导苗管式移栽机在移栽烟苗中的应用

导苗管式移栽机在移栽烟苗中的应用

0导苗管式移栽机稻草是以种子和幼苗为主的植物，主要分布在中国西南部、华南、四川盆地、黄淮海和东北20多个省（区）。烤烟的移栽工作是育苗工作的结束、大田栽培的开始,所以是烤烟生产中的重要环节。提高移栽质量,确保大田移栽和烟苗及早成活还苗,是烤烟种植的中心任务。人工移栽烟苗的劳动效率很低,约0.02hm2/人·d,且存在劳动强度大、移栽质量差等问题。采用机械化移栽效率约0.83hm2/人·d,实现从育苗到移栽的机械化作业,不仅可以提高烟草幼苗的质量,降低育苗成本,还能提高经济效益。因此,实现我国烟草移栽机械化已成为农业生产的迫切需要。导苗管式移栽机与链夹式、钳夹式和吊篮式移栽机相比,其优点是秧苗在导苗管中的运动为自由下落,非强制性的,因此不容易伤苗。秧苗靠重力落到苗沟中,在调整导苗管倾角和增加扶苗装置的情况下,可以保证较好的钵苗直立度、株距均匀性和移栽深度稳定性。另外,导苗管式移栽机的喂入器是由水平转动的多个喂入筒构成,人工喂苗时的喂入速度可以提高,喂入频率可达60~70株/min,比链夹式移栽机的人工喂入速度提高30%~50%,但是这种移栽机的结构较复杂。本文主要对影响烟苗移栽直立度和株距稳定性的因素进行了分析,并对喂苗、投苗和栽苗阶段的烟苗运动轨迹进行了分析,探讨如何提高导苗管式移栽机的烟苗移栽质量。1烟草移植技术的特点和农业要求1.1移栽烟苗的质量要求烤烟的机械移栽过程主要包括开沟、投苗入沟、覆土和压实等工序。为了提高烟苗的成活率,对烟苗移栽机通常有以下的要求:一是移栽烟苗根系的移栽深度应一致,并保持直散状态,避免前后弯曲;二是移栽烟苗的行距和株距应均匀一致,地面上的烟苗保持直立状态,前后倾斜不应超过45°;三是移栽时覆土质量和压实程度应满足烤烟种植的农艺要求,不能将根部裸露在地表上;四是移栽时应避免机械损伤烟苗,防止夹伤或压伤烟苗;五是整个移栽过程不宜持续时间过长。1.2漂浮育苗工厂的建立目前,烟苗的工厂化大规模育苗多使用漂浮育苗技术。采用这种技术所长出的烟苗在移栽时是裸苗移栽,即移栽时从育苗盘中取出,根系上带有一定的培养基质,直接放入移栽机的喂苗筒内。由于烤烟的漂浮育苗技术已经较为成熟,发展了大量的育苗专业户或育苗工厂。经过集约式育苗工厂的漂浮育苗,烟苗健壮、整齐、根系发达,移在到大田后烟株的还苗快、成活率高。烟苗的高度一般为15~20cm,根系长度一般为4~6cm,烟苗形状如图1所示。2地轮整地栽植导苗管式移栽机的结构简图如图2所示。这种移栽机的动力由拖拉机三点悬挂式带动。工作时,首先由机器前方的开沟器在垄顶开沟,开沟的同时肥料通过肥料导管从料箱中定量的滑落到苗沟中,由此完成开沟和施肥;地轮在拖拉机的牵引下转动,带动主从动链轮,在凸轮的作用下实现间歇动作。移栽过程是由坐在移栽机上的操作人员将烟苗放入喂苗筒,当喂苗筒转动到导苗管上方时,在凸轮的作用下喂苗筒下方的活门打开,烟苗靠重力下落到导苗管内,通过倾斜的导苗管将烟苗引入到开沟器开出的苗沟内,推苗板由四杆机构带动,在推苗过程中平行移动,保持秧苗直立,然后覆土轮进行覆土和镇压,完成栽植过程。有些移栽机还带有浇水功能,即在凸轮作用下完成一次栽苗就浇一次水。3影响烟苗移植质量的因素3.1评价角度来设计烟苗直立度是指烟苗在移栽到大田之后的直立状态,是评价移栽机移栽质量的重要参数之一,用烟苗茎秆与地面的夹角来评价。一般来说,大于45o为合格,大于等于70o为优良,而导苗管机构的设计、工作时的行进速度和土壤的粘度等因素直接影响到烟苗的直立度。为研究烟苗直立度的影响因素,现对烟苗在移栽过程的运动轨迹进行分析,烟苗的运动轨迹是由移栽机构的设计和移栽机行进速度等因素决定的,不同的移栽阶段有不同的运动轨迹。3.1.1自动喂苗技术裸苗移栽的烟苗生长在漂浮育苗盘中,移栽时的技术难点是分苗困难,喂苗这一工序不容易实现自动化。因此,目前国内外都采用人工喂苗的半自动方式移栽。烟苗在这喂苗过程的运动可以看作是一个自由落体的运动,烟苗根部会与喂苗筒底部碰撞,这一距离较短,所以影响不大。然后,烟苗在喂苗筒中会做平面的转动,在这一过程中烟苗将转动到导苗管管口的上方。3.1.2有导苗管烟苗运动轨迹烟苗在从喂苗筒落入苗沟中的运动,可以看作是沿做匀速直线运动的斜坡自由下落的运动。在此过程中,如果没有导苗管的存在,烟苗的运动轨迹可看作是平抛运动(如图3(a)所示);有导苗管时,烟苗将沿着导苗管下滑到苗沟中。假设导苗管与水平地面的前进方向的夹角是θ,因为θ一般都大于75°,而且烟苗与导苗管的接触面积较小,所以忽略烟苗与导苗管之间的摩擦力,那么烟苗质心K点的运动轨迹为式中vx—移栽机的运行速度。3.1.3推苗机构的工作过程烟苗经过导苗管,投入到开沟器开后的苗沟中,投苗瞬间烟苗的根部与地面接触,烟苗的顺势速度减到0。烟苗的上部会有一定的惯性,沿移栽机运行的速度方向倾倒,并且烟苗在投入到苗沟的瞬间,自身的倾斜角度是和导苗管与地面的倾角一致的。所以,为避免烟苗倾斜过大影响烟苗的直立度,大多数导苗管式移栽机都设置有推苗装置,用以扶正秧苗。推苗机构的工作过程如图4所示。移栽机上的从动链轮通过链齿轮带动平行四连杆机构的曲柄转动,曲柄通过连杆推动平行四连杆做往复运动。3.2地轮滑动时株距的确定导苗管式移栽机多采用链条传动,以地轮为驱动轮,通过链条带动移栽机构工作。移栽质量的影响因素主要有地轮的滑移系数、喂苗筒的数量、链条运动误差以及人工投苗失误等。移栽机工作时,地轮走过的距离应等于所移栽烟苗株数的乘积,再考虑打滑系数,则式中D—地轮直径(mm);δ—地轮滑移系数;C—喂苗筒个数(个)。由式(3)可知,株距与地轮直径D和滑移系数成正比。对一台移栽机来说,D是确定的,喂苗筒数也不常调整,通常用更换主从动链轮的办法调整株距。在实际作业中,影响株距的变异系数的就是δ,即地轮打滑时烟苗移栽的株距变大。实际工作中,由于机构上的磨损,链条的垂度逐渐增大,减小了与下面链轮的有效啮合,导致传动能力下降,移栽时的株距变大。所以,在链传动机构中应有张紧装置,防止因链条磨损而引起株距稳定性下降。3.3准确性和质量移栽机作业时的速度关系到移栽机的工作效率。移栽机行进速度慢,移栽的烟苗数量必定较少,效率低;移栽机的速度过快,会影响移栽机构的准确性,影响移栽的质量。另外,移栽机的行进速度就是烟苗下落时水平方向的速度,速度过快,导致烟苗在栽苗阶段的惯性较大,影响移栽烟苗的直立度。由于喂苗工作是由人工来完成的,所以必须考虑到人工操作的速度,否则行进速度过快,喂苗人员的喂苗速度小于移栽机移栽烟苗的速度,就会出现漏栽现象。人工喂苗的速度最高60~70棵/min,以株距600mm来计算,移栽机的行进速度应控制在0.6m/s以下。4导苗管式移栽机的优势1)目前烤烟的育苗多为漂浮育苗盘育苗,移栽时是裸苗移栽。相对于钵苗移栽,裸苗移栽时烟苗的质量较轻,并且根系更容易受到损伤,导苗管式移栽机相对于链夹式和钳夹式移栽机等具有不伤苗的特点,所以导苗管式移栽机更适合烟苗的移栽工作。2)经过分析,影响导苗管