馬鈴薯大壟三行鋪膜播種機(jī)的設(shè)計(jì)

摘要：遼西地區(qū)的馬鈴薯栽培農(nóng)藝要求，創(chuàng)建大壟三行栽培模式，設(shè)計(jì)研制大壟三行播種機(jī)。介紹機(jī)具的主要工作原理和傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，討論高效的配套動力的選擇方法，為提高馬鈴薯生產(chǎn)作業(yè)的機(jī)械化水平提供機(jī)具支持。

關(guān)鍵詞：播種機(jī);馬鈴薯;設(shè)計(jì);大壟三行;鋪膜

中圖分類號：S223.2+4;?S532????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A????文章編號：1674-1161（2019）06-0021-03

馬鈴薯富含淀粉、氨基酸和多種維生素，具有極高的營養(yǎng)價(jià)值，被視為世界的第四大糧食作物。馬鈴薯對環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)且應(yīng)用范圍廣，種植面積和市場需求量不斷上升。結(jié)合遼西地區(qū)的馬鈴薯栽培農(nóng)藝要求，創(chuàng)建一種大壟三行栽培模式，并研究設(shè)計(jì)一種大壟三行式播種機(jī)，以期提高馬鈴薯生產(chǎn)的機(jī)械化水平。

1 馬鈴薯大壟鋪膜種植農(nóng)藝要求

馬鈴薯大壟鋪膜種植技術(shù)的農(nóng)藝要求因地制宜。遼寧省西部地區(qū)的農(nóng)藝要求不等：行距25，30，35，40?cm;株距有27，29，31，33?cm;壟寬有50，60，80，100?cm。調(diào)查研究表明，這些農(nóng)藝要求均不是拖拉機(jī)作業(yè)的最優(yōu)農(nóng)藝條件。遼寧省農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究經(jīng)多年試驗(yàn)研究，確定最適宜遼西地區(qū)馬鈴薯大壟鋪膜種植的農(nóng)藝要求為：行距28?cm、壟寬80?cm、壟高12～14?cm，株距根據(jù)農(nóng)戶要求自行調(diào)節(jié)，具體如圖1所示。

根據(jù)馬鈴薯大壟三行鋪膜種植的農(nóng)藝要求，得出播種模式的主要技術(shù)參數(shù)，如表1所示。

種植農(nóng)藝要求為：地表下10?cm適宜播種的土壤溫度為8～10?℃;為使出苗時(shí)避開霜凍，霜凍前20～30?d為春播的最佳時(shí)期，約為4月20日左右;薯塊形成期安排在平均溫度低于23?℃、每日光照時(shí)間少于14?h、降水量適中的環(huán)境中，利于塊莖形成和膨大。

2 馬鈴薯大壟三行鋪膜播種機(jī)結(jié)構(gòu)

基于大壟三行的馬鈴薯栽種模式，按照農(nóng)藝和農(nóng)機(jī)結(jié)合的原則，研究并設(shè)計(jì)馬鈴薯大壟三行鋪膜播種機(jī)具。整機(jī)由傳動系統(tǒng)，施肥裝置，投種單體，機(jī)架，地輪及覆土、打藥、鋪膜裝置組成，結(jié)構(gòu)見圖2。其裝配圖見圖3。

工作時(shí)，投種單體播種3行;肥料施在3行種子中間，種肥分開;投種單體采用勺鏈?zhǔn)剑簧滓环N塊，株距均勻;播種后形成的大壟由覆土刮板覆土刮平，之后在大壟臺面上噴施除（滅）草劑，進(jìn)行鋪膜工作。

機(jī)具一次作業(yè)可完成大部分農(nóng)藝過程。為確保單粒，機(jī)上設(shè)2個座位，工作人員可監(jiān)視勺鏈排種情況，確保不重播、不漏播，并及時(shí)續(xù)膜。作業(yè)后形成的大壟與常用拖拉機(jī)輪距相符，避免輪胎刮碰相鄰大壟。

3 馬鈴薯大壟三行鋪膜播種機(jī)工作原理

播種機(jī)作業(yè)原理為：作業(yè)過程中，排種勺鏈在驅(qū)動輪的帶動下做環(huán)形旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，其上布置間隔相同的若干勺碗。排種勺鏈在種箱內(nèi)自下而上穿行，勺碗把種薯一個接一個的帶出、升起，多余種子在機(jī)具振動、鏈條抖動等外力作用下掉入種箱。種塊翻越種箱上方鏈輪頂端后，被拋向前方勺碗內(nèi)，種薯隨勺碗在排種導(dǎo)管中同距運(yùn)輸，離開導(dǎo)種管落入種溝內(nèi)。排種勺等距分布性和一對一取種，故溝內(nèi)薯種距離間隔相同，實(shí)現(xiàn)精量播種，避免重播、漏播。

整個作業(yè)過程為：拖拉機(jī)和馬鈴薯載種機(jī)以三點(diǎn)掛接的方法連接在一起，由拖拉機(jī)牽引前置滾動式施肥開溝器開出肥溝和3個滑動式播種開溝器開出種溝，肥料與種切塊種薯經(jīng)排肥（種）器排出，落入對應(yīng)的肥溝或種溝內(nèi)。由于排種器和排肥器均由地輪帶動，故拖拉機(jī)速度對株距沒有影響，播種均勻等距。起壟機(jī)構(gòu)和拖拉機(jī)輸出軸相連，拖拉機(jī)動力輸出軸帶動起壟機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)，起壟葉片深入地表將土壤向中間撥動覆土，形成具有壟臺的大壟。在形成的壟臺面上噴灑滅草藥液、覆膜、鋪滴灌帶，整套的農(nóng)藝過程完成。

4 馬鈴薯大壟三行鋪膜播種機(jī)傳動系統(tǒng)選擇

播種機(jī)在拖拉機(jī)的帶動下，分別由兩側(cè)的地輪和拖拉機(jī)動力輸出軸來帶動各部件運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)各功能。

4.1 排種器部分

排種器傳動如圖4所示。拖拉機(jī)拖動機(jī)具向前運(yùn)動時(shí)，地輪1始終緊貼地表。由于地表不平整，地輪相對滑移，只能做近似純滾動。地輪運(yùn)動帶動同軸鏈輪1傳動，與鏈輪2同軸的3個排種勺鏈均被帶動做回轉(zhuǎn)運(yùn)動，進(jìn)而帶動鏈條上的種勺在種箱內(nèi)由下至上運(yùn)動。種勺回轉(zhuǎn)到鏈條的另一側(cè)，由上至下依次進(jìn)入導(dǎo)種管，周而復(fù)始循環(huán)。

4.2 排肥器部分

排肥器傳動如圖5所示。排肥器鏈輪2在地輪2和鏈條帶動下做回轉(zhuǎn)運(yùn)動，與鏈輪2同軸的3個排肥外槽輪同時(shí)轉(zhuǎn)動，將肥料不斷排出。

4.3 起壟覆土部分

起壟覆土傳動方案如圖6所示。拖拉機(jī)動力輸出軸與動力輸入軸由零件萬向節(jié)連接，動力輸入軸憑借與之配套的變速箱內(nèi)傘齒輪組，改變動力方向并傳輸?shù)叫饓泡S上，帶動旋耕起壟刀具做回轉(zhuǎn)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)起壟覆土功能。

4.4 拖拽部分

拖拽部分主要由用于排肥的開溝器、用于排種的開溝器及鋪膜機(jī)構(gòu)組成。拖拽部分相對播種鋪膜機(jī)位置靜止，當(dāng)拖拉機(jī)拖動播種鋪膜機(jī)行進(jìn)時(shí)，拖拽部分被帶動，進(jìn)而使開溝、劃行等功能得以實(shí)現(xiàn)。

5 馬鈴薯大壟三行鋪膜播種機(jī)配套動力確定

為保證各機(jī)構(gòu)正常工作，與該播種機(jī)配套的動力應(yīng)大于滿足播種機(jī)正常工作所需功率。

栽種機(jī)器將開溝、播種、施肥、覆土、起壟等功能集合起來，是一種多功能播種機(jī)。若將各機(jī)構(gòu)動力加以計(jì)算再選擇配套勞動力，甚為繁瑣，故選擇類推比法確定配套動力范圍，再根據(jù)動力范圍選擇動力型號。

2BSMX-2型馬鈴薯播種機(jī)與馬鈴薯大壟三行播種機(jī)的開溝器為同一類型，但其開溝器有4個，而馬鈴薯大壟三行播種機(jī)配有6個。二者的起壟機(jī)構(gòu)相似，但2BSMX-2型馬鈴薯播種機(jī)工作寬度為800?mm，而馬鈴薯播種機(jī)作業(yè)寬度是1?200?mm，故起壟部分的消耗功率應(yīng)稍大。在排種器和排肥器動力選擇方面，馬鈴薯大壟三行播種機(jī)的預(yù)測估值應(yīng)為2BSMX-2型馬鈴薯播種機(jī)動力（18～24.7?kW）的1.2～1.5倍，在22?kW以上。選擇播種動力時(shí)，除比較評估外，在土槽試驗(yàn)臺車的拉動下進(jìn)行試驗(yàn)，確定最佳動力應(yīng)為20.6～25.7?kW。

經(jīng)過綜合比較分析，確定以雷沃歐豹M280-E型拖拉機(jī)為動力機(jī)械最為適宜。拖拉機(jī)配套功率為20.6?kW，后輪驅(qū)動，可選裝機(jī)械或液壓轉(zhuǎn)向配置，能滿足農(nóng)戶的不同要求。

收稿日期：2019-08-16

作者簡介：陳孟超（1986—），女，工程師，碩士，從事農(nóng)業(yè)機(jī)械方面的設(shè)計(jì)與研究工作。

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Design?of?Big?Ridge?and?Rhree?Row?Film?Planter

CHEN?Mengchao

（Liaoning?Institute?of?Agricultural?Mechanization，?Shenyang?110161，?China）

Abstract：?According?to?the?agronomic?requirements?of?potato?cultivation?in?western?Liaoning，?the?cultivation?model?of?big?ridge?and?three?rows?was?created，?and?the?planter?of?big?ridge?and?three?rows?was?designed?and?developed.?This?paper?introduces?the?main?working?principle?of?the?machine?and?the?design?scheme?of?the?transmission?system，?discusses?the?selection?method?of?the?efficient?supporting?power，?in?order?to?provide?the?machine?and?tool?support?for?improving?the?mechanization?level?of?potato?production.

Key?words：?planter;?potato;?design;?three?rows?of?big?ridge;?filming