状,丸粒化种子经分级后尺寸均一,故其更易被精密排种器单粒选取。包被材料必须有足够强度,经得住处理和运输,并应疏松多孔以保证种子的呼吸。(二)种子处理三、种子特性和种子处理机械工程学院26一、按播种方式划分二、按机械结构及作业特征划分三、播种机的基本构造主要是谷物播种机、中耕作物播种机两大类。中耕作物:植株高大,需水、阳光充足,生长过程中需要除草、松土、施肥的作物。如玉米、棉花、大豆、高粱等。第二节播种机的类型机械工程学院27一、按播种方式划分撒播机:特点:大面积、播种要求不严格,速度快。如草籽、林木播种。机械工程学院28谷物条播机特点:一次性地完成开沟、均匀条形播种及覆土等作业过程。1、传动机构2、排种器3、排肥器4、输种管5、播深调节机构6、覆土器7、开沟器8、行走轮9、机架一、按播种方式划分机械工程学院29点(穴)播机特点:实现单粒的成穴和播种,多用于大豆、玉米、棉花等作物。一、按播种方式划分机械工程学院30二、按机械结构及作业特征划分1、主横梁2、扶手3、种子筒及排种器4、踏板5、镇压轮6、覆土板7、成穴器8、开沟器9、行走轮10、传动链11、四杆仿行机构12、下悬挂点13、划行器架14、上悬挂架机械工程学院31联合播种机特点:一次性地完成整地、平畦、铺膜、播种、施肥、喷药等多项作业。二、按机械结构及作业特征划分机械工程学院32联合播种机二、按机械结构及作业特征划分机械工程学院33铺膜播种机特点:1、减少水分蒸发2、提高地温3、减轻侵蚀4、改善土壤环境5、抑制杂草,减少病虫危害。二、按机械结构及作业特征划分机械工程学院34出苗后需要人工破口或机械打孔二、按机械结构及作业特征划分机械工程学院35免耕播种机二、按机械结构及作业特征划分机械工程学院36种肥箱排种器机架行走轮传动装置开沟器覆土器镇压轮三、播种机的基本构造播种机类型很多,结构形式不尽相同,但其基本构成是相同的。如图所示:机械工程学院37三、播种机的基本构造机械工程学院38机架、传动装置、种肥箱、排种器、排肥器、行走装置、开沟器、覆土器、镇压轮等。其中,排种器是播种机的核心工作部件,开沟器则是播种机的重要辅助部件。因此,本章的重点讲述排种器的结构、类型、基本理论和开沟器等。三、播种机的基本构造机械工程学院39第三节排种器对于任何一种播种机来说,核心就是排种器,它决定播种机工作质量和工作性能优劣的重要因素,播种机能否满足农业技术的要求或满足程度如何,在很大程度上主要取决于排种器的工作状况。排种器可谓播种机的心脏,通常配置在种箱的底部或侧壁式箱内。☆排种器的工艺实质:通过排种器对种子的作用,将种子由“群体”化为“个体”、化为均匀的种子流或连续的单粒种子。机械工程学院40一、排种器的农业技术要求二、排种器的类型三、外槽轮式排种器四、型孔式排种器五、气力式排种器第三节排种器机械工程学院41

1、播种量稳定可靠、排种均匀;

2、不损伤种子;

3、通用性好;

4、播种量调整范围大;

5、调整方便可靠、不堵塞。一、排种器的农艺技术要求机械工程学院42条播排种器:外槽轮式、磨盘式、离心式、气力式;穴(点)播排种器:型孔盘式、型孔轮式、气力式。在上述这些类型的排种器中,以外槽轮式排种器和水平圆盘式排种器最具有代表性,其他类型的排种器大多是在上述排种器的基础上的演进产物,我们授课的重点将放在外槽轮式排种器和水平圆盘式排种器上。二、排种器的类型由于播种要求、作物种类(品种)、作业区经济水平和技术水平等存在较大的差异,目前使用的排种器种类繁多,主要是按照播种方法进行分类的。目前,常用的排种器总共分为二大类:机械工程学院43搅拌式排种器(手动播种机使用)二、排种器的类型机械工程学院44回转搅拌式排种器二、排种器的类型机械工程学院45星轮式排种器二、排种器的类型机械工程学院46二、排种器的类型机械工程学院47二、排种器的类型机械工程学院48二、排种器的类型机械工程学院49二、排种器的类型机械工程学院50二、排种器的类型机械工程学院51二、排种器的类型机械工程学院52二、排种器的类型机械工程学院53二、排种器的类型机械工程学院54该排种器结构简单,工作可靠,具有良好的通用性,故应用广泛。

(一)种子流在排种器内的运动过程种箱内的种子在重力作用下经箱底排种孔进入排种器内。一部分种子充满槽轮凹槽;另一部分沿排种杯与槽轮间的通道继续“往下流动”。排种杯内种子流的通道断面逐渐缩小。播种机工作时,槽轮转动,凹槽中种子即被强制排出排种杯外;凹槽外的一层种子因摩擦力作用也被带动(称“带动层”),在带动层外,则是不流动的“静止层”,带动层内的种子速度不等,位于槽轮周围界面上的种子速度最大,但仍低于槽轮速度。距槽轮中心愈远,速度愈小,直至为零。其变化规律如图中mn所示。三、外槽轮式排种器机械工程学院55带动层曲线

mn.带动层速度变化曲线

abc.带动层边界曲线

C0.带动层厚度外槽轮式排种器1.排种杯2.阻塞轮3.挡圈4.清种方轴5.弹簧6.排种舌7.排种轴8.外槽轮因此,种子流在排种器内的运动共有三种形式:

自流运动,强制运动和带动运动。三、外槽轮式排种器机械工程学院56三、外槽轮式排种器机械工程学院57(二〕总排种量和带动层排种量的计算

在设计排种器时,首先,应根据农业技术要求提出的播种量和行距进行排种器每转“应该”排出的种子量的计算;然后,再根据排种器内部的种子流运动特性和排种器的结构参数确定排种器每转“能够”排出的种子量,然后将两者联系起来得出关系式,此式便是排种器主要参数选择的依据。

1.根据农艺要求排种器每转“应该”排出的种子量由下式计算:式中:D——地轮直径(m)b——行距(m)

Q——亩播量(kg/are)δ——滑移系数

i——传动比三、外槽轮式排种器机械工程学院582.排种器每转“能够”排出的种子量为:式中ql,q2——排种器每转的强制层和带动层的排量(g);

d——槽轮直径(cm);L——槽轮工作长度(cm);

γ——种子容重(g/cm3);α——种子对凹槽充满系数;

f——每个凹槽的断面积(cm2);t——槽的节距(cm);

c0——带动层的特性系数或计算厚度(cm)。三、外槽轮式排种器机械工程学院59为保证外槽轮式排种器满足农艺要求,应使Q0=Q1即:上式为外槽轮式排种器的基本计算公式。三、外槽轮式排种器机械工程学院60(三)外槽轮式排种器的主要参数选择外槽轮式排种器的主要参数有槽轮直径d、工作长度L、齿槽数Z、齿槽断面形状及槽轮转速n等。(1)槽轮直径d

槽轮直径越大,则每一转的排种量越大,排种能力越强。当小粒种子的播量较小时,如果槽轮直径过大,则必须相应地减小槽轮工作长度或降低转速——这样会使排种的均匀度降低,有时甚至无法满足小播量的要求;当播种大粒种子时,如果槽轮直径过小,则必须相应地增大槽轮转速——这样会使种子的损伤率增加。

麦类d=40~51mm

小粒种子(油菜)d=24~28mm三、外槽轮式排种器机械工程学院61定义:槽轮在排种盒内的伸出长度。槽轮最大工作长度可根据条播机最大设计亩播量并参照槽轮最高转速来确定。槽轮实际工作长度必须保证种子能正常流动。(2)槽轮工作长度L☆需要特别注意的是:Lmin≥(1.52~2)种子长度由试验可知,当L<1.52种子长度时,则种子流动不畅,容易局部架空,影响排种均匀性;且排种过程,其破碎率会急剧上升。一般L=30~50mm。三、外槽轮式排种器机械工程学院62(3)齿槽数Z及齿槽断面形状槽数太多,使种子损伤率增加;槽数太少,会减少带动层厚度,并降低排种均匀性。常用外槽轮为10齿或12齿。

凹槽断面常为圆弧形,槽弧半径为5.5~8毫米。播大粒种子时,可适当增大槽弧半径,但不要过大地增加凹槽深度。在以播小粒种子为主的排种器上,可增加凹槽数,减小凹槽断面尺寸。三、外槽轮式排种器机械工程学院63(4)槽轮转速n

转速过高,会增大种子损伤率;转速过低,排种不均匀。一般外槽轮的转速为8—50转/分,最大不超过100转/分。(5)槽轮排种能力外槽轮式排种器的最大排种能力应≧农业技术要求的最大亩播量,可用下式计算D——地轮直径;b——行距;Q——亩播量;δ——滑移系数;i——传动比三、外槽轮式排种器机械工程学院64(四)外槽轮式排种器的优缺点⑴通用性好

能播各种粒型的光滑种子如麦类、高粱、豆类、玉米、粟类和油菜等。但以播麦类、高梁等粒型的种子效果最好。

⑵播种量稳定

对于中等粒型种子(如麦类、高梁等)能作到强制排种,播种量稳定。不会受到地面不平度、机器前进速度及种子箱充满程度等因素的影响。但是,对大粒种子损伤率稍高;对小粒种子,播种量稳定性较差。三、外槽轮式排种器机械工程学院65(3)各行一致性好

提高制造和安装精度可提高各行一致性。各行播量一致性较好,但是,种子在行内分布有脉动现象,均匀性较差。

(4)经济性好

外槽轮排种器构造简单、容易制造,成本低,调节方便,使用可靠,通用性广。从经济和实用方面来评价,都是一种较好的排种器。(5)排种均匀性较差

外槽轮排种时,槽轮转到凹槽处排出的种子较多,齿脊处排出的种子较少,种子流呈脉动现象,影响了均匀度。这是外槽轮排种器的基本缺陷。三、外槽轮式排种器机械工程学院齿脊处凹槽处66四、型孔式排种器(一)分类型孔式排种器按其结构特点可分为圆盘式、型孔轮式和型孔带式三种。1.水平圆盘式

2.倾斜圆盘式

3.型孔轮式(二)种子的充填(三)清种(四)护种(五)投种(六)影响工作质量的因素机械工程学院工作过程671.水平圆盘式其主要工作部件是一个位于种子筒底部的水平排种圆盘,盘的周边有根据种子粒型制成的型孔,圆盘回转时,将充入型孔内的种子带到排种口排出,播入土中。在排种盘上方装有清种器及推种器,清种器将型孔上的多余种子刮去,推种器将型孔内的种子推出落入排种口,以防型孔堵塞。四、型孔式排种器机械工程学院682BZ—4(6)中耕作物播种机的水平圆盘式排种器

1.种子筒2.推种器3.水平圆盘4.下种口5.种子筒底座6.排种立轴

7.水平排种轴8.大锥齿轮9.小锥齿轮10.支架11.万向节轴四、型孔式排种器机械工程学院69优缺点:

⑴构造简单,工作可靠,当工作速度较小时,工作质量良好;

⑵可换装棉花排种器,还可换装磨纹式排种器用以条播中耕作物,扩大了播种机的用途;

⑶对高速播种的适应性较差;⑷在单粒精密播种时,对种子尺寸要求很严,种子必须严格须按尺寸分级,增加了播前作业工序;

⑸要按照各种种子的不同尺寸配用相应的排种盘,增加了备用件的制造、选配、使用及保养的复杂性;

⑹投种高度大,且种子在沟底弹跳大,会影响株距合格率。四、型孔式排种器机械工程学院702.倾斜圆盘式倾斜圆盘式排种器:圆盘相对地面倾斜安装,排种口在圆盘的最低点,充种区大,投种高度低,但是,传动装置较为复杂。H种子箱倾斜圆盘传动装置开沟器地轮四、型孔式排种器机械工程学院71在排种盘上面有一个充种盘,全部倾斜配置。工作时,种子靠自重侧向进入充种盘的型孔内,随着充种盘一起旋转,并在被带到上部的过程中,靠自重或毛刷作用清除多余种子。型孔内的种子转到“上隔板的缺口部位”时,种子靠自重或投种器的作用,落入与充种盘“同步旋转”的排种盘的型孔内,并随排种盘转到排种器的最下方,通过排种口落到种沟。四、型孔式排种器机械工程学院72特点:排种由充种、排种两个过程完成,投种高度低,有利于提高株距均匀性。倾斜配置的排种器提高了充种盘型孔侧向填充能力和自然清种能力,伤种率低。四、型孔式排种器机械工程学院73排种器的工作部件是一个装在种子箱底部、处于铅垂位置绕水平轴旋转的窝眼轮,窝眼轮的外缘,开有一排整齐的窝眼(据种子大小)。窝眼轮转动时,种子靠自重滚入窝内,经刮种板刮去多余的种子后,窝眼内种子随窝眼沿护种板转到下方,靠自重下落或由推种器投入种沟。

3.型孔轮式型孔轮式排种器

1.种子箱2.种子3.刮种板4.护种板5.型孔轮四、型孔式排种器机械工程学院种子74H种子箱排种器地轮开沟器特点:这种排种器投种高度小,窝眼轮向后的分速度可部分抵消机器前进速度,降低种子到达沟底时绝对速度的水平分速,减小种子在沟底的弹跳和滚动。传动比较简单,但是,充种性能差(因离心力对充种起反作用)。四、型孔式排种器机械工程学院75型孔带式排种器1.主动轮2.刷种轮3.排种室4.进种口5.阻种片弹簧支臂

6.型孔带7.橡胶阻种片8.护种底板9.调节闸门四、型孔式排种器机械工程学院76当种子箱内有种子存在时,由于种子重力的作用,种子会自动地充填到运动着的型孔中去。但是,想要达到满意的充填性能,则需考虑以下影响因素:(二)种子的充填1、型孔的形状和尺寸2、排种盘的线速度Vp3、排种盘直径D及型孔数m四、型孔式排种器机械工程学院771.型孔的形状和尺寸型孔的形状和尺寸是根据所播种子的形状、尺寸、表面状态和所要求的穴粒数而设计的。周边型型孔有圆弧形和长槽形,圆弧形较适于播圆粒种子,而长槽形适应性好,应用广泛。1.整圆形2.圆弧形3.长槽形(高边、低边)四、型孔式排种器机械工程学院784.圆柱形5.圆锥形窝眼6.圆弧型窝眼窝眼轮式排种器的窝眼有圆柱形、圆锥形和圆弧形。四、型孔式排种器机械工程学院79型孔内种子的充填方式

a.平躺一粒b.侧卧一粒c.平躺两粒竖立一粒四、型孔式排种器机械工程学院80排种盘的线速度Vp对型孔的充种性能影响很大,速度过高,种子可能来不及进入型孔,造成漏播。2.排种盘的线速度Vp四、型孔式排种器机械工程学院81

由于Vp与排种盘直径D成正比,与排种盘上型孔数m成反比。故增加m、减小D可降低Vp

,但是,这样会使充种路程缩短,对充种不利,同时也缩短了型孔间的间隔,间隔太小,将影响每个种穴之间种子分离的准确性。排种盘直径通常为180~240mm。3.排种盘直径D及型孔数m四、型孔式排种器机械工程学院82当型孔通过种子层时,在一个型孔中可能充入多余的种子,用清种器(刮种板)将其清去,才能保证精量播种。(三)清种刚性清种板弹性清种轮橡胶刮种片四、型孔式排种器机械工程学院83气流清种器四、型孔式排种器机械工程学院84作用:为了保证充入型孔内的种子在向投种口运动的过程中不从型孔中掉出,使它到达投种口准确投种。型孔轮式排种器

1.种子箱2.种子3.刮种板4.护种板5.型孔轮(四)护种四、型孔式排种器机械工程学院85充满种子的型孔运动到投种口时,应将种子及时投出,否则种子在田间的分布将受到影响,因此,在有些排种器上设有投种器进行投种。

1.投种高度:指种子从排种器或成穴器的投种口到种子沟底的距离。

投种高度越大,种子下落经历的路程就越长,所受的干扰就越多,易引起种子落点不准不稳。(五)投种四、型孔式排种器机械工程学院86

2.投种时种子下落的速度及其方向。vg

。另外投种器有时还给种子以垂直下落的初速度。这些速度合成种子落下时的绝对速度vs

。当vp的水平分速度与vm大小相等,且方向相反时,vs将垂直向下,即种子沿水平方向的速度为零。这时种子的落点精度较高。这就是所谓的“零速投种”。如图,种子脱离投种口时所具有的速度包括种子随机器前进的速度vm和种子随排种轮旋转的线速度vp以及种子按自由落体下落的速度四、型孔式排种器机械工程学院87投种器

a.舌式b.星轮式c.推片式d.斜面式四、型孔式排种器机械工程学院88(六)影响排种器工作质量的因素用机械方式进行精量播种的排种器大多数属于型孔式排种器,穴播及精密播种对播种质量的要求比较高,影响工作质量的主要因素有:1.排种器每次排种粒数它取决于排种器的结构和运动参数。排种粒数的误差在穴播时,将影响每个种穴种子粒数合格率;在精密播种时,将产生漏播和重播;2.种子在投种过程中所受的干扰它影响株距或穴距合格率,并使种穴内种子分散。(例如:导种管壁的碰撞和风吹等)。四、型孔式排种器机械工程学院893.投种高度4.种子在机器前进方向的绝对水平分速度随着高速播种的发展,绝对水平分速度越来越大,成为影响播种质量的重要因素。减少绝对水平分速度,同时,还必须相应地降低投种高度,否则会增加种子在导种管内的碰撞。5.开沟器结构形状、覆土器、镇压轮等也会影响播种质量。四、型孔式排种器机械工程学院90气吸式排种器

1.真空室2.吸气管3.刮种板

4.排种盘5.种子室气吸式排种装置是利空气真空度产生的吸力工作的。它的主要工作部件是一个带有吸孔的竖直排种圆盘。排种盘的背面有真空室。真空室与风机吸风口相连接,使真空室内存在负压。排种盘的另一面是种子室。五、气力式排种器(一)气吸式排种器机械工程学院91当排种盘回转时,在真空室负压作用下,种子被吸附于吸孔上,并随排种盘一起转动。当种子转出真空室后,不再承受负压,就靠自重或在推种器作用下落到种沟内。刮种板的作用:除去吸孔上多余的种子,其位置可调整。排种盘可以更换,以改变吸孔大小和盘上吸孔数,使之适应于各种种子尺寸形状和株距。五、气力式排种器机械工程学院气吸式排种器

1.真空室2.吸气管3.刮种板

4.排种盘5.种子室92

气吸式排种器的优点:对种子尺寸要求不严格、通用性好,用吸孔吸种可提高播种机作业速度。缺点:回转的排种盘与不动的真空室配合,空气密闭性要求高,结构较复杂,且容易磨损,刮种板的调整也比较麻烦。五、气力式排种器机械工程学院气吸式排种器

1.真空室2.吸气管3.刮种板

4.排种盘5.种子室93气流清种原理是当充满种子的型孔通过气流喷嘴时,气流通过锥形型孔、型孔底部的小孔进入型孔轮内腔再排入大气。因气流通过种子与小孔的缝隙时速度较高,形成压差,因而使一粒种子贴紧在锥形型孔的底部,多余的种子则被喷嘴喷出的高速气流吹出型孔。充有一粒种子的型孔进入护种器后,卸压,靠重力或用推种板将种子推出型孔,排入种沟。(二)气吹式排种器五、气力式排种器机械工程学院气吹式排种器

1.护种器2.型孔3.型孔轮4.气流喷嘴5.种子箱

6.种子通道7.开沟器8.推种板94气吹式排种器的特点是:

1.型孔为圆锥形,容积较大,因而充种性能好。

2.对种子形状和尺寸要求不很严格,不分级的种子也可使用。

3.改变作物种类靠更换型孔轮并相应地改变气压;调整株距则靠改变传动比。气吹式排种器

1.护种板2.型孔3.型孔轮4.气流喷嘴5.种子箱

6.种子通道7.开沟器8.推种板五、气力式排种器机械工程学院95一、设计要求二、开沟器的种类㈠转动式开沟器㈡移动式开沟器第四节开沟器机械工程学院96功用:在播种时开出种沟、将种子导入沟底并用湿土覆盖。农艺技术要求:

1.开出的种沟深浅一致,沟底松软平整,开沟平直,同时不乱土层,能达到农艺要求的苗幅宽度;

2.导种入土后,对条播要求分布均匀,对穴播要求落粒位置准确;

3.覆土时,应使细湿土层紧靠种子,且应使种子全部覆盖,覆土深度一致,覆土后地表平整;

4.具有良好的入土性能,工作可靠,不易被杂草和湿土堵塞;

5.工作阻力尽可能小。一、设计要求机械工程学院97开沟器移动式转动式锐角式钝角式双圆盘变深式单圆盘二、开沟器的种类国产条播机多采用双圆盘开沟器,畜力及小型机力播种机用锄铲式开沟器,中耕作物播种机大多用滑刀式开沟器,芯铧式开沟器则主要用于东北垄作地区。滑刀式开沟器锄铲式开沟器芯铧式开沟器机械工程学院98㈠转动式开沟器

1.双圆盘开沟器

2.单圆盘开沟器

3.变深式开沟器㈡移动式开沟器

1.锄铲式开沟器

2.芯铧式开沟器

3.滑刀式开沟器二、开沟器的种类机械工程学院99其工作部件是两个相互倾斜对称形成φ(约等于15°)的平面圆盘。工作时在土壤反力作用下各自绕自己的轴线旋转。双圆盘开沟器靠自身重量和弹簧压力入土,两个平面圆盘将土壤向两侧推挤而形成种沟。导种板将种子导入沟底。1.双圆盘开沟器二、开沟器的种类机械工程学院100

⑵双圆盘式开沟器的主要参数①圆盘直径DD不宜过大,否则结构庞大,增大重量,D过小则会转动不灵和塞土。一般条播机上D为350mm。②聚点m的位置(两个圆盘的交点)以φ角表示,m点过高,地表干土会从m点上面进入两圆盘之间,且影响播深一致;m点过低,则沟中凸尖太高,会影响播种质量。二、开沟器的种类机械工程学院mφ101③开沟宽度b③圆盘夹角φφ角大,则开沟宽,但工作阻力增大,且沟中凸尖增大,φ角小,则开沟宽度小,工作阻力小,但φ过小,双圆盘间无法容纳输种管。⑶优缺点圆盘转动时能切破土块、切断杂草和残茬,对土壤适应能力较强,工作可靠,不搅乱土层,不易粘土和堵塞。缺点:重量大,造价高,开沟阻力大。二、开沟器的种类机械工程学院102工作部件是一个球面圆盘,圆盘偏角为3°~8°

。在圆盘凸面一侧,有输种管将种子导入沟内。球面圆盘曲率半径通常为650mm,圆盘直径为350mm。⒉单圆盘开沟器特点:

重量较双圆盘开沟器轻,入土能力强,对整地不良、潮湿土壤的适应性好,使用调整也方便。但是,开沟深度一致性差,开沟时上、下土层搅混,不利蓄水保墒,存在干土覆盖种子现象,不利种子发芽。国产条播机上应用很少。二、开沟器的种类机械工程学院103开沟器的滚轮所开的沟,沟底呈阶梯状。在每一梯段内,沟底由浅入深,逐渐改变。这种开沟器用于播种棉花,有较好的效果。因棉花的出苗率与播种深度和土壤水分的关系很大,浅播后不下雨或深播后雨多,均会严重影响出苗率。采用这种开沟器在一个梯段内播2~3粒种子,有深有浅,总有一粒会出苗的。变深式开沟器⒊变深式开沟器二、开沟器的种类机械工程学院104锄铲式开沟器结构简单,重量轻,开沟阻力小,且入土能力强,价格低廉,但是,开沟时容易挂草,会将下层湿土上翻,与上层干土相互混合,不利保墒,影响种子发芽。且不具备破碎大土块的能力。速度高时播深不稳定,适于在整地良好、地表杂物少且播种时土壤墒情好的地区选用。在机械化播种机上已很少采用。(工作时,主要靠自身重量、配重和牵引力入土)。

4.锄铲式开沟器锄铲式开沟器1.拉杆2.开沟器体3.铲尖二、开沟器的种类机械工程学院105工作时先由芯铧入土开沟,两个侧板将土壤挡在两边,种子由输种管经散种板落于沟底,然后土壤由侧板后部落回沟内,覆盖种子。

主要参数有:

开沟宽度B、高度h、入土角α、切土角2γ。

一般B=12~18cm、h=8~14cm(h应大于最大开沟深度)、α=15~25°、2γ=60~75°

阻力:R=200~800N/个。

芯铧曲面为圆锥面,曲面形状应保证土壤侧向推移、防止塞土。其沟底平整,适于东北垄作地区,但是,工作阻力较大。芯铧式开沟器

1.芯铧2.侧板3.分种器

4.输种管5.开沟器柄5.芯铧式开沟器二、开沟器的种类机械工程学院106滑刀式开沟器滑刀式开沟器是靠挤压入土开沟的,不会翻乱土层,沟型整洁,且开沟宽度较窄,使种子的横向分布限制在很小的范围内,有利于机械化中耕。其缺点是沟底被压实,不利于作物根系的生长。6.滑刀式开沟器开沟部分以钝角入土,工作时滑刀在竖直方向切土,刀后的两个侧板向两侧挤压土壤,得到所需的种沟,种子从两侧板之间落入沟底,两侧板后面的斜边能够保证湿土先落入沟内,覆盖种子。开沟深度:a=5~10cm,平均阻力R=200~400N/个。二、开沟器的种类机械工程学院107一、输种管/导种管二、覆土器三、镇压轮四、划印器/划行器第五节播种机的其他工作部件机械工程学院108功用:将排种器排出的种子导入种沟器或种沟。农业技术要求:对种子流干扰小;足够的伸缩性并能随意弯曲以适应开沟器升降、地面仿形和行距调整。在条播机上,排种器排出的均匀种子流因导种管的阻滞,而导致播种均匀性变差。在精密播种机上,导种管作为种子通道往往是影响株距合格率的主要因素。导种管可采用金属、橡胶或塑料制成,都具有一定的伸缩性。金属蛇形管对种子下落的阻碍较小,但是,成本较高,重量较大。目前以使用塑料管最为普遍。各种导种管的形状如图。一、输(导)种管机械工程学院109开沟器只能使少量湿土覆盖种子,不能满足覆土厚度要求,通常还需要在开沟器后面安装覆土器。覆土器农业技术要求:覆土深度一致,在覆土时不改变种子在种沟内的位置。链环式、弹齿式、爪盘式为全幅覆盖,常用于行距较窄的条播机。圆盘式和刮板式覆土器,则用于行距较宽、所需覆土量大、要求覆土严密的中耕作物播种机。二、覆土器机械工程学院110功用:压紧土壤,使种子与湿土严密接触。压强要求3-5N/cm2,压紧后的土壤容重一般为0.8-1.2g/cm3

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