丘區(qū)油菜精量播種機(jī)研究與開發(fā)?

□劉小譚唐　亮蔣立茂張　艷/.四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究設(shè)計(jì)院　.四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械鑒定站

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丘區(qū)油菜精量播種機(jī)研究與開發(fā)?

□劉小譚1唐亮1蔣立茂2張艷1/1.四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究設(shè)計(jì)院2.四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械鑒定站

油菜在四川農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位，也是四川省農(nóng)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的特色經(jīng)濟(jì)作物。四川油菜年種植面積在100萬hm2左右，油菜生產(chǎn)的效益在增加農(nóng)民收入、提升農(nóng)村居民生活水平和促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)化調(diào)整等方面具有重要的作用。但是，目前油菜機(jī)械化播種普遍存在播種精度不高、生產(chǎn)效率低、機(jī)械化移栽秧苗難度大、易造成空穴、栽植密度小、適應(yīng)西南丘區(qū)機(jī)型少、區(qū)域適應(yīng)性差等問題。

本文針對目前油菜播種機(jī)存在的問題，結(jié)合四川丘區(qū)地形及油菜生產(chǎn)的農(nóng)藝要求，研究出適合丘區(qū)使用的油菜精量播種機(jī)。該機(jī)具有體積小、重量輕、油耗低、播種效率高、播量調(diào)整精確、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理、操作方便、生產(chǎn)和操作安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。

1　總體結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)參數(shù)

1.1總體結(jié)構(gòu)及工作原理

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)油菜精量播種機(jī)的目的主要是為了實(shí)現(xiàn)丘陵地區(qū)油菜露地直播的高效率、高質(zhì)量和窩距可調(diào)。該機(jī)具主要由播種機(jī)底盤、油菜精量排種器、排種速比變速裝置、行走鐵輪及播種器傳動(dòng)系統(tǒng)組成，在丘陵地區(qū)工作時(shí)可與耕耘機(jī)懸掛，配備動(dòng)力為6.3 kW，可實(shí)現(xiàn)3行精密直播。

本項(xiàng)目采用微型耕耘機(jī)為主機(jī)，由風(fēng)冷柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，動(dòng)力經(jīng)離合器、主副變速箱、齒輪鏈條減速，帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，在主軸上安裝驅(qū)動(dòng)輪，在機(jī)座后部安裝油菜精量播種裝置，實(shí)現(xiàn)油菜的精量播種功能。其總裝圖如圖1。

1.2主要技術(shù)參數(shù)和性能指標(biāo)

丘區(qū)油菜精量播種機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)和性能指標(biāo)見表1。

2　丘區(qū)油菜精量播種機(jī)的研制

2.1播種機(jī)底盤的設(shè)計(jì)

油菜屬于淺播作物，在細(xì)碎平整的土地上播深一般為1～3 cm，但播種機(jī)容易出現(xiàn)顛簸，結(jié)合丘區(qū)的整地效果及墑情，播深應(yīng)當(dāng)適當(dāng)加大，并可以控制。播種機(jī)開溝器的深度可以調(diào)節(jié)，但不能在播種過程中自動(dòng)調(diào)節(jié)；要控制播深需要采用仿形機(jī)構(gòu)。此外，油菜精量排種器本身不具有變速功能，農(nóng)藝要求油菜種子的播量、播種密度需要根據(jù)種子的質(zhì)量、土壤的肥力、墑情、播期等進(jìn)行調(diào)整。播種機(jī)上需要增加播種速比變速裝置。如圖2所示，播種機(jī)底盤包含掛接裝置、機(jī)架、地輪、變速傳動(dòng)裝置等。播種機(jī)底盤采用橫向仿形，地輪鏈傳動(dòng)、變速傳動(dòng)裝置齒輪傳動(dòng)、排種器鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。

圖1　丘區(qū)油菜精量播種機(jī)總裝圖

表1　丘區(qū)油菜精量播種機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)和性能指標(biāo)

2.2油菜精量排種器的設(shè)計(jì)

針對現(xiàn)有油菜精量排種器大部分采用外槽輪結(jié)構(gòu)，容易傷種，播種密度不易準(zhǔn)確控制，播量調(diào)整困難，難以滿足油菜播期對密度的變化等問題，本設(shè)計(jì)做了以下優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化結(jié)構(gòu)如圖3所示。

1）進(jìn)種量控制裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)。油菜種子直徑約1.2 mm，種型接近球形，流動(dòng)性好，如果不對排種器的進(jìn)種量加以限制，進(jìn)種量會(huì)過大，種子容易在清種刷前堆積、摩擦，多余的種子被排種輪帶動(dòng)通過清種裝置，影響排種精度。因此，需要優(yōu)化設(shè)計(jì)成帶一定彈性的進(jìn)種量控制裝置減輕種子對排種輪的壓力，允許適量種子進(jìn)入排種輪進(jìn)行充種，有利于減小清種裝置壓力，便于精量排種。

2）清種裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)。改清種刷的泡沫材料為豬鬃或尼龍材質(zhì)，防止泡沫材料過早損壞，增加清種刷毛的密度和面積，提高清種效果。

3）護(hù)種裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在排種器毛刷后部至排種器頂種齒與排種輪嚙合處之間設(shè)置護(hù)種板，防止種子因重力、振動(dòng)無序排出，提高排種的準(zhǔn)確性。

2.3排種速比變速裝置的設(shè)計(jì)

農(nóng)藝對油菜播種量及密度的控制要求差異較大。不同的品種，要求的密度不同；不同的地力要求的密度不同；不同的播期要求的密度不同。如果采用更換鏈輪調(diào)整傳動(dòng)比的方式和結(jié)構(gòu)來調(diào)整播種量，則需頻繁調(diào)整、操作繁瑣；而且鏈輪直徑的變化需要專門的張緊裝置，丘區(qū)油菜播種機(jī)要求結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，必須要精簡結(jié)構(gòu)。為此，需要研制速比較多的變速裝置，通過齒輪換擋的方式進(jìn)行快速調(diào)節(jié)。

圖2　丘區(qū)油菜精量播種機(jī)底盤

圖3　油菜精量播種機(jī)排種器

圖4　油菜精量播種機(jī)排種速比變速裝置

本設(shè)計(jì)采用鋼板沖壓箱體，三軸結(jié)構(gòu)，Ⅰ軸為輸入軸，Ⅱ軸為中間軸，Ⅲ軸為輸出軸。Ⅰ軸上設(shè)置高低擋位和空擋，Ⅲ軸設(shè)置1、2、3、4擋，共8個(gè)擋位，可分別對應(yīng)8個(gè)速比。結(jié)合播種密度的要求，8個(gè)速比可以對應(yīng)8個(gè)窩距，完全能夠滿足油菜播種對于密度調(diào)整的需要，排種速比變速裝置如圖4所示。了田間試驗(yàn)。試驗(yàn)地總面積為2 hm2，播深3～6 cm可調(diào)，行距30 cm，理論窩距5～17cm（有級可調(diào)節(jié)）或條播，播種速度2.4 km/h，配套動(dòng)力源功率為6.3 kW，油耗每公頃10.2 L。主要進(jìn)行了油菜精量播種機(jī)的播種測試，通過試驗(yàn)可以得出，該機(jī)播種效率高，播量調(diào)整精確、操作方便、性能穩(wěn)定及油耗低的結(jié)論。

3　性能試驗(yàn)與生產(chǎn)試驗(yàn)

本機(jī)在四川省簡陽市不同地塊進(jìn)行

4　總結(jié)

本文研究了一種重量輕、體積小、播量調(diào)整方便、油耗低的新型丘區(qū)油菜精量播種機(jī)。通過現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和測試，該機(jī)具有以下特點(diǎn)。

1）耕耘機(jī)和播種機(jī)匹配性好，耕耘機(jī)配套功能多。

2）省油，比普通類似機(jī)型省油0.1～0.2 L/h。

3）播種量控制精確，可通過調(diào)整速比變速裝置和充種型孔列數(shù)，快速調(diào)整播種密度充分滿足農(nóng)藝對于品種、地力、墑情和播期等的要求。

4）操作控制方便，操作控制手柄位于兩個(gè)扶手上，帶有轉(zhuǎn)向離合，播行直、轉(zhuǎn)移便捷。

四川省科技廳科技支撐計(jì)劃“四川主要糧油作物機(jī)械化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究示范”（項(xiàng)目編號2013NZ0023）。