一種新型播種機的設計與試驗研究*

程 騰，同思萍，馬曉虹，劉志林

（1.西安汽車職業大學，陜西 西安 710600；2.陜西建工機械施工集團有限公司，陜西 西安 710032；3.山東省濰坊商業學校，山東 濰坊 26101；4.西藏農牧學院，西藏 林芝 860000）

1 深松間歇施水坐水播種機整機結構與工作原理

間歇施水坐水播種機由3 個單體組成，每行1 個[1-5]。每個單體由松土開溝器、施水機構、排種裝置組成。結構如圖1 所示，配套動力為上海50 型拖拉機。機組工作時，松土開溝器13 在前進方向上進行松土并開出種溝，地輪1 在地面上仿型運動，將動力傳遞給2 鏈輪傳動系（變速傳動箱），帶動槽輪機構和施水機構的凸輪8 進行聯動，排種器的槽輪轉速和凸輪的轉速成一定的比例。一方面，帶動種箱的槽輪機構運轉，在槽輪機構的運動下，種子從種箱進入排種管，種子在排種管的導向作用下順管排下；另一方面，通過7 鏈傳動，將動力傳遞給凸輪機構8，凸輪機構旋轉凸輪輪齒推動推桿9，推桿9 運動后頂推水閥10的推桿，水閥10 被打開，水從進水口進入后，在水閥打開的情況下，通過水閥從進水口流至出水管，水在出水管的導向作用下順管而下，出水管內部壓力增大，出水管管口的水閥被打開，水即可排入穴中，與此同時，在出水管口聯動裝置的作用下，排種管口同時被打開，水和種子同時被排入到土穴中，一次工作過程完成。

2 關鍵部件選型

2.1 總體方案設計及選型

1）旋耕松土開溝間歇施水坐水裝置。采用旋耕松土開溝播種是一種傳統的播種方式。旋耕松土可以使土壤松軟，增強土壤的透氣性，改善土壤組織結構，有利于種子的萌發生長，但同時會使土壤中的水分大量流失，難以達到保持水分的效果，并且在沒有種子的部分，旋耕的土壤未能被完全利用，這在某種程度上是一種浪費。旋耕過后的土壤需水量很大，但是能夠被種子利用上的卻很有限，且該機結構復雜，生產成本高。

2）挖坑間歇施水坐水裝置。采用挖坑開溝間歇施水坐水裝置，可以有效保持土壤中的水分，在有用的地表上挖坑作業，其余部分不作業，大大提高了工作效率，而且其保持土壤水分的效果很明顯，但對于未耕茬地或少耕免耕粘壤土地，種床上打穴困難且此裝置結構復雜、龐大，生產成本高。

3）犁鏵深松開溝間歇施水坐水裝置。此種工作方式也是一種傳統的耕作方式，犁鏵在硬茬地上將土壤翻松后，開溝鏟在其上開出溝來，排種和排水以穴排和穴灌的方式排種排水。一方面，犁鏵的松土深度要大于開溝器的入土深度，保證施下來的水能夠以種子為中心，向種子的下部下滲，有利保證在缺水地區種子萌發初期所需的水分和出芽率；另一方面，此種裝置結構簡單、緊湊，所使用的生產材料都是一般常用材料，生產成本低，更能讓農民朋友所接受，且在性能方面也能夠滿足農機上的要求。

因此，通過從經濟性、結構復雜度以及施水播種的效果方面綜合評估，第三種方案較為合理。

2.2 傳動系統設計及選型

1）齒輪傳動系統。采用齒輪傳動系統主要優點：外廓尺寸小，工作可靠性高，使用壽命長，瞬時傳動比為常數；傳動效率高，結構緊湊，功率及速度適用范圍廣。其缺點主要表現在成本較高，精度低，振動和噪聲較大，不宜用于軸間距里大的傳動。

2）鏈傳動系統。采用鏈傳動系統主要優點：不需要很大的張緊力，作用在軸上的載荷較小；效率高，能夠在復雜惡劣的環境中工作，且適宜用于較大距離的傳動。其主要缺點表現在瞬時傳動比不均勻，不宜在變化很大和急促反向傳動中應用。

3）齒輪—鏈傳動。采用齒輪—鏈傳動，在地輪和種箱部分的傳動采用齒輪傳動，可利用齒輪傳動比為常數的優點保證了精密播種。在種箱和水閥之間采用鏈傳動，可利用鏈傳動適用于較大距離傳動的優點，從而避開了齒輪傳動在較大距離傳動方面的不足，但此結構復雜，造價成本高。

通過以上三個傳動方案的比較分析，結合考慮經濟性、實用性和使用者的實際情況，方案2 是較為理想，并且使用鏈傳動在農業機械上完全可以保證其播種的精確性。

3 試驗

3.1 主要技術參數

試驗的主要技術參數如表1 所示。

3.2 試驗過程

機具名稱和型號：深松開溝間歇施水坐水播種機樣機，牽引動力為上海50 型（35.3kW）拖拉機。

試驗目的主要為了驗證該機型在堅實度較大的地塊進行穴灌穴播的可能性和有效性，因此，穴灌量、施肥量、出苗率等文中未列入。試驗地點選在陜西關中某地區保護性耕作試驗地，粘壤土，土壤上層100mm 內平均含水率為7.16%，平均硬度0.391kg/mm-2，所用玉米種子經過清選但未分級。試驗方法按照GB6973-86.單粒（精密）播種機試驗方法進行，對測試數據進行計算分析，匯總結果如表2 所示。

表2 播種機試驗測定表

3.3 試驗結果分析

1）設計粒距250mm，機組在速度1 時，試驗粒距平均246.1mm，機組在速度2 時，平均粒距261mm，變異率小于4.1%，合格率93.1%，重播指數小于1.71%，漏播指數小于2.14%，說明機具排種性能滿足設計要求，粒距均勻性較好。

2）每次施水的平均灌水量為197g/次時，水沿溝流動量少，相鄰水濕潤區不相接，平均灌水量為404g/次時，相鄰水濕潤區有相接現象，但種子下部水入滲深度明顯較大，說明機具比穴播條灌機需水量要少，比打穴灌水類機型需水量要大，但可以滿足茬地間歇施水播種的要求。

3）種子離水濕潤中心距平均為17mm，小于設計值20mm，合格率94.7%。播種深度變異率平均11.7%，試驗數據均在設計播深值以內；種水同穴率99.7%，基本滿足農藝要求。

4 結論

1）實際灌水試驗說明該試驗機型可以在茬地進行間歇施水坐水播種作業，克服了現有穴播穴灌機不能在未耕茬地或少耕免耕粘壤土地穴灌坐水播種的局限。

2）試驗結果分析說明該機型設計合理，結構簡單，工作性能可靠，各項指標滿足農藝要求。

3）試驗機具雖比穴播條灌機需水量少，但比打穴灌水類機型需水量要大，有待進一步研究改進。