水稻育秧基質配料機組設計

王福義

摘要：為解決水稻育秧基質配比不準確的難題及降低勞動強度，設計了水稻育秧基質配料機組。機組設計4個獨立出料機，出料機的出料量可調，能分別控制各種成份的配比量。測試結果表明：機組能準確控制基質配制過程中各種營養成分的配比量，實現精準配比，保證基質養分均衡，為實現基質加工機械化作業提供保證。

關鍵詞：配料機組；育秧基質；水稻；配比

中圖分類號：S223.1+3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2016）05-0019-03

隨著我國水稻機械化生產的穩步推進，水稻工廠化、標準化育秧技術得到了廣泛發展。提高育秧基質質量，提升育秧基質與水稻機插技術兼容性，改進水稻工廠化育秧技術，降低育秧成本，對我國水稻種植機械化水平提高具有重要推動作用。以往水稻育秧主要采用營養土作為育秧介質，隨著育秧量的擴大，對自然土壤資源及周圍生態環境造成一定負面影響，不利于水稻機插秧大面積推廣。

近年來，科研人員不斷探索，尋找營養土替代品，各種無土基質在育秧中得到廣泛應用。為達到理想效果，基質的各種成分必須科學配比，才能具有合理的物理性質、化學性質和生物性質。傳統的基質配比作業大多由人工憑借經驗進行，很難做到配比準確。同時工作量巨大，效率低，需要大量的人力物力投入。

針對以上問題，遼寧省農業機械化研究所研制了水稻育秧基質配料機組，解決基質配比不準確的難題，降低勞動強度，實現基質生產機械化、自動化及標準化。經過初步試驗，該機組具有出料量準確、配比可調的特點，能夠實現多種配方基質的配制作業，提高水稻育秧基質生產機械化程度，降低生產成本，對推廣水稻工廠化育秧、提高水稻現代化種植水平具有重要作用。

1 設計原理及機構組成

1.1 設計原理

針對現行水稻育秧基質成分的多樣性，為機組設計4個獨立出料機，2個大容量出料機（容積1.5 m3）分別為自然土、無土基質出料設備，小容量出料機（容積0.5 m3）為肥料及藥劑出料設備。出料機的出料量可調，能分別控制各種成分配比量。出料機下面設有皮帶式輸送機，由各個出料機輸出的物料落入輸送機，由輸送機將配比好的物料送人混合機。各種成分按次序落在輸送皮帶上，形成成分層（見圖1），使物料混合更容易均勻。

1.2 總體設計

水稻育秧基質配料機組的結構如圖2所示。根據農藝要求的成分配比，調整各出料機的開口高度及調頻電機轉速，從而確定出料量。工作時，機組啟動順序為：輸送帶機→無土基質出料機→藥劑出料機→肥料出料機→自然土出料機。各成分物料經出料機依次落在輸送帶機上，完成配料作業，并隨輸送帶進入混合機。該機組能完成多種配比的基質配料，配料過程為連續工作，提高工作效率，使配比更準確。其主要技術參數如表1所示。

2 關鍵結構參數確定

2.1 開口高度確定

基質密度為500～900 kg/m3（含水率20%），顆粒大小為2～5 mm，屬于松散物料，經過多次試驗，開口高度在50 mm以下，出料截面接近矩形，故將料箱出口尺寸設計為500 mm（寬）×50 mm（高），高度調節機構設置10，20，30，40，50 mm五檔位。圖3為開口高度調節示意圖。

2.2 皮帶速度確定

考慮到無土基質、調酸藥劑等密度低、顆粒細小，為避免粉塵飛揚及損失物料，將輸送帶線速度確定為≤0.3 m/s。

2.3 驅動電機確定

由于帶式輸送機起動摩擦力大且常處于滿載起動狀況，要求輸送帶在起動時加速度要小、起動要平穩。同時，考慮到料箱內物料量不斷變化，輸送帶的負載不固定，所以其驅動電機采用變頻調速方式，使出料平穩，便于流量控制。

2.4 出料量控制

各出料機出料量的控制采用機械控制+電氣控制結合方式。出料口高度不變時，通過變頻調整電機輸送轉速實現不同出料量；電機轉速不變時，通過調整出料口高度實現不同出料量。無土基質的（自然土）出料量見表2和表3。

3 機組性能試驗

3.1 試驗條件

機組性能試驗在遼寧省新民鶴湖農業科技發展有限公司進行。該地區采用的水稻育秧基質成分為自然土（30%）、腐爛酒糟（69%）、調酸劑（1%）。

3.2 試驗過程

根據以上成分分配比例，按表2和表3調整各出料機出料量，試驗條件設置見表4。

試驗首先測試單個出料機出料量，每次連續工作30 min，測試3次，出料量結果取平均值。然后，機組同時工作60 min，測定出料量。

3.3 試驗結果

單個出料機的出料量測試結果見表5。

將上述數據轉換為小時出料量，結果為：腐爛酒糟出料機的出料量為14.42 m3/h，與設計值（14.8 m3/h）的比較誤差為2.5%；自然土出料機的出料量為6.38 m3/h，與設計值（6.5 m3/h）的比較誤差為1.8%；調酸劑出料機的出料量為0.244 m3/h，與設計值（0.24 m3/h）比較誤差為1.6%；機組測定生產量為20.91 m3/h，與設計值（14.8+6.5+0.24）比較誤差為2.9%.

4 結論

機組能準確控制基質配制過程中各種營養成分的配比量，實現精準配比，保證基質養分均衡。為實現基質加工機械化作業提供保證，降低生產成本，提高生產效率。試驗中，實際生產率略低于設計值，原因為各銜接環節出現丟料現象，因此應在出料口、輸送帶兩側增加防護擋板。

參考文獻

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Abstract： In order to solve the problems of inaccuracy matching of rice seedling raising base material and reduce the labor intensity， rice seedling raising base material dosing unit was designed. 4 independent discharging machine was designed in the unit， the discharge amount of which was adjustable and could control the adding percent of every ingredient respectively. The test results showed that： The unit can accurately control the adding percent of every kind of nutritional ingredient in the process of base material preparation， so as to realize precise matching and guarantee nutrient balance in the base material， providing a guarantee to realize mechanized operation of base material processing.

Key words： dosing unit； base material of raising rice seedlings； rice； matching