氣力輸送式小麥免耕施肥播種機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

孔聰

河北浩通電力設(shè)備有限公司 山東防山 273130

小麥作為我國(guó)三大糧食作物之一，在我國(guó)幅員遼闊的種植面積中占有十分重要的地位。保障日常生活安全在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要意義。科學(xué)使用機(jī)械設(shè)備，可以提高種子發(fā)芽率和小麥抗倒伏能力；提出了小麥廣播的技術(shù)概念，即苗帶寬度為80-100mm，通過(guò)利用光和其他資源。

本文針對(duì)某地區(qū)小麥、玉米兩熟輪作土地管理模式的變化，存在播種時(shí)間緊、傳統(tǒng)播種作業(yè)效率低、種子和肥料浪費(fèi)嚴(yán)重等問(wèn)題。結(jié)合以上高速氣力輸送的研究成果和類型，提出大面積種植苗帶的技術(shù)和設(shè)計(jì)原型，為小麥包裝提供高效、安全的生產(chǎn)支持。

1 整機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

氣力輸送小麥免耕施肥播種機(jī)總體結(jié)構(gòu)。主要結(jié)構(gòu)包裝包括機(jī)架、三點(diǎn)懸掛限速輪、除茬裝置、溝播裝置、覆蓋裝置、壓力抑制裝置、風(fēng)機(jī)機(jī)架、肥料容器等，其中清茬裝置采用長(zhǎng)短刀交替布置，具有清茬、清苗功能；機(jī)器采用燕尾槽播種裝置，苗帶寬度可達(dá)12cm；為進(jìn)一步提高透氣性，充分利用所需養(yǎng)分，送布機(jī)采用中、高、低邊馬鞍式種孔形成了稀疏、中等密度的種子分布格局。在除茬裝置和覆土裝置之間的框架上安裝溝施肥器和分種器，壟溝施肥器位于種子分離器的前部，為了簡(jiǎn)化種植肥料的結(jié)構(gòu)，本機(jī)種植肥箱采用組合結(jié)構(gòu)，即根據(jù)黃淮海地區(qū)小麥種植與肥料的比例設(shè)置3:7的組合結(jié)構(gòu)，為滿足種子寬距離、長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)囊螅捎脝蝹?cè)氣動(dòng)輸送結(jié)構(gòu)增加了種子箱和肥料箱的側(cè)板、板、隔板分別由種子箱內(nèi)壁、種管和施肥管組成，施肥管設(shè)置在施肥管內(nèi)。在底部，排種器位于種子管的頂部，風(fēng)扇安裝在施肥箱的一側(cè)，進(jìn)風(fēng)口的出風(fēng)口與風(fēng)道的施肥箱相連，種子和肥料管連接在肥料管的底部，排種器的下端導(dǎo)管和導(dǎo)肥管分別穿過(guò)排種器和肥料，物料排種器與種子分離器和開式施肥器相連。反向輸送機(jī)為覆蓋層形式，其葉片為兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向相反的葉片，板由破碎輪通過(guò)鏈條驅(qū)動(dòng)；限深輪位于機(jī)架后部，底部由三組組成，機(jī)器前進(jìn)時(shí)使用外槽輪排。本機(jī)可同時(shí)進(jìn)行除茬、施肥、播種、覆蓋、涂油、壓榨等作業(yè)。

表1 測(cè)試結(jié)果

當(dāng)拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸帶動(dòng)主變速箱旋轉(zhuǎn)時(shí)，整機(jī)通過(guò)三點(diǎn)懸掛裝置附著在拖拉機(jī)后側(cè)，然后動(dòng)力傳遞到除茬裝置上進(jìn)行除茬、清苗；減壓輪向前旋轉(zhuǎn)用鏈節(jié)和工具搬運(yùn)。播種施肥裝置旋轉(zhuǎn)種子和施肥裝置，使種子和施肥裝置成為播種施肥裝置；拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸通過(guò)生長(zhǎng)變速箱帶動(dòng)風(fēng)扇高速運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生氣流，流經(jīng)工廠。堆肥倉(cāng)的進(jìn)氣口進(jìn)入風(fēng)道，排出播種裝置的種子和種子。排肥裝置排出的肥料分別進(jìn)入導(dǎo)種管和施肥管，肥料管內(nèi)的肥料通過(guò)沉降器引導(dǎo)落入溝內(nèi)肥料。最后落入開溝器打開的槽內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)種管內(nèi)的沉種器落入種子載體中，形成條形種子載體，使種子滑出；另一組壓輪通過(guò)鏈傳動(dòng)輸送，覆土裝置實(shí)現(xiàn)種子溝兩側(cè)溝土回填。保證上覆土的均勻性。最后利用浮動(dòng)壓輪對(duì)苗床進(jìn)行壓力壓制，保證苗床與肥料、土壤充分接觸。

2 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

排種施肥裝置：小麥氣力輸送免耕播種機(jī)主要結(jié)構(gòu)及工作工藝布置圖施肥裝置采用排種/施肥裝置。在肥料箱中，在頂部重力的作用下，肥料落在外槽輪上卸下肥料。外槽輪上的給肥器在地輪的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，將肥料拋向進(jìn)料口。風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流從進(jìn)氣口進(jìn)入進(jìn)料口。種子通過(guò)氣流驅(qū)動(dòng)的排水管進(jìn)入肥料沉降室，在種子撒播機(jī)落下的外槽輪、種子給料機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)輪的作用下，落入吹口形成的槽內(nèi)，同樣完成排肥，種子的進(jìn)料口和從進(jìn)風(fēng)口到進(jìn)料口的氣流，種子和種子從氣流區(qū)進(jìn)入種子沉降室出料管，通過(guò)種子開孔完成播種過(guò)程落入種子床。

3 試驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)條件：土壤類型為土壤，土壤含水量為20.4%。在此之前，玉米收獲后用秸稈破碎機(jī)還田。秸稈應(yīng)切成100mm，長(zhǎng)度和秸稈應(yīng)均勻分布。吉麥22，試驗(yàn)材料及物理性質(zhì)：幾百粒體積3.4g，容重759.2g/L，含水量11.8%，澄清度99.0%以上，種子外部尺寸（長(zhǎng)寬x高）3.6mmx3.5mmx3.2mm；試驗(yàn)肥料為顆粒狀復(fù)混肥，容重1028.9g/L，含水率10.8%。拖拉機(jī)為約翰迪爾1204拖拉機(jī)，運(yùn)行速度為8km/h以上。

根據(jù)《免耕施肥播種機(jī)》和《播種機(jī)質(zhì)量評(píng)定技術(shù)》，對(duì)氣力輸送小麥免耕施肥機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn)和檢驗(yàn)試驗(yàn)。主要檢測(cè)內(nèi)容包括旋耕質(zhì)量、播種質(zhì)量、施肥質(zhì)量、覆土質(zhì)量、可加工性等，檢測(cè)設(shè)備主要有卷尺、鐵鏟、電子秤、計(jì)算器、秒表、苦布、電桿、塑料袋、土壤硬度計(jì)、鐵鍬等。拖拉機(jī)附件和工具以60米以上的設(shè)定速度連續(xù)運(yùn)行8.6公里，往返無(wú)堵塞。如有輕微堵塞為合格，應(yīng)連續(xù)測(cè)量3次。用碎秸覆蓋地面。旋轉(zhuǎn)除草機(jī)具在正常運(yùn)行速度下，隨機(jī)抽取3條線，每排抽取10點(diǎn)旋轉(zhuǎn)秸稈質(zhì)量檢驗(yàn)點(diǎn)，并記錄。品種/深度肥料拖拉機(jī)以正常運(yùn)行速度（約8.6km/h）行駛，作業(yè)結(jié)束后，隨機(jī)抽取三排，每排隨機(jī)抽取10個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，清除土層，測(cè)量并記錄品種/肥料的深度。記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。播種頻帶寬度和播種量拖拉機(jī)在正常運(yùn)行速度（約8.6km/h）下，工作結(jié)束后，隨機(jī)抽取3排，每排隨機(jī)抽取10個(gè)點(diǎn)，取出土層進(jìn)行苗木頻寬測(cè)量，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)拖拉機(jī)懸掛，隨機(jī)抽取3個(gè)種布制種員，采用一組。將種子袋放在種子行上，對(duì)20米步行距離播種的小麥種子進(jìn)行測(cè)量。記錄粒子數(shù)和測(cè)試數(shù)據(jù)。

4 結(jié)果分析

該機(jī)已通過(guò)某地區(qū)農(nóng)機(jī)研究所的檢驗(yàn)驗(yàn)證。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和農(nóng)機(jī)鑒定站的方法，對(duì)拖拉機(jī)附件在正常運(yùn)行速度下進(jìn)行了三次連續(xù)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，該播種機(jī)具有良好的通過(guò)性，滿足播種機(jī)的設(shè)計(jì)要求。降雨分布按播種深度、垂直間距和寬度測(cè)定機(jī)后10-12試播作業(yè)、施肥深度和苗期帶及記錄，垂直間隔合格率分別為93.0%、93.6%和85.4%，網(wǎng)格化率為94.5%。其他試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。試驗(yàn)結(jié)果表明，測(cè)肥平均深度為11.87cm，平均播種深度為4.5cm，平均苗寬為11.83cm。由于施肥深度只受溝深的影響，變異系數(shù)較?。?。播種深度受除茬質(zhì)量和覆土質(zhì)量的影響，變異系數(shù)為4.7%。苗床環(huán)境和土壤質(zhì)量對(duì)苗區(qū)寬度有影響，雜種優(yōu)勢(shì)系數(shù)也較大（4.2%）。播種施肥試驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期設(shè)計(jì)值基本一致，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。結(jié)果表明，施肥量和施肥量的變異系數(shù)很低，分別為0.6%和1.7%反映了較高質(zhì)量的種子和肥料工作制度。

5 結(jié)論

由于土地管理模式的轉(zhuǎn)變，小麥、大豆一年兩次輪作制，導(dǎo)致小麥播種時(shí)間不足，機(jī)械效率低，傳統(tǒng)的氣力輸送排種設(shè)備，肥料分配不均。針對(duì)化肥播種機(jī)土壤覆蓋不均勻的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了小麥高效免耕精度。設(shè)計(jì)了一種集中出風(fēng)裝置。同時(shí)，該裝置在保持播種深度的同時(shí)，保持了種子密度。結(jié)果表明，該機(jī)具有良好的通過(guò)率和播種率。播種深度、施肥深度和垂直間隔的合格率分別為93.0%、93.6%和85.4%，變異系數(shù)分別為4.7%、2.8%和5.3%；苗木平均條寬11.83cm，合格率94.5%，變異系數(shù)4.2%。各項(xiàng)指標(biāo)與理論設(shè)計(jì)基本一致，滿足農(nóng)藝要求。