一種高密度交錯式穴播器的研制

陳 勇，張學(xué)軍，王堆金，饒志強，于永良，臧象臣，王瑞軍

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院，新疆烏魯木齊835022；2.新疆天誠農(nóng)機具制造有限公司；3.第二師農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣）

1 主要結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 主要結(jié)構(gòu)

高密度交錯式播種穴播器結(jié)構(gòu)裝置如圖1。該穴播器裝置結(jié)構(gòu)包括：動盤、壓盤、芯盤總成、定盤總成、相互緊密配合排列成圓周的種盒，在種盒外圓弧面上設(shè)有與外圓弧面緊密配合的導(dǎo)種塊，導(dǎo)種塊與導(dǎo)種塊間隙配合成圓環(huán)，在導(dǎo)種塊外圓弧面上安裝有固定腰帶圈且固定腰帶圈的上下端面分別與動盤、壓盤的圓環(huán)槽相互配合，固定圓環(huán)圈外圓弧面安裝有鴨嘴總成。

1.2 工作原理

交錯式排種器取種倉由種盒腰帶總成、芯盤總成、定盤總成組成。排種器作業(yè)前籽種通過入種口進入種倉并形成種群。種群數(shù)量達到一定數(shù)量后，溢堵入種口，種籽數(shù)量不再增加，從而保證取種倉內(nèi)有足夠種籽供選擇；排種軸在動力驅(qū)動下帶動排種盤轉(zhuǎn)動，種群在重力、離心力及種子間相互作用力下充入種盒窩眼內(nèi)，當(dāng)窩眼旋轉(zhuǎn)至清種區(qū)時，窩眼在拐臂帶動下繞軸抖動，窩眼內(nèi)多余種子在重力作用下落回取種腔，窩眼旋轉(zhuǎn)至護種區(qū)，在拐臂帶動下轉(zhuǎn)動，種盒殼體隨即封住窩眼，棉種保留在窩眼內(nèi)，轉(zhuǎn)過一定角度后到達投種區(qū)，在重力與離心力作用下通過投種口排出棉種，完成投種過程。

圖1 穴播器結(jié)構(gòu)

2 主要技術(shù)參數(shù)

目標(biāo)產(chǎn)量500 kg/667m2；單產(chǎn)最低標(biāo)準(zhǔn)為收獲株數(shù) 1.2 萬株/667m2。

同一個播幅內(nèi)與規(guī)定行距偏差1 cm，合格率90%。農(nóng)機作業(yè)耕地、整地、播種、中耕、噴藥、收獲等質(zhì)量達標(biāo)。

3 設(shè)備特點

3.1 設(shè)備穴數(shù)可調(diào)

穴播器通過模塊化設(shè)計，每個種盒均獨立緊固于種圈上，種圈一次排布排種口。根據(jù)種植需要可通過更換種圈，添補種盒來改變穴數(shù)，種盒腰帶總成如圖2。

圖2 種盒腰帶

圖3 73+3 機采種植模式

3.2 寬窄行

穴播器在工作時通過種盒總成上的窩眼鑲塊取種，鑲塊上設(shè)有并列的兩個取種孔，兩個取種孔取種后在扭簧的作用下將兩個種孔中的種粒分別投向?qū)ХN塊，導(dǎo)種塊設(shè)置了兩條不同路徑的導(dǎo)向槽，種粒經(jīng)過導(dǎo)向槽到兩個鴨嘴，完成點種。兩個鴨嘴中心間距為30 mm，形成獨特的73+3 模式，如圖3。

3.3 鴨嘴交錯式排布

圖4 鴨嘴受力情況

同一個密植穴播器上的鴨嘴在橫向上成交錯式排布，不同于常規(guī)穴播器在播種時為線條點種。穴播器對于地面受力為單條線受力，在地面出現(xiàn)石塊或者地表不平坑洼情況下，穴播器跳動嚴重，穴播器左右受力不均，易損壞穴播器部件或使穴播器牽引架變形，影響播種。而交錯式密植穴播器在地面點種時為雙排線狀受力，受力較均衡，穴播器播種比較穩(wěn)定。穴播器播種時受力情況對比如圖4。

4 試驗情況

研制完畢后，利用天誠農(nóng)機試驗機進行臺架模擬試驗。將穴播器緊固于試驗臺，利用撥稈模擬動鴨嘴開穴投種。交錯式穴播器兩個鴨嘴同時取種，棉種通過不同路徑進入不同的鴨嘴，故設(shè)計撥稈時，左右間隔距離為P。模擬實際播種，通過調(diào)節(jié)分別選取3 個前進速度，每組試驗重復(fù)3 次，統(tǒng)計250 穴棉種，單粒率、雙粒率、空穴率。

該穴播器于2019 年11 月20 日在農(nóng)二師29 團進行了田間性能試驗。試驗結(jié)果表明，當(dāng)前進速度為4.2 km/h 時，空穴率為1.6%，雙子率為4.8%，單粒率為93.6%，穴播器性能達到設(shè)計要求。試驗數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)速度為4.2 km/h 時，三項指標(biāo)均優(yōu)于規(guī)定指標(biāo)，因此該型號穴播器最佳前進速度為4.2 km/h。

表1 試驗數(shù)據(jù)匯總

5 推廣應(yīng)用情況

2020 年4 月9 日，該穴播器在新疆鐵門關(guān)市哈拉蘇試播133.33 hm2，選用棉種為閆氏新陸早67號。經(jīng)過一季追蹤關(guān)注，2020 年10 月14 日收獲，試驗田產(chǎn)量超過445.3 kg/667m2，穴播器各項性能全部達到設(shè)計要求。