2BM-4型大豆免耕精密播种机的研究设计

    张晓伟 曹海峰 公衍峰 赵文才

    

    

    

    摘?要：研制开发了一种2BM-4型大豆免耕精密播种机，属于保护性耕作机械。该机在未耕地或者在有作物残茬覆盖地一次下田即可完成侧深施肥、破茬扩沟、开沟双条精播、覆土、镇压等连续复式作业，减少机具下地次数、提高作业效率和作业质量、降低作业成本、保护土壤有机质。经田间试验表明，该机具有结构合理、性能稳定、适应性强、易于调整和操作等特点，各项技术性能指标均到达设计要求，满足大豆免耕播种农艺要求。

    关键词：免耕播种;保护性耕作;直立排种盘

    中图分类号：S223.2?文献标识码：A

    doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.11.006

    Abstract： This paper researcher and develops 2BM-4 Soybean no-tillage precision planter， it one sort of conservation tillage machine.The machine can carry out the continuous F compound operation in one time such as side deep fertilization，stubble breaking and furrow expanding， double fine sowing of furrow cutting， soil covering and pressing， etc.， which can reduce the times of machine and tools to land， improve operation efficiency and quality， reduce operation cost and protect soil organic matter content.It has the characteristics of reasonable structure， stable performance， strong adaptability and easy operating. All the technical performance indexes meet the design requirements and agrononmic requirements.

    Keywords： no-tillage precision; protected conservation; vertical line seed tray

    作者簡介：张晓伟（1983-），男，黑龙江方正人，学士，高级工程师，研究方向：农业机械。

    0?引言

    传统的耕作方式机械多次下田土壤被严重压实、板结，造成水土流失加剧，耕作成本大幅提高，是世界各国农业生产中普遍存在的问题，并引起广泛的重视。近年来，世界各国均在研究开发适合各自国情的新的耕作技术及配套机具。免耕技术与传统耕作技术相比具有减少耕作次数、减轻土壤压实程度、有利于土壤有机质的积累和团粒结构的恢复、降低耕作能耗、提高粮食产量、降低农业生产成本等诸多优点。因此，免耕播种技术已成为国内外土壤耕作技术的发展方向。目前，在我国广大的北方旱作农业地区，随着土壤耕作机械化水平的提高，大幅度提高了劳动生产率和土地的产出率，玉米免耕播种机已趋于成熟，被广泛运用，但大豆垄上双条免耕播种机尚无理想的免耕精播机具，只能采用传统的耕播方法，其播种株距不均、播深不一致，致使出苗不齐且土壤压实严重，肥力下降，耕作能耗提高。针对我国北方旱作地区自然条件和耕作特点，结合免耕播种农艺技术要求，设计一种大豆垄上双条免耕精量播种机，达到在未耕地上或者在有作物残茬覆盖地上一次下田即可完成侧深施肥、破茬扩沟、开沟双条精播、覆土、镇压等连续复式作业，减少机具下地次数，提高作业效率和作业质量，降低作业成本，保护土壤有机质的效果。

    1?整机结构与工作原理

    1.1?结构组成

    2BM-4型大豆免耕精密播种机主要由机架、排肥装置、施肥开沟装置、拨草轮总成、除草圆盘、地轮总成、仿形轮总成、四杆机构、排肥总成、镇压轮总成、种肥监控系统等组成，整机结构如图1所示。

    1.2?工作原理

    该机为悬挂式，适用于大豆在前茬地上直接播种。传动由地轮驱动，通过传动系统将扭矩传到排种轴而实现排种作业。排种传动采用不同的链轮组合，可以获得不同的传动比。工作时破茬开沟器开出8～12 cm深的沟，由外槽轮排肥器排出的肥料经输肥管落入沟内，靠回土将肥料覆盖。直立式双圆盘排种器排出的种子经导种管落入双圆盘开沟器开出的种沟内，随后，由V形覆土镇压轮覆土压实，该机在秸秆覆盖量大时破茬开沟器容易缠草，在双圆盘开沟器前设有拨草装置和除草圆盘，可以提高播种精度和通过能力。

    1.3?主要技术参数

    外形尺寸（长×宽×高）：2100 mm×3500 mm×1450 mm;

    配套动力：29.4～51.5 kW拖拉机;

    工作行数：4;

    垄上行距（双行）：120 mm;

    行距范围：600～700 mm;

    施肥位置：种下30～60 mm，苗带中间;

    株距调整范围：50～120 mm;

    工作速度：3～5 km·h-1;

    生产率：0.72～1.4 hm2·h-1;

    整机质量：850 kg。

    2?主要工作装置的设计

    2.1?直立式排种盘

    本机设计一种大豆垄上双条播种机直立式排种盘。该排种盘实用性好、结构简单，保证播种过程中的准确性和一致性。后期出苗整齐，提高了播种精度和播种质量，为提高粮食产量打下了坚实的基础。

    设计方案如图2所示，直立式排种盘包括长导种凹槽、短导种凹槽、型孔窝、轴孔、安装孔、排种盘体。长导种凹槽长度A的范围为35～38 mm，短导种凹槽长度B的范围为18～20 mm，型孔窝半径R为5～6 mm，窝孔边缘设有倒角。长导种凹槽与短导种凹槽中心线平行，且与水平夹角α范围为28°～29°。长导种凹槽、短导种凹槽和型孔窝沿圆周均布阵列，长导种凹槽与短导种凹槽各30个，型孔窝60个。排种盘体上设有轴孔和安装孔，排种盘在排种器中转动时，在充种区种子逐次通过长导种凹槽与短导种凹槽准确进入型孔窝，随之转动，种子在排种盘强制推动下，经排种口排出，进入导种管，由导种管内流出的种子掉入开沟圆盘所开出的种沟内，完成播种过程。

    2.2?排种器连接装置

    排种器连接装置的设计方案如图3所示。指夾式排种器连接装置包括传动支撑架焊合、传动装置;传动支撑架焊合包括四杆机构连接板、口肥箱架连接板、种箱连接座板、排种器支撑板;四杆机构连接板上设有四个与四杆仿形机构螺接的槽形安装孔，口肥箱架连接板上设有四个与口肥箱架螺接的连接孔，种箱连接座板上设有种腔孔和四个螺接种箱的安装孔;排种器置于传动支撑架焊合内部，并螺接在排种器支撑板上;传动装置包括张紧轮、传动链轮组合，张紧轮通过张紧轮轴固设在排种器支撑板左下侧;传动链轮组合包括排种链轮轴、排种链轮、排种链轮轴承座、预紧弹簧、弹簧挡片，排种链轮轴通过排种链轮轴承座与排种器支撑板螺接固定，并与传动支撑架焊合内部的排种器相连，完成排种器动力的输入，排种链轮轴上依次套装排种链轮、预紧弹簧、弹簧挡片，尾端安装开口销轴;排种链轮通过链条与其他链轮相连完成动力的输入;通过更换排种链轮提供多种传动比，进而调整播种株距。

    3?性能测试

    试验参照JB/T6274.1-2001《谷物播种机技术条件》的规定进行。主要测试田间作业质量、经济性、可靠性是否符合相关标准。试验过程中配套轮式拖拉机型号为东方红-654，2BM-4型大豆免耕精密播种机性能测定如表1所示。

    4?结论

    通过对2BM-4型大豆免耕精密播种机的田间作业质量、经济性、可靠性试验，结果表明，该机作业时一次下田即可完成侧深施肥、破茬扩沟、开沟双条精播、覆土、镇压等连续复式作业，各项性能指标均达到设计要求和农艺要求。该机具作业性能可靠，适应性强，工作效率高，是目前国内较为先进的用于保护性耕作的大豆垄上双条免耕播种机，推广前景十分广阔。

    参考文献：

    [1] [德]H.L文内而.现代农业机械化技术[M].北京：机械工业出版社，1990.

    [2]?张桂林.简明农业机械设计标准应用手册[K].北京：机械工业出本社，1993.

    [3]?李洪文. 旱地玉米免耕覆盖播种技术及机具试验研究[J].干旱地区农业研究，1994（9）：95-100.

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