播種機防纏繞裝置設計與應用

王海江

(山西省農業機械發展中心，山西 太原030092)

0 引言

我國播種機發展歷史悠久，公元前100年左右就有了耬。解放后，我國播種機從引進、仿制到自行設計，發展較快。目前，我國已成批生產與國產拖拉機配套的各種谷物條播機和中耕作物播種機，并成功設計了新一代的谷物條播機系列和播種中耕通用機系列。東北地區還成批生產了壟作、平作兼用的中耕作物播種機和中耕通用機。這些播種機可滿足我國多種大田作物的播種要求，但是在材料及制造工藝方面，與國外先進機型還存在著較大差距[1]。

我國在20世紀90年代末引入美國的免耕法。免耕，又叫零耕，是指在不翻動土壤的前提下進行播種，利用作物殘茬覆蓋地表，同時減少對土壤的攪動，以達到保持水土的目的。在隨后的農業機械化推廣中，免耕技術已被廣泛采用。黃淮海地區農業多為小麥玉米兩季作物輪作，小麥收割后立即在原作物殘茬地表播種，雖節約了農時，提高了效率，但作物秸稈和殘茬對機械的通過性能造成了極大影響，導致缺苗斷壟。為了解決施肥播種作業時秸稈擁堵問題，有研究嘗試在播種機前直接連接一臺秸稈還田機或旋耕機，但又帶來動力消耗和作業現場揚塵大的問題，導致環境污染，同時機具長度過大，會導致作業、運輸不方便等諸多問題。

為解決上述問題，設計了一種攪龍式防纏繞裝置。攪龍式防纏繞裝置安裝在播種機前施肥器上，通過動力旋轉，攪龍將麥秸分開，為后續播種提供良好作業環境。該防纏繞裝置能很好解決輕型免耕播種機的纏繞問題，與重型牽引式免耕播種機的輪齒式撥草輪相比，具有動力強勁、不易堵塞等特點，且符合播種機產品的安全要求，達到國外免耕播種機先進水平[2-8]。

1 工作原理與結構組成

1.1 工作原理

一般施肥播種機有播種總成、機架、化肥箱和施肥開溝器等部件[9]。播種總成、化肥箱與施肥開溝器分別安裝在機架上，機架與拖拉機后懸掛連接。當正常播種作業時，播種總成負責開溝、播種、覆土和鎮壓等作業；化肥箱負責將化肥均勻排出；施肥開溝器負責將化肥箱排出的化肥送到指定位置，完成施肥播種作業。播種作業時施肥開溝器在播種機最前端，是擁堵的主要部位，因此在施肥開溝器立柱左右兩端水平設置一組旋向不同的螺旋攪龍，螺旋攪龍旋轉時向兩側分開擁堵物，構成一條地表裸露的播種帶，實現防堵目的。

為了使螺旋攪龍能夠旋轉起來實現防堵目的，在施肥開溝器立柱上端設置輸入軸，在立柱中部位置設置輸出軸，并在立柱內部設置傳動機構連接輸入軸和輸出軸，螺旋攪龍設置在輸出軸上。當有動力輸入時，螺旋攪龍能夠實現轉動。

為了連接拖拉機動力源，在機架上設置一個變速箱。變速箱輸入軸通過萬向傳動軸與拖拉機后輸出軸連接，傳輸拖拉機動力；變速箱輸出軸通過可以伸縮的聯軸器與施肥開溝器輸入軸連接，達到傳遞動力目的，因聯軸器可以伸縮，同時達到了施肥開溝器間距可調的目的。

1.2 結構組成

選用河北農哈哈集團生產的2BYFSF-4型免耕玉米精播機作為該裝置的對接目標。為了更好與原有機型對接，將攪龍安裝在播種機的施肥開溝器上。從后面觀察，施肥開溝器左邊為左螺旋攪龍段，右邊為右螺旋攪龍段，當機具前進時施肥開溝器兩側的左右螺旋攪龍就會轉動，將秸稈或雜草雜物推向兩側。所選機具為4行，有4組施肥開溝器，因此配備4套左右攪龍裝置。4套裝置獨立安裝于施肥開溝器上，可以隨施肥開溝器左右移動，以便調整行距。

在動力傳動方面，為了使左右攪龍裝置可以獨立自主旋轉，引入拖拉機后輸出動力。在機架中部設有變速箱，變速箱前端花鍵軸通過萬向節連接拖拉機后輸出軸，變速箱兩側伸出輸出軸，通過聯軸器連接到施肥開溝器上部的輸入軸上。施肥開溝器立柱設為空心，里面安裝鏈輪鏈條傳輸動力，上部動力輸入，下部動力輸出。施肥開溝器立柱的中部通過軸承裝有輸出軸，左右攪龍軸即連接在輸出軸上。4組施肥開溝器的動力輸入也通過聯軸器連接起來，傳送變速箱輸出的動力。聯軸器為伸縮型，左右可移動改變配合長度，即傳遞了動力，又可調整4組之間的位置。

免耕播種機裝配和防纏繞裝置如圖1所示。

1.播種總成 2.機架 3.施肥開溝器 4.化肥箱 5.輸入軸6.變速箱輸入軸 7.施肥開溝器立柱 8.輸出軸 9.螺旋攪龍10.變速箱 11.變速箱輸出軸 12.聯軸器 13.傳動機構圖1 免耕播種機裝配及防纏繞裝置Fig.1 No-tillage planter assembly and anti-winding device

2 田間試驗

將防纏繞裝置安裝于2BYFSF-4型免耕玉米精播機，如圖2所示。配套動力選用東方紅454拖拉機，開展機組田間試驗。

圖2 試驗裝置Fig.2 Experimental unit

作業現場和作業后效果如圖3和圖4所示，可以看出，清理秸稈的攪龍距地面較遠，作業時不打土，動力消耗小，作業現場環境良好。分離開來的麥秸堆在兩側，中間播種開溝器開溝播種，可輕松入土，能夠保證播深一致，出苗整齊。同時，由于種溝暴露在了陽光之下，破壞了害蟲生長環境，可有效控制免耕引起的蟲害。

圖3 作業現場Fig.3 Field experiment

圖4 作業效果Fig.4 Operation effect

試驗結果表明，防纏繞裝置性能優越，適合懸掛式免耕播種機推廣應用。該技術已被部分播種機生產企業采用，并批量生產配套有該裝置的免耕播種機。

3 結束語

隨著農業農村部、財政部聯合印發《東北黑土地保護性耕作行動計劃(2020—2025)》，部署在適宜區域全面推廣應用保護性耕作，促進東北黑土地保護和農業可持續發展[10]。隨著政策刺激，東北地區將進一步加大免耕播種機推廣力度，設計的播種機防纏裝置也將在東北地區具有廣闊市場前景。