大壟雙行馬鈴薯播種機(jī)的研究

楊沫

摘 要： 按照馬鈴薯種植的農(nóng)藝要求，為滿(mǎn)足基本生產(chǎn)的需要，創(chuàng)新設(shè)計(jì)大壟雙行馬鈴薯播種機(jī)，一次作業(yè)可完成施肥、播種、起壟、覆土等環(huán)節(jié)，通過(guò)播種作業(yè)試驗(yàn)機(jī)具性能，試驗(yàn)結(jié)果表明該播種機(jī)具有作業(yè)效率高、動(dòng)力消耗低、降低生產(chǎn)成本、覆土效果好、省時(shí)省力等特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞： 大壟雙行;馬鈴薯;播種機(jī)

中圖分類(lèi)號(hào)： S223.2? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.10.006

0 引言

馬鈴薯是世界糧食系統(tǒng)中不可缺少的一種農(nóng)作物，其產(chǎn)業(yè)的快速、可持續(xù)發(fā)展在保障世界糧食安全和推動(dòng)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演著重要角色。中國(guó)是世界上馬鈴薯第一生產(chǎn)大國(guó)，種植面積約550萬(wàn)hm2，占世界馬鈴薯種植面積的1/4，總產(chǎn)量占世界的1/5，占亞洲的17%。中國(guó)馬鈴薯種植區(qū)分為北方一作區(qū)、中原二作區(qū)、西南單雙混作區(qū)和南方冬作區(qū)。目前馬鈴薯種植面積最大的是內(nèi)蒙古，其次是貴州、黑龍江、甘肅等地。2019年黑龍江馬鈴薯種植面積大約為570萬(wàn)畝左右，馬鈴薯種植戶(hù)約400萬(wàn)戶(hù)，絕大多數(shù)以個(gè)體農(nóng)戶(hù)為主，機(jī)械化水平不足，生產(chǎn)成本較高，生產(chǎn)效率較低。國(guó)外進(jìn)口大型馬鈴薯播種機(jī)技術(shù)成熟、可靠性高，但是價(jià)格昂貴，而國(guó)內(nèi)馬鈴薯播種機(jī)雖然價(jià)格低廉，但耐用性不強(qiáng)，維護(hù)成本較高。針對(duì)此現(xiàn)象設(shè)計(jì)出價(jià)格低廉、實(shí)用性強(qiáng)、適用于個(gè)體農(nóng)戶(hù)使用的馬鈴薯播種機(jī)有廣闊的前景。

本文設(shè)計(jì)目的就是針對(duì)上述存在的問(wèn)題，結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)一種大壟雙行馬鈴薯播種機(jī)，達(dá)到保證和提高大壟雙行馬鈴薯播種作業(yè)質(zhì)量、減小生產(chǎn)成本、降低動(dòng)力消耗、適用個(gè)體農(nóng)戶(hù)使用的目的。

1 總體結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)指標(biāo)

1.1 總體結(jié)構(gòu)

本文設(shè)計(jì)的大壟雙行馬鈴薯播種機(jī)主要是集成整地技術(shù)及馬鈴薯播種技術(shù)，一次作業(yè)可完成開(kāi)溝、施肥、播種、起壟、覆土等環(huán)節(jié)。該機(jī)包括機(jī)架總成及配裝在機(jī)架總成上的開(kāi)溝圓盤(pán)、播種單體、種薯箱、肥箱、起壟部件、整形部件等。大壟雙行馬鈴薯播種機(jī)總體結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示。

1.2 主要技術(shù)指標(biāo)

配套動(dòng)力：22～40 kW;

配套方式：三點(diǎn)懸掛;

外形尺寸：1800 mm×1400 mm×1600 mm（長(zhǎng)×寬×高）;

壟距：110 cm;

株距：17～44 cm;

作業(yè)壟數(shù)：1;

作業(yè)行數(shù)：2;

作業(yè)效率：0.2～0.33 hm2·h-1;

種箱容量：70 kg;

施肥箱容量：30 kg;

種薯質(zhì)量：40～60 g;

結(jié)構(gòu)質(zhì)量：300 kg。

2 部件設(shè)計(jì)

2.1 開(kāi)溝部件設(shè)計(jì)

為了防止纏繞，本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為通過(guò)性好的圓盤(pán)開(kāi)溝器。傳統(tǒng)的馬鈴薯種植技術(shù)大多采用靴式開(kāi)溝器完成馬鈴薯薯塊種溝開(kāi)溝作業(yè)，傳統(tǒng)靴式開(kāi)溝器，不僅作業(yè)阻力大，而且動(dòng)力消耗多。圓盤(pán)開(kāi)溝器可以轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)溝效果更好，具有作業(yè)阻力小、動(dòng)力消耗少的特點(diǎn)，近些年來(lái)，隨著農(nóng)藝技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，開(kāi)溝圓盤(pán)取代傳統(tǒng)靴式開(kāi)溝器已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。

2.2 傳動(dòng)地輪設(shè)計(jì)

本機(jī)具具有可調(diào)節(jié)地輪結(jié)構(gòu)。本文大壟雙行馬鈴薯播種機(jī)地輪既具有傳動(dòng)作用，又具有行走支撐作用，通過(guò)調(diào)節(jié)地輪支架上的螺紋桿可以調(diào)節(jié)機(jī)具的高低，滿(mǎn)足馬鈴薯種植要求。具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.3 播種部件設(shè)計(jì)

播種單體種勺排種機(jī)構(gòu)采用勺鏈?zhǔn)酱鎮(zhèn)鹘y(tǒng)皮帶式排種機(jī)構(gòu)。傳統(tǒng)皮帶式排種機(jī)構(gòu)容易發(fā)生打滑，造成馬鈴薯薯塊漏播，操作不當(dāng)造成皮帶斷裂，年限過(guò)長(zhǎng)發(fā)生老化等問(wèn)題。勺鏈?zhǔn)脚欧N機(jī)構(gòu)相比較皮帶式排種機(jī)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)，能減少漏播率，適用于大壟雙行馬鈴薯播種機(jī)使用。

2.3.1 播種傳動(dòng)設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)馬鈴薯播種機(jī)傳動(dòng)形式是通過(guò)傳動(dòng)地輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鏈條，將動(dòng)力直接傳遞到播種機(jī)構(gòu)。本文設(shè)計(jì)的大壟雙行馬鈴薯播種機(jī)，由于地輪可以調(diào)節(jié)高低，若采用傳統(tǒng)傳動(dòng)形式，調(diào)節(jié)地輪高低會(huì)導(dǎo)致鏈條張緊度發(fā)生變化，調(diào)節(jié)過(guò)程過(guò)于復(fù)雜，為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，采用一個(gè)過(guò)度鏈輪的形式，將地輪的動(dòng)力先傳到過(guò)度鏈輪上，然后通過(guò)過(guò)度鏈輪將動(dòng)力傳遞到播種機(jī)構(gòu)，并分別調(diào)整好各自鏈輪張緊度，減少調(diào)節(jié)步驟，方便調(diào)節(jié)。播種傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示。

2.4 起壟部件設(shè)計(jì)

本文大壟雙行馬鈴薯播種機(jī)采用旋耕起壟方式起壟。傳統(tǒng)的起壟方式容易造成土壤板結(jié)、緊實(shí)度高、透氣性差、滲水性和存水性差等缺陷，造成馬鈴薯產(chǎn)量受到影響。因此選用旋耕起壟的方式進(jìn)行起壟，可以提高土壤的膨松度及存水性，從而保證土壤的蓄水性和滲透性。旋耕起壟方式，壟形飽滿(mǎn)、土質(zhì)細(xì)，適合馬鈴薯膨大，由此可知旋耕起壟方式對(duì)馬鈴薯的生長(zhǎng)具有重要意義，滿(mǎn)足新型農(nóng)業(yè)耕種要求。

大壟雙行馬鈴薯播種機(jī)旋耕起壟傳動(dòng)示意圖，如圖4所示。

3 工作過(guò)程

大壟雙行馬鈴薯播種機(jī)在田間作業(yè)時(shí)，拖拉機(jī)先將機(jī)具放下，根據(jù)需要調(diào)整機(jī)具高度，并按照馬鈴薯農(nóng)藝種植要求調(diào)整好肥量、株距、種子深度、起壟高度。拖拉機(jī)手將離合器結(jié)合，機(jī)具在配套拖拉機(jī)的帶動(dòng)下前進(jìn)行走，開(kāi)溝圓盤(pán)進(jìn)行開(kāi)溝，同時(shí)行走地輪開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)行走地輪軸帶動(dòng)鏈輪、鏈條傳動(dòng)，將旋轉(zhuǎn)動(dòng)力分別傳至施肥部件、播種部件，實(shí)現(xiàn)播種、施肥;取種勺在鏈條帶動(dòng)下，上升并裝上種薯，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)后進(jìn)入種薯導(dǎo)向管，然后排放到圓盤(pán)開(kāi)溝器開(kāi)好的播種溝內(nèi);拖拉機(jī)將動(dòng)力通過(guò)動(dòng)力輸出軸傳遞至變速箱，變速箱將動(dòng)力傳至起壟部件進(jìn)行旋耕起壟作業(yè)，隨著機(jī)具的前進(jìn)，起壟葉片將開(kāi)溝圓盤(pán)開(kāi)溝壅起的浮土旋起覆蓋到種薯上;最后整形部件對(duì)大壟進(jìn)行整形、鎮(zhèn)壓，完成播種作業(yè)。

4 結(jié)論

通過(guò)理論設(shè)計(jì)以及實(shí)際的田間作業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明，大壟雙行馬鈴薯播種機(jī)能夠滿(mǎn)足開(kāi)溝、施肥、播種、起壟、覆土等作業(yè)環(huán)節(jié)要求，適合個(gè)體農(nóng)戶(hù)使用，并能達(dá)到馬鈴薯種植農(nóng)藝要求。該機(jī)具具有動(dòng)力消耗低、覆土效果好、結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理、工作平穩(wěn)、調(diào)節(jié)方便、維修簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了低成本與高效率的結(jié)合，值得廣泛推廣應(yīng)用。

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