大壟雙行馬鈴薯播種機的研究

楊沫

摘 要： 按照馬鈴薯種植的農(nóng)藝要求，為滿足基本生產(chǎn)的需要，創(chuàng)新設計大壟雙行馬鈴薯播種機，一次作業(yè)可完成施肥、播種、起壟、覆土等環(huán)節(jié)，通過播種作業(yè)試驗機具性能，試驗結果表明該播種機具有作業(yè)效率高、動力消耗低、降低生產(chǎn)成本、覆土效果好、省時省力等特點。

關鍵詞： 大壟雙行;馬鈴薯;播種機

中圖分類號： S223.2? ? ? ? ?文獻標識碼： A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.10.006

0 引言

馬鈴薯是世界糧食系統(tǒng)中不可缺少的一種農(nóng)作物，其產(chǎn)業(yè)的快速、可持續(xù)發(fā)展在保障世界糧食安全和推動農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展中扮演著重要角色。中國是世界上馬鈴薯第一生產(chǎn)大國，種植面積約550萬hm2，占世界馬鈴薯種植面積的1/4，總產(chǎn)量占世界的1/5，占亞洲的17%。中國馬鈴薯種植區(qū)分為北方一作區(qū)、中原二作區(qū)、西南單雙混作區(qū)和南方冬作區(qū)。目前馬鈴薯種植面積最大的是內(nèi)蒙古，其次是貴州、黑龍江、甘肅等地。2019年黑龍江馬鈴薯種植面積大約為570萬畝左右，馬鈴薯種植戶約400萬戶，絕大多數(shù)以個體農(nóng)戶為主，機械化水平不足，生產(chǎn)成本較高，生產(chǎn)效率較低。國外進口大型馬鈴薯播種機技術成熟、可靠性高，但是價格昂貴，而國內(nèi)馬鈴薯播種機雖然價格低廉，但耐用性不強，維護成本較高。針對此現(xiàn)象設計出價格低廉、實用性強、適用于個體農(nóng)戶使用的馬鈴薯播種機有廣闊的前景。

本文設計目的就是針對上述存在的問題，結合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實際需求，設計一種大壟雙行馬鈴薯播種機，達到保證和提高大壟雙行馬鈴薯播種作業(yè)質量、減小生產(chǎn)成本、降低動力消耗、適用個體農(nóng)戶使用的目的。

1 總體結構及主要技術指標

1.1 總體結構

本文設計的大壟雙行馬鈴薯播種機主要是集成整地技術及馬鈴薯播種技術，一次作業(yè)可完成開溝、施肥、播種、起壟、覆土等環(huán)節(jié)。該機包括機架總成及配裝在機架總成上的開溝圓盤、播種單體、種薯箱、肥箱、起壟部件、整形部件等。大壟雙行馬鈴薯播種機總體結構示意圖，如圖1所示。

1.2 主要技術指標

配套動力：22～40 kW;

配套方式：三點懸掛;

外形尺寸：1800 mm×1400 mm×1600 mm（長×寬×高）;

壟距：110 cm;

株距：17～44 cm;

作業(yè)壟數(shù)：1;

作業(yè)行數(shù)：2;

作業(yè)效率：0.2～0.33 hm2·h-1;

種箱容量：70 kg;

施肥箱容量：30 kg;

種薯質量：40～60 g;

結構質量：300 kg。

2 部件設計

2.1 開溝部件設計

為了防止纏繞，本結構設計為通過性好的圓盤開溝器。傳統(tǒng)的馬鈴薯種植技術大多采用靴式開溝器完成馬鈴薯薯塊種溝開溝作業(yè)，傳統(tǒng)靴式開溝器，不僅作業(yè)阻力大，而且動力消耗多。圓盤開溝器可以轉動，開溝效果更好，具有作業(yè)阻力小、動力消耗少的特點，近些年來，隨著農(nóng)藝技術的進步和發(fā)展，開溝圓盤取代傳統(tǒng)靴式開溝器已經(jīng)成為一種趨勢。

2.2 傳動地輪設計

本機具具有可調節(jié)地輪結構。本文大壟雙行馬鈴薯播種機地輪既具有傳動作用，又具有行走支撐作用，通過調節(jié)地輪支架上的螺紋桿可以調節(jié)機具的高低，滿足馬鈴薯種植要求。具體結構如圖2所示。

2.3 播種部件設計

播種單體種勺排種機構采用勺鏈式代替?zhèn)鹘y(tǒng)皮帶式排種機構。傳統(tǒng)皮帶式排種機構容易發(fā)生打滑，造成馬鈴薯薯塊漏播，操作不當造成皮帶斷裂，年限過長發(fā)生老化等問題。勺鏈式排種機構相比較皮帶式排種機構，具有結構簡單、使用壽命長、可靠性強等特點，能減少漏播率，適用于大壟雙行馬鈴薯播種機使用。

2.3.1 播種傳動設計

傳統(tǒng)馬鈴薯播種機傳動形式是通過傳動地輪的轉動帶動鏈條，將動力直接傳遞到播種機構。本文設計的大壟雙行馬鈴薯播種機，由于地輪可以調節(jié)高低，若采用傳統(tǒng)傳動形式，調節(jié)地輪高低會導致鏈條張緊度發(fā)生變化，調節(jié)過程過于復雜，為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，采用一個過度鏈輪的形式，將地輪的動力先傳到過度鏈輪上，然后通過過度鏈輪將動力傳遞到播種機構，并分別調整好各自鏈輪張緊度，減少調節(jié)步驟，方便調節(jié)。播種傳動結構示意圖，如圖3所示。

2.4 起壟部件設計

本文大壟雙行馬鈴薯播種機采用旋耕起壟方式起壟。傳統(tǒng)的起壟方式容易造成土壤板結、緊實度高、透氣性差、滲水性和存水性差等缺陷，造成馬鈴薯產(chǎn)量受到影響。因此選用旋耕起壟的方式進行起壟，可以提高土壤的膨松度及存水性，從而保證土壤的蓄水性和滲透性。旋耕起壟方式，壟形飽滿、土質細，適合馬鈴薯膨大，由此可知旋耕起壟方式對馬鈴薯的生長具有重要意義，滿足新型農(nóng)業(yè)耕種要求。

大壟雙行馬鈴薯播種機旋耕起壟傳動示意圖，如圖4所示。

3 工作過程

大壟雙行馬鈴薯播種機在田間作業(yè)時，拖拉機先將機具放下，根據(jù)需要調整機具高度，并按照馬鈴薯農(nóng)藝種植要求調整好肥量、株距、種子深度、起壟高度。拖拉機手將離合器結合，機具在配套拖拉機的帶動下前進行走，開溝圓盤進行開溝，同時行走地輪開始轉動，通過行走地輪軸帶動鏈輪、鏈條傳動，將旋轉動力分別傳至施肥部件、播種部件，實現(xiàn)播種、施肥;取種勺在鏈條帶動下，上升并裝上種薯，當運動到最高點后進入種薯導向管，然后排放到圓盤開溝器開好的播種溝內(nèi);拖拉機將動力通過動力輸出軸傳遞至變速箱，變速箱將動力傳至起壟部件進行旋耕起壟作業(yè)，隨著機具的前進，起壟葉片將開溝圓盤開溝壅起的浮土旋起覆蓋到種薯上;最后整形部件對大壟進行整形、鎮(zhèn)壓，完成播種作業(yè)。

4 結論

通過理論設計以及實際的田間作業(yè)試驗結果表明，大壟雙行馬鈴薯播種機能夠滿足開溝、施肥、播種、起壟、覆土等作業(yè)環(huán)節(jié)要求，適合個體農(nóng)戶使用，并能達到馬鈴薯種植農(nóng)藝要求。該機具具有動力消耗低、覆土效果好、結構緊湊、布局合理、工作平穩(wěn)、調節(jié)方便、維修簡單、價格低廉等特點，實現(xiàn)了低成本與高效率的結合，值得廣泛推廣應用。

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