2MB-1/2 型鋪膜播種機研制

王 合， 胡浩然， 陳正龍， 張 誠， 侯鈿易

（1. 湖南三一工業(yè)職業(yè)技術學院，湖南 長沙 410129； 2. 遼寧省建平縣永盛達農(nóng)業(yè)機械有限責任公司，遼寧 朝陽 122411）

0 引言

遼寧省朝陽市常年干旱缺雨，春季降雨稀少，平地少坡地多[1]。以往的鋪膜播種機采用在機架兩側(cè)設置翻土鏟開膜邊溝，壓膜輪將膜邊壓入膜邊溝，周邊均布鴨嘴的播種圓盤在膜上滾動播種，圓盤覆土器覆土的方式完成播種作業(yè)[2]。現(xiàn)有鋪膜播種機，采用的覆土方式是圓盤式覆土器在地膜兩側(cè)邊緣兩線路平面覆土，進行壟上鋪膜播種，秧苗生長在壟臺上，存在著播種后地膜外露面積小，不能收集雨水到秧苗的根部，不能溝內(nèi)播種，不能在坡地播種，也不能調(diào)整行距，適用性差和地膜利用率低的缺點[3-4]。為此，設計了2MB-1/2 型鋪膜播種機，通過取土鏟開出播種溝，地膜鋪設在壟溝上，取土鏟將用于種子覆土和壓膜邊的土壤輸送到空中，一部分土壤通過導土漏斗撒在取土鏟開出的播種溝上面的地膜上，用于給種子覆土，并形成擬播種溝，另一部分土壤通過活動導土板將土壤撒在膜邊溝內(nèi)，將地膜壓住，實現(xiàn)了空中4 線路立體覆土。地膜外露面積增加1 倍左右，地膜采光面積大，土壤累計積溫高，糧食產(chǎn)量高，實現(xiàn)了膜上溝內(nèi)播種，秧苗生長在壟溝內(nèi)，通過地膜弧形面能收集雨水到壟溝內(nèi)，使秧苗能充分利用自然降水生長。該機能溝內(nèi)播種，也能在坡地播種；播種后地膜外露面積大；結(jié)構簡單、使用方便；獲得了國家實用新型專利，適合于玉米的精量播種。

1 結(jié)構與工作原理

1.1 結(jié)構

2MB-1/2 型鋪膜播種機主要由鎮(zhèn)壓輪總成、圓筒鴨嘴式播種器、機架、導土控制架、地膜架、圓盤式膜邊開溝器、變速箱、地輪總成、機具調(diào)節(jié)器總成、主傳動軸總成、肥箱總成、滴灌帶架、大護罩和種子箱等組成，如圖1 所示。

圖1 2MB-1/2 型鋪膜播種機結(jié)構Fig. 1 Structure of 2MB-1/2 film spreading planter

1.2 工作原理

工作時，拖拉機帶動鋪膜播種機向前行走，地輪轉(zhuǎn)動帶動施肥傳動軸轉(zhuǎn)動。圓盤式膜邊開溝器開出膜邊溝，滴灌帶和地膜鋪在地面上。拖拉機后動力輸出軸轉(zhuǎn)動，帶動變速箱轉(zhuǎn)動，變速箱輸出軸帶動大鏈輪轉(zhuǎn)動，設在大鏈條上的取土鏟連續(xù)不斷地將土壤輸送到U 形殼體的下出土口和大護罩內(nèi)，進入下出土口的土壤經(jīng)導土漏斗灑在取土鏟開出的播種溝上面的地膜上，進入大護罩的土壤經(jīng)活動導土板流到圓盤式膜邊開溝器開出的溝內(nèi)地膜上面。

圓筒鴨嘴式播種器轉(zhuǎn)動，鴨嘴在重力作用下穿過壟溝內(nèi)的覆土和地膜插入到膜下土壤內(nèi)，當鴨嘴上的接地板與地面接觸時帶動鴨嘴打開，將種子排到穴內(nèi)，圓筒鴨嘴式播種器繼續(xù)轉(zhuǎn)動鴨嘴離開地面并關閉，壟溝內(nèi)地膜上的覆土自動回土將種穴覆蓋。鎮(zhèn)壓輪轉(zhuǎn)動將種穴上的土壤壓實。

1.3 主要技術參數(shù)

2MB-1/2 型鋪膜播種機主要技術參數(shù)如表1 所示。

表1 2MB-1/2 型鋪膜播種機主要技術參數(shù)Tab. 1 Main technical parameters of 2MB-1/2 film spreading planter

2 主要部件設計

2.1 取土機構總成

取土機構總成由取土鏟、游輪軸、游輪、大鏈條、大護罩、變速箱輸出軸、大鏈輪、導土漏斗和U 形殼體等組成，如圖2 所示。在U 形殼體內(nèi)右上部的變速箱輸出軸上設有大鏈輪，在U 形殼體左下部設有游輪軸，在游輪軸中部設有游輪，在大鏈輪和游輪上設有大鏈條，在大鏈條上均布設有取土鏟。工作時，取土鏟連續(xù)不斷的將土壤輸送到空中，經(jīng)導土漏斗和大護罩將土壤分成兩路，一路落到播種溝內(nèi)的地膜上形成擬覆土，另一路落到膜邊溝內(nèi)將地膜壓住，從而實現(xiàn)了空中立體覆土。大鏈輪結(jié)構如圖3 所示，用45#厚鋼板制造，銑齒后齒面進行高頻淬火。其優(yōu)點是耐磨，滿足田間作業(yè)研粒磨損嚴重的應用場景需要[5]。

圖2 取土機構總成結(jié)構Fig. 2 Structure of borrowing mechanism assembly

圖3 大鏈輪結(jié)構Fig. 3 Structure of large sprocket

2.2 導土控制架

2.2.1 導土控制架手柄機構總成

導土控制架手柄機構總成由控制手柄、定位手柄、定位板、導土控制架上梁、撥桿座、撥桿和導土控制架下梁等組成，如圖4 所示。在定位板上設有5 個定位凹槽，向上提定位手柄，使其下面的U 形定位桿脫離定位凹槽，向前或向后撥動控制手柄，帶動撥桿擺動，撥桿帶動導土控制架下梁前后擺動，位置合適后松開定位手柄，U 形定位桿卡入凹槽內(nèi)，實現(xiàn)了導土控制架下梁的定位[6-8]。

圖4 導土控制架手柄機構總成結(jié)構Fig. 4 Structure of handle mechanism assembly of soil guide control frame

2.2.2 導土控制架橫向結(jié)構

導土控制架橫向結(jié)構由導土控制架下梁、撥桿座、撥桿、導土控制架上梁、左豎桿和右豎桿等組成，如圖5 所示。其優(yōu)點是組成了平行4 桿機構，并由撥桿撥動導土控制架下梁左右擺動。

圖5 導土控制架橫向結(jié)構Fig. 5 Lateral structure of soil guide control frame

2.2.3 導土控制架縱向結(jié)構

導土控制架縱向結(jié)構由導土控制架下梁、連接銷、導土漏斗、懸臂桿、右拉桿、拉桿座和左拉桿等組成，如圖6 所示，實現(xiàn)了導土漏斗、左拉桿和右拉桿與平行4 桿機構的剛性聯(lián)接，其優(yōu)點是適應坡地播種的擬覆土和膜邊覆土。

圖6 導土控制架縱向結(jié)構Fig. 6 Longitudinal structure of soil guide control frame

2.2.4 導土板總成

導土板總成由右拉桿、拉桿座、左拉桿、活動導土板、合頁和大護罩等組成，如圖7 所示。導土控制架下梁上的懸臂桿與拉桿座是一體的（圖5），當導土控制架下梁擺動時，帶動活動導土板擺動，從而改變土壤的流動下落軌跡，適應坡地膜邊覆土。

圖7 導土板總成結(jié)構Fig. 7 Structure of soil guide plate assembly

2.3 地輪總成

地輪總成由軸承座、軸承座支桿、地輪總成連接套、螺桿、螺母、輪胎和地輪軸等組成，如圖8 所示。在機架前部左右側(cè)設有地輪總成連接套，小軸能在圓孔內(nèi)轉(zhuǎn)動，用扳手順時針擰動小軸上端，地輪總成向上運行，逆時針擰動小軸上端地輪總成向下運行。其優(yōu)點是能夠無級調(diào)節(jié)機具與地面的工作高度，用于適應不同地貌的播種作業(yè)。

圖8 地輪總成結(jié)構Fig. 8 Structure of ground wheel assembly

地輪軸結(jié)構如圖9 所示，用45#圓鋼制造，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后進行車削和銑削等機械加工。其優(yōu)點是剛度和強度好，滿足播種作業(yè)中各種惡劣環(huán)境的需要。

圖9 地輪軸結(jié)構Fig. 9 Structure of ground wheel shaft

2.4 行距調(diào)整機構

行距調(diào)整機構由行距調(diào)整塊連接銷、U 形連接套、調(diào)整塊和拉架梁等組成，如圖10 所示。需要增大行距時將行距調(diào)整塊連接銷拔出，將調(diào)整塊放到拉架的左側(cè)，重新用行距調(diào)整塊連接銷將U 形連接套、調(diào)整塊和拉架梁連接在一起即可[9-10]。其優(yōu)點是滿足了不同品種玉米對行距的要求。

圖10 行距調(diào)整機構結(jié)構Fig. 10 Structure of line spacing adjustment mechanism

3 試驗驗證

該機于2018 年春天生產(chǎn)第1 代樣機5 臺，在遼寧省朝陽市進行了多點試驗，修改設計后于2019 年春季生產(chǎn)第2 代樣機10 臺，分別在朝陽市和內(nèi)蒙古赤峰市進行了多點大面積試驗，修改設計后于2020 年小批量生產(chǎn)并跟蹤用戶進一步完善設計，2021 年批量生產(chǎn)，同時遼寧省農(nóng)業(yè)機械鑒定站按著農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《農(nóng)業(yè)機械實驗辦法》的規(guī)定，對2MB-1/2 型鋪膜播種機的各項性能指標檢測后，通過了省級農(nóng)機推廣鑒定，并頒發(fā)了農(nóng)業(yè)機械推廣鑒定證書。該機的關鍵部件“勺量棘輪排種器”獲得國家發(fā)明專利，用于精量播種，技術水平達到了國內(nèi)領先水平。

4 結(jié)束語

2MB-1/2 型鋪膜播種機的研制與開發(fā)，填補了朝陽地區(qū)鋪膜播種機的空白，該機能夠?qū)⒎N子播種在壟溝內(nèi)，適合朝陽地區(qū)春旱發(fā)生率高的自然環(huán)境，壟臺上的地膜能夠?qū)⒂晁占綁艤蟽?nèi)，使雨水得到了充分利用，有利于出好苗出全苗，對發(fā)展朝陽農(nóng)業(yè)和提高農(nóng)民的經(jīng)濟收入具有重大意義。該機2021 年列入2021?2023 年遼寧省農(nóng)機購置補貼目錄。