2BM-4型大豆免耕精密播種機(jī)的研究設(shè)計

張曉偉 曹海峰 公衍峰 趙文才

摘?要：研制開發(fā)了一種2BM-4型大豆免耕精密播種機(jī)，屬于保護(hù)性耕作機(jī)械。該機(jī)在未耕地或者在有作物殘茬覆蓋地一次下田即可完成側(cè)深施肥、破茬擴(kuò)溝、開溝雙條精播、覆土、鎮(zhèn)壓等連續(xù)復(fù)式作業(yè)，減少機(jī)具下地次數(shù)、提高作業(yè)效率和作業(yè)質(zhì)量、降低作業(yè)成本、保護(hù)土壤有機(jī)質(zhì)。經(jīng)田間試驗(yàn)表明，該機(jī)具有結(jié)構(gòu)合理、性能穩(wěn)定、適應(yīng)性強(qiáng)、易于調(diào)整和操作等特點(diǎn)，各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)均到達(dá)設(shè)計要求，滿足大豆免耕播種農(nóng)藝要求。

關(guān)鍵詞：免耕播種;保護(hù)性耕作;直立排種盤

中圖分類號：S223.2?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.11.006

Abstract： This paper researcher and develops 2BM-4 Soybean no-tillage precision planter， it one sort of conservation tillage machine.The machine can carry out the continuous F compound operation in one time such as side deep fertilization，stubble breaking and furrow expanding， double fine sowing of furrow cutting， soil covering and pressing， etc.， which can reduce the times of machine and tools to land， improve operation efficiency and quality， reduce operation cost and protect soil organic matter content.It has the characteristics of reasonable structure， stable performance， strong adaptability and easy operating. All the technical performance indexes meet the design requirements and agrononmic requirements.

Keywords： no-tillage precision; protected conservation; vertical line seed tray

作者簡介：張曉偉（1983-），男，黑龍江方正人，學(xué)士，高級工程師，研究方向：農(nóng)業(yè)機(jī)械。

0?引言

傳統(tǒng)的耕作方式機(jī)械多次下田土壤被嚴(yán)重壓實(shí)、板結(jié)，造成水土流失加劇，耕作成本大幅提高，是世界各國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中普遍存在的問題，并引起廣泛的重視。近年來，世界各國均在研究開發(fā)適合各自國情的新的耕作技術(shù)及配套機(jī)具。免耕技術(shù)與傳統(tǒng)耕作技術(shù)相比具有減少耕作次數(shù)、減輕土壤壓實(shí)程度、有利于土壤有機(jī)質(zhì)的積累和團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的恢復(fù)、降低耕作能耗、提高糧食產(chǎn)量、降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本等諸多優(yōu)點(diǎn)。因此，免耕播種技術(shù)已成為國內(nèi)外土壤耕作技術(shù)的發(fā)展方向。目前，在我國廣大的北方旱作農(nóng)業(yè)地區(qū)，隨著土壤耕作機(jī)械化水平的提高，大幅度提高了勞動生產(chǎn)率和土地的產(chǎn)出率，玉米免耕播種機(jī)已趨于成熟，被廣泛運(yùn)用，但大豆壟上雙條免耕播種機(jī)尚無理想的免耕精播機(jī)具，只能采用傳統(tǒng)的耕播方法，其播種株距不均、播深不一致，致使出苗不齊且土壤壓實(shí)嚴(yán)重，肥力下降，耕作能耗提高。針對我國北方旱作地區(qū)自然條件和耕作特點(diǎn)，結(jié)合免耕播種農(nóng)藝技術(shù)要求，設(shè)計一種大豆壟上雙條免耕精量播種機(jī)，達(dá)到在未耕地上或者在有作物殘茬覆蓋地上一次下田即可完成側(cè)深施肥、破茬擴(kuò)溝、開溝雙條精播、覆土、鎮(zhèn)壓等連續(xù)復(fù)式作業(yè)，減少機(jī)具下地次數(shù)，提高作業(yè)效率和作業(yè)質(zhì)量，降低作業(yè)成本，保護(hù)土壤有機(jī)質(zhì)的效果。

1?整機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1?結(jié)構(gòu)組成

2BM-4型大豆免耕精密播種機(jī)主要由機(jī)架、排肥裝置、施肥開溝裝置、撥草輪總成、除草圓盤、地輪總成、仿形輪總成、四桿機(jī)構(gòu)、排肥總成、鎮(zhèn)壓輪總成、種肥監(jiān)控系統(tǒng)等組成，整機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2?工作原理

該機(jī)為懸掛式，適用于大豆在前茬地上直接播種。傳動由地輪驅(qū)動，通過傳動系統(tǒng)將扭矩傳到排種軸而實(shí)現(xiàn)排種作業(yè)。排種傳動采用不同的鏈輪組合，可以獲得不同的傳動比。工作時破茬開溝器開出8～12 cm深的溝，由外槽輪排肥器排出的肥料經(jīng)輸肥管落入溝內(nèi)，靠回土將肥料覆蓋。直立式雙圓盤排種器排出的種子經(jīng)導(dǎo)種管落入雙圓盤開溝器開出的種溝內(nèi)，隨后，由V形覆土鎮(zhèn)壓輪覆土壓實(shí)，該機(jī)在秸稈覆蓋量大時破茬開溝器容易纏草，在雙圓盤開溝器前設(shè)有撥草裝置和除草圓盤，可以提高播種精度和通過能力。

1.3?主要技術(shù)參數(shù)

外形尺寸（長×寬×高）：2100 mm×3500 mm×1450 mm;

配套動力：29.4～51.5 kW拖拉機(jī);

工作行數(shù)：4;

壟上行距（雙行）：120 mm;

行距范圍：600～700 mm;

施肥位置：種下30～60 mm，苗帶中間;

株距調(diào)整范圍：50～120 mm;

工作速度：3～5 km·h-1;

生產(chǎn)率：0.72～1.4 hm2·h-1;

整機(jī)質(zhì)量：850 kg。

2?主要工作裝置的設(shè)計

2.1?直立式排種盤

本機(jī)設(shè)計一種大豆壟上雙條播種機(jī)直立式排種盤。該排種盤實(shí)用性好、結(jié)構(gòu)簡單，保證播種過程中的準(zhǔn)確性和一致性。后期出苗整齊，提高了播種精度和播種質(zhì)量，為提高糧食產(chǎn)量打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

設(shè)計方案如圖2所示，直立式排種盤包括長導(dǎo)種凹槽、短導(dǎo)種凹槽、型孔窩、軸孔、安裝孔、排種盤體。長導(dǎo)種凹槽長度A的范圍為35～38 mm，短導(dǎo)種凹槽長度B的范圍為18～20 mm，型孔窩半徑R為5～6 mm，窩孔邊緣設(shè)有倒角。長導(dǎo)種凹槽與短導(dǎo)種凹槽中心線平行，且與水平夾角α范圍為28°～29°。長導(dǎo)種凹槽、短導(dǎo)種凹槽和型孔窩沿圓周均布陣列，長導(dǎo)種凹槽與短導(dǎo)種凹槽各30個，型孔窩60個。排種盤體上設(shè)有軸孔和安裝孔，排種盤在排種器中轉(zhuǎn)動時，在充種區(qū)種子逐次通過長導(dǎo)種凹槽與短導(dǎo)種凹槽準(zhǔn)確進(jìn)入型孔窩，隨之轉(zhuǎn)動，種子在排種盤強(qiáng)制推動下，經(jīng)排種口排出，進(jìn)入導(dǎo)種管，由導(dǎo)種管內(nèi)流出的種子掉入開溝圓盤所開出的種溝內(nèi)，完成播種過程。

2.2?排種器連接裝置

排種器連接裝置的設(shè)計方案如圖3所示。指夾式排種器連接裝置包括傳動支撐架焊合、傳動裝置;傳動支撐架焊合包括四桿機(jī)構(gòu)連接板、口肥箱架連接板、種箱連接座板、排種器支撐板;四桿機(jī)構(gòu)連接板上設(shè)有四個與四桿仿形機(jī)構(gòu)螺接的槽形安裝孔，口肥箱架連接板上設(shè)有四個與口肥箱架螺接的連接孔，種箱連接座板上設(shè)有種腔孔和四個螺接種箱的安裝孔;排種器置于傳動支撐架焊合內(nèi)部，并螺接在排種器支撐板上;傳動裝置包括張緊輪、傳動鏈輪組合，張緊輪通過張緊輪軸固設(shè)在排種器支撐板左下側(cè);傳動鏈輪組合包括排種鏈輪軸、排種鏈輪、排種鏈輪軸承座、預(yù)緊彈簧、彈簧擋片，排種鏈輪軸通過排種鏈輪軸承座與排種器支撐板螺接固定，并與傳動支撐架焊合內(nèi)部的排種器相連，完成排種器動力的輸入，排種鏈輪軸上依次套裝排種鏈輪、預(yù)緊彈簧、彈簧擋片，尾端安裝開口銷軸;排種鏈輪通過鏈條與其他鏈輪相連完成動力的輸入;通過更換排種鏈輪提供多種傳動比，進(jìn)而調(diào)整播種株距。

3?性能測試

試驗(yàn)參照J(rèn)B/T6274.1-2001《谷物播種機(jī)技術(shù)條件》的規(guī)定進(jìn)行。主要測試田間作業(yè)質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性、可靠性是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)過程中配套輪式拖拉機(jī)型號為東方紅-654，2BM-4型大豆免耕精密播種機(jī)性能測定如表1所示。

4?結(jié)論

通過對2BM-4型大豆免耕精密播種機(jī)的田間作業(yè)質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性、可靠性試驗(yàn)，結(jié)果表明，該機(jī)作業(yè)時一次下田即可完成側(cè)深施肥、破茬擴(kuò)溝、開溝雙條精播、覆土、鎮(zhèn)壓等連續(xù)復(fù)式作業(yè)，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求和農(nóng)藝要求。該機(jī)具作業(yè)性能可靠，適應(yīng)性強(qiáng)，工作效率高，是目前國內(nèi)較為先進(jìn)的用于保護(hù)性耕作的大豆壟上雙條免耕播種機(jī)，推廣前景十分廣闊。

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