免耕播種機液壓驅動防堵裝置的設計

摘要：為解決現有玉米免耕播種機作業過程中秸稈纏繞堵塞工作部件的問題，提升破茬開溝質量，對免耕播種機的防堵裝置進行優化，設計一種液壓驅動防堵裝置。介紹該裝置的整體結構與工作原理，詳細闡述缺口圓盤刀、限深穩定輪和液壓系統的設計，并確定主要參數。經田間試驗驗證，該裝置在作業過程中可將開溝器前側秸稈有效切斷，提高了機具通過性與播種穩定性。

關鍵詞：免耕播種機； 防堵裝置； 液壓驅動； 優化設計； 田間試驗

中圖分類號：S223 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2024）04-0030-05

地表秸稈覆蓋是保護性耕作的核心要素之一。使用免耕播種機進行播種作業時，地表秸稈與雜草容易纏繞堵塞開溝器[1]。為解決這一問題，可以使用免耕播種機防堵裝置來處理種帶上的秸稈與雜草[2]。防堵技術可分為被動式防堵與驅動式防堵[3]。被動式防堵技術依靠播種機自身重力進行切斷秸稈，或利用特殊結構使秸稈分開，但在秸稈覆蓋量大的情況下防堵效果不佳；主動式防堵技術通過拖拉機動力系統經后輸出軸來驅動防堵裝置對秸稈與雜草進行切割，可改善開溝裝置通過性，保證機具作業穩定[4-6]。優化設計一種液壓驅動式免耕播種機防堵裝置，通過理論分析與田間試驗確定防堵裝置的最佳參數，從而為提高免耕播種機的作業效率和質量提供參考。

1 液壓驅動防堵裝置結構設計與工作原理

1.1 整體結構

液壓驅動防堵裝置主要由機架、圓盤刀、液壓馬達、限深穩定輪、拉簧等部件組成，其整體結構如圖1所示。

1.2 工作原理

液壓驅動防堵裝置安裝在免耕播種機播種單體的正前方，在拖拉機行進過程中，按順時針旋轉方向運動。作業時，拖拉機液壓泵輸出液壓油，通過電磁換向閥的通斷對液壓馬達的轉向進行調控，通過對電液比例閥施加電壓調整液壓馬達的轉速。液壓馬達驅動缺口圓盤刀轉動，缺口圓盤刀高速旋轉對秸稈進行切割，同時限深穩定輪壓實秸稈，形成固定支撐，以便于切割。切割作業完成后，后方的施肥開溝器和播種開溝器分別精準開出所需溝槽，以確保播種單體部件能夠順利通過，高效完成施肥和播種任務，提升免耕播種機的整體作業質量。

1.3 液壓驅動系統設計

液壓系統如圖2所示。液壓旋轉驅動裝置通過拖拉機液壓泵為液壓馬達供油，通過電磁換向閥調節液壓馬達的轉向，通過電液比例閥調節液壓馬達的轉速。溢流閥和單向閥構成一個循環回路，當工作過程中遇到高負載或負載突然消失時，能夠起到緩沖和制動作用。

2 圓盤刀運動學分析

在作業過程中，缺口圓盤刀以軸為基準進行圓周運動，并在拖拉機的牽引下保持穩定的直線運動。構建平面直角坐標系，以原點為圓盤刀旋轉中心，x 軸為前進方向，y 軸向上，分析圓盤刀的運動特性（如圖3所示）。根據運動軌跡方程，探究影響彈齒端部絕對速度的因素。