基于新疆地區綠肥播種機氣吸式排種器的設計

摘 要：排種器設計技術的落后是制約新疆綠肥小顆粒種子大面積種植機械化發展的原因之一，新疆農田面臨的氣候復雜多變，特別是春季播種季節時常伴有大風、多雨、潮濕等因素干擾播種的順利進行。而精密播種的特點則更好滿足新疆環境要求，所以設計一款用于毛苕種子播種的氣吸式排種器，以便更好地在新疆地區進行機械化播種。

關鍵詞：氣吸式；毛苕種子；排種器

1 引言

新疆是屬于農業大省，實現農業機械化的可持續發展是新疆現代化農業的發展目標。隨著新疆農業環境生態的發展，所需要投入到農田中的化肥越來越多，因此需要生產的化學肥料也越來越多，并且使用的化學肥料也越來越多。綠肥在養分的提供上、鹽堿地土壤的改良上和污染的防止等多方面都有非常有效的作用，發展綠肥對建立新疆生態環境良好、營養價值十分充分并且無化學污染所以在新疆現代化農業生產體系，就有舉足輕重的作用。毛苕子根瘤和根系能給新疆鹽堿地土壤遺留大量的氮和有機物質肥料，增產效果顯著，所以大多綠肥選用毛苕子。

排種器設計技術的落后是制約新疆綠肥小顆粒種子大面積種植機械化發展的原因之一[1]，新疆農田面臨的氣候復雜多變，特別是春季播種季節時常伴有大風、多雨、潮濕等因素干擾播種的順利進行。

精密播種的特點則更好滿足新疆環境要求，現在機械化播種能夠節省人力物力，所以研制一款可以在新疆地區進行高效率播種的裝置迫在眉睫。新疆地區的專家們已經研制出一些關于此地區的播種裝置，但對于毛苕子的排種器還存在很多可以改進的地方。基于上述內容，設計一款用于毛苕種子播種的氣吸式排種器，以便更好地在新疆地區進行機械化播種。

2 方案設計于工作原理

2.1方案結構的設計

相比于舵輪式穴播器而言，氣吸式排種器能實現作物的定量的精量播種，具有省種、不傷種、對種子尺寸要求不嚴、適應力強、等優點；

此設計綠肥（毛苕種子）排種器主要包括；排種盤、種子倉、排種體、鏈輪等零部件其中排種體有設有非負壓倉、負壓倉。

氣吸式排種器氣吸孔是針對綠肥毛苕子種子的平均大小和形狀專門設計，每個氣吸孔的直徑為1.5mm，收種槽的深度為3mm左右，此種結構的設計可以將種子完全吸附到氣息口上，避免出現漏種和多種的情況。

2.2工作原理

排種盤于可轉動的排種體的側面上安裝，保證排種盤在做旋轉運動過程中的穩定性[2]。并且排種盤上有針對毛苕種子設計的圓周陣列分布的種子吸附口，在氣吸機工作運轉過程中毛苕種子被吸附在排種盤的吸附口上，隨著排種盤的轉動，種子由負壓倉經過正壓倉，由于負壓倉和真空抽氣泵相連形成負壓，非負壓倉與大氣相連通。毛苕種子經過清種刀的剔除多余吸附在吸種孔種子，保證每次吸種孔至少吸附一粒種子，在經過相同的另一個清種刀后將吸附在吸附孔上的多余種子剔除，吸附孔只剩下一粒種子。種子到非負壓倉時由于重力的原因，掉入播種口，實現播種。其排種器由于氣吸機的作用，在對負壓倉減壓時，在彈簧彈性壓縮在排種盤和墊片之間，使得排種盤可以和排種體緊密貼合，阻止了負氣壓從排種盤與排種體之間的接觸面縫隙負壓倉內，保證了排種體和排種盤氣流的密封性。

3 試驗

傳統氣吸式排種器易出現復吸、漏種、氣吸孔堵塞的情況[3]，為了驗證此次設計的排種器的實用性。為此我們借助3D打印技術按照設計數據1 ：1打印排種器。通過田間實際對打印排種器的實驗，漏種情況很少發生，偶有出現復吸的問題，為保證毛苕種子的株距排種器鏈輪的速率應控制在每分鐘約為43/轉[4]。此時可以很好的保持毛苕子播種時株距在35-40mm之間。

4 結語

本文是經過參考眾多有關氣吸排種器研究的基礎上，針對毛苕種子精量播種的研究現狀和發展要求，全面分析現有排種器結構及其播種性能的基礎上，針對毛苕種子個體尺寸大小差異，提出了氣吸排種器的設計。此排種器吸種裝置結構設計簡單明了，很大程度上較好適應了毛苕種子因為個體尺寸差異，在新疆不同土壤條件下的精量取種，生產維護成本低。種箱連接器和總殼體共同組成的封閉接種區，有效的避免了因投種和接種造成的種子的漏播。運用3D打印技術的打印的排種器實地進行排種工作過程，系統的分析了排種器不同工作階段的數據，為今后排種器結構和工作參數的優化奠定了基礎。當然此次排種器的設計也有不足之處，此排種器針對的是平均大小為2-3mm種子，所以在對大于這個范圍的種子播種會影響實際播種效果。此外排種的速度是由鏈輪轉動快慢決定，對排種的實際株距的控制把控有一定困難。總之，此次排種器的設計解決了因綠肥種子較小在新疆地區播種困難的問題，很大程度上提高了播種效率。推動新疆綠肥播種技術的發展有積極意義。

參考文獻：

[1] 陳爽.氣吸式播種機的發展現狀與功能特點[J].農機使用與維修，2018（08）：100.

[2] 劉劍鋒. 氣吸滾筒式煙草包衣種子排種器設計與研究[D].湖南農業大學，2012.

[3] 顏丙新. 盤室同步氣吸式精量排種器設計研究[D].中國農業大學，2018.

[4] 楊航，莫蝶，殷春梅，黃國賢.氣吸式三七播種器吸孔流場仿真研究[J].安徽農業科學，2018，46（30）：209-212+230.

作者簡介：

金顯偉（1994-）男，漢族，新疆塔城人，塔里木大學，本科，機械電子工程專業

項目來源

塔里木大學2018年大學生創新創業校級項目，項目編號：2018011