新型免耕與旋耕播種機刀軸的研究與應用

[摘 要] 為了解決種子出苗率低、出現燒苗，免耕播種機在作業期間行走困難以及出現擁堵等技術難題。本文介紹河南豪豐農業裝備有限公司研制開發的新型耕作刀軸的構造、工作原理、主要技術參數，簡要說明使用新型耕作刀軸所產生的經濟和社會效益。

[關鍵詞] 播種機；刀軸；構造；工作原理

[中圖分類號] S223.2 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2017）01-92-3

近幾年，保護性耕作已被大部分國家所認同，并進行試驗推廣。免耕播種機是保護性耕作技術的主要配套機具，刀軸是免耕播種機上的主要部件，與變速箱動力輸出軸連接，在動力輸出軸帶動下旋轉，安裝在上面的刀片將土壤及作物秸稈根茬旋起、粉碎。隨著免耕播種機的運用，也出現了一系列問題，如現有的免耕機刀軸有的是把作物秸稈根茬粉碎拋撒在地表，有的將粉碎的秸稈根茬與旋起的土壤攪拌在一起。裸露在地表的秸稈根茬易著火，易風吹污染環境；與土壤攪拌在一起的作物秸稈根茬易形成空隙，播種后化肥和種子混在一起，出現燒苗現象，影響作業效果。

目前市場上的免耕（旋耕）施肥播種機刀軸普遍都存在著種子出苗率低、出現燒苗，機具在作業期間行走困難，出現擁堵等現象，導致農作物的產量降低，農民收入隨之減少。為解決上述技術難題，研究開發一種能夠解決種子出苗率低、出現燒苗、機具在作業期間行走困難、出現擁堵等技術難題的新型耕作刀軸，已成為涉農企業及涉農科研單位的當務之急。

因而，本著提高小麥播種質量，減輕勞動強度，提高生產效率和經濟效益的目的，河南豪豐農業裝備有限公司經過刻苦攻關，研制開發了一種新型耕作刀軸，根據刀盤排列分布不同安裝不同機具，可作為免耕施肥播種機和旋耕施肥播種機使用。

1 新型免耕施肥播種機

1.1 播種機刀軸

1.1.1 結構組成。新型免耕施肥播種機刀軸結構如圖1所示，新型埋茬刀結構如圖2所示。新型埋茬刀設計回轉半徑R245折彎在刀身頂端附近25°折彎。新型埋茬刀主要特點如下：①作業時帶土少；②秸稈淺埋在地表，加快秸稈腐爛；③秸稈與種床內土基本全部分離。

1.1.2 工作原理。作為新型免耕刀軸，包括有軸身1，軸身1上面焊接有刀片安裝盤5，刀片安裝盤5間焊接有防纏草板4，軸身1一端安裝有軸承室總成6，軸承室總成6上安裝有壓蓋7，刀片安裝盤5在軸身1上螺旋分布排列，刀片安裝盤5兩側對稱安裝有左埋茬刀3和右埋茬刀2。本新型免耕播種機用埋茬刀軸，設有防纏草板避免了刀軸自身纏繞，造成壅堵，在刀片安裝盤上安裝有埋茬刀，作業時將作物秸稈根茬聚攏淺埋在背垅上，避免了作物秸稈根茬裸露在地表污染環境或與土壤攪拌影響機具作業效果。

作業時，將軸身1與免耕播種機變速箱的動力輸出軸連接，用螺栓將軸承室總成6固定在免耕播種機機架側板上，刀軸在變速箱動力輸出軸帶動下做圓周旋轉，安裝在刀片安裝盤5上的左埋茬刀3和右埋茬刀2將作物秸桿、根茬和土壤切碎旋起向后拋出，比重小的秸稈、根茬拋的較低先落下，比重大的土壤拋的較高，落下后將秸稈、根茬掩埋，完成作業。

刀軸設有新式防塵裝置，刀軸軸身與軸承室連接端、花鍵套與箱體連接端均設有雙重迷宮槽，有效地防止了塵土和雜物的侵入，更好地保證了刀軸使用壽命。由于刀片動土量小，松土效果不明顯，故增加了刀片數量，每個刀盤上安裝6片埋茬刀，有效地解決了這一問題。

1.2 新型免耕施肥播種機

1.2.1 基本構造。新型免耕施肥播種機如圖3所示，其主要與51.5～66.2 kW輪式拖拉機配套作業。其主要由牽引架、機架、變速箱體總成、新型免耕刀軸總成、種肥箱總成、調節架、施肥腿、播種腿、鎮壓輥、限深輪和覆土組件等零部件組成。

1.2.2 工作原理。拖拉機的動力由后輸出軸經萬向節傳動軸直接傳入該機中間箱體，刀軸在變速箱動力輸出軸帶動下做圓周旋轉，安裝在刀片安裝盤5上的左埋茬刀3和右埋茬刀2將作物秸稈、根茬和土壤切碎旋起向后拋出，比重小的秸稈、根茬拋的較低先落下；比重大的土壤拋的較高，經擋土板落下后將秸稈、根茬掩埋。

機具在拖拉機牽引力作用下勻速前進，后置的鎮壓輥靠自重與地面摩擦滾動，經鏈條帶動排種和排肥機構實施排種排肥，排下的化肥經輸肥管落入施肥開溝器所開的溝槽內；排下的種子，經輸種管落入開溝器所開的溝槽內，后置的鎮壓輥在滾動前進的同時將松土壓實，完成作業全過程。

1.3 免耕施肥播種機刀軸的主要技術參數

免耕施肥播種機刀軸的主要技術參數詳見表1。

2 新型旋耕施肥播種機

2.1 新型旋耕施肥播種機刀軸

新型旋耕施肥播種機刀軸結構如圖4所示。

2.2 新型旋耕施肥播種機基本構造

新型旋耕施肥播種機基本構造如圖5所示，其主要與58.8～73.5 kW輪式拖拉機配套作業。其主要由牽引架、機架、變速箱體總成、新型旋耕刀軸總成、種肥箱總成、調節架、施肥腿、播種腿、圓盤開溝器、鎮壓輥、限深輪和覆土組件等零部件組成。

2.3 新型旋耕施肥播種機刀軸的主要技術參數

新型旋耕施肥播種機刀軸的主要技術參數詳見表2。

3 效益分析

傳統的小麥種植模式由秋收后進行秸稈還田、耕地、耙地、撒肥和播種等完成。每一環節基本上都實現了機械化，但每一次機器作業事項都會對土地造成不同程度的碾壓，造成土壤壓實，土地板結。現有的免耕與旋耕施肥播種機可一次完成耕地、施肥、播種等，但前茬玉米秸稈需進行粉碎還田，且普遍存在種子出苗率低、出現燒苗，機具在作業期間行走困難及出現擁堵等現象，導致農作物產量降低，不易被農民接受。

河南豪豐農業裝備有限公司研制的免耕與旋耕施肥播種機采用新型刀軸，具有使用地域廣、適應性強、出苗率高、田間作業效率高及效益明顯等顯著特點。該系列機型一次可實現對種植苗帶秸稈的粉碎、開溝、施肥、播種、埋茬和鎮壓等多道工序，實現秸稈粉碎淺覆蓋旋耕施肥播種。

傳統作業，秸稈還田30元/667 m2，施肥、耙地40元/667 m2，播種20元/667 m2，合計90元/667 m2。機器作業次數多，作業繁瑣費時費力。現有免耕與旋耕施肥播種機作業，秸稈還田30元/667 m2，旋耕、施肥、播種60元/667 m2，合計90元/667 m2。機器碾壓次數減少，省時省力，但易于擁堵，田間行走困難。新型免耕與旋耕施肥播種機一次作業可完成秸稈粉碎還田、旋耕、施肥、播種和埋茬等共計60元/667 m2。不擁堵、不缺苗，省時省力，增產增收。

其中，購機戶經濟效益分析預算：機具使用壽命按5 a計算，每臺機具年作業66.67 hm2，作業后平均667 m2收費60元，除去燃油消耗、人工投入和機具折舊費用20元，機具使用1 a可為購機戶創收：（60-20）×1 000=4萬元。種植戶節支效益分析預算：根據實地試驗結果，新型免耕施肥播種機與傳統免耕施肥播種機相比，667 m2糧食增產增收80元，使用該機作業，1臺機具作業1 a可為農民增收節支：（80+30）元×1 000=11萬元。

新型免耕與旋耕施肥播種機刀軸的使用，有效地降低了播種前投入的成本，提高了生產效率，更好地控制和優化了作物的生長環境，以達到增產增收的效果。可起到解放農村勞動力，減輕農民勞動強度，加快糧食安全工程建設步伐；可促進糧食增產，農業增效，農民增收。本產品產業化后，可為社會提供就業崗位，促進社會和諧穩定，并對經濟社會發展和科技進步起到一定的推動作用。