小型农用液肥播种一体机总体方案设计

郑文娟+富强


摘 要:根据农学知识、农用生产需求,介绍了小型农用液肥播种一体机的结构特点、主要零部件的结构设计,对液肥播种机的整体结构分割为播种机、施肥机两大部分,并对其主要零部件做独立的设计研究,保证了液肥播种机的快速、可靠及安全性能,从而减少农业成本,提高播种施肥的效率。
播种和施肥是农业生产中的重要环节。以往通过手工施肥主要以固体肥料为主,随着肥料种类的不断研究,渗透性更好、营养成分更高的液体肥料已逐渐被广泛的应用。对于液体肥料的施加,一般采用喷壶形式喷洒,不仅使得肥料浪费严重,要在较短时间内完成播种和施肥的难度加大。针对这一现象,本文对小型农用液肥播种一体机进行了设计研究。
1 施肥机构的设计
主要工作部件的选择与设计
(1)加压部件
对于液氮和液体肥料中的液体肥料,可以使用普通的农用隔膜泵。因为它属于容积泵,流量随泵流量的变化较小,在低压下可相对稳定工作。同时便于调节流量,适应生产中工作速度的变化。
(2)喷射部件
喷头部分要求喷射流量均匀,液肥能够准确的喷到指定的肥沟,不能喷到沟外或沟墙上,结构需简单,功率耗费不能过高。因此设计时喷头喷出的液体应为柱状,且不能出现大锥角,且喷出液肥的压力不能过高,这样可减少冲倒沟墙的可能性,从而降低系统的功率消耗。按照以上的设计要求以及对各结构参数的研究,设计喷头为长流道式结构。流道长度为40mm,直径为2~10mm。
(3)储存部件
储存部件的选用主要考虑了液体肥料的性质,采用了无压型复合肥箱,主要由耐腐蚀工程塑料制成的。
2 播种机构的设计
2.1 排种开沟器的设计
目前使用的排种器有XGJP型垂直型孔轮式排种器,排钟精确,结构简单,工作可靠;还有靴式开沟器,结构复杂但种沟平整,双苗带分布均匀,实现双垄播种。本文设计的尖角开沟器主要考虑入土能力、开沟宽度、动土状态、回土速度等因素,如图1所示。
2.2 镇压装置的设计
镇压器能够让松弛的耕作层变得紧实,孔隙率合适,并有反润效果。镇压轮是镇压机构的重要部分。恰当的镇压,能减少土地中的大空隙,避免水分流失,使土壤保墒,增强土壤毛细管作用。本文机械采用通用机架,在作业时可卸下排种系统和施肥系统,因此采用压力分布均匀的圆柱镇压轮对种沟和肥沟进行覆土后镇压,如图2所示。
2.3 排钟装置的设计
本文排种机构以设计简单、排种灵活、排种顺畅为出发点,通过链轮的旋转拨动种子向下移动,链轮为旋转一定的角度,会带出一部分种子进入下种器,通过控制链轮的速度可控制排种的速度。如图3所示。
3 液肥播种机中间传动装置的设计计算
3.1 选择链轮齿数
施播机的一个地轮给两个排种器供应动力,地轮直径为D=360mm,地轮到排种器轴经一级减速,传动比为2:1。在6Km/h的作业速度下,排种频率为31粒/s,远小于排种器最高工作排种频率。考虑地轮的打滑因素选取播种机构小链轮齿数Z1=9;从动链轮齿数:Z2=2×9=18取Z2=17。
4 小型液肥播种一体机的总体设计方案
小型液肥播种一体机的整体结构如图4所示。本机为全悬挂结构,选用当前小型播种机的通用机架,两个播种单体可播两垄,每垄可播两行,两行垄侧施肥。每个播种单体上有肥箱、排种器、排种开沟器和覆土器。液肥箱、液泵排肥开沟器安装在机架上,加压装置选择隔膜泵,采用地轮限深并为排种器和液泵提供动力。
5 结语
本文所设计的播种施肥机构的精度高,加上液体肥料的优点,使该机具有极大的实用意义,而且操作简便,大大减轻了工人的劳动强度,并且适应时代发展需要,经济性能好,能迎合目前市场需要。
参考文献
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作者简介
郑文娟(1990-),女,黑龙江五常,硕士,大连科技学院,助教,研究方向:机械设计制造。
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