一種高密度交錯(cuò)式穴播器的研制

陳 勇，張學(xué)軍，王堆金，饒志強(qiáng)，于永良，臧象臣，王瑞軍

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，新疆烏魯木齊835022；2.新疆天誠(chéng)農(nóng)機(jī)具制造有限公司；3.第二師農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣）

1 主要結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 主要結(jié)構(gòu)

高密度交錯(cuò)式播種穴播器結(jié)構(gòu)裝置如圖1。該穴播器裝置結(jié)構(gòu)包括：動(dòng)盤(pán)、壓盤(pán)、芯盤(pán)總成、定盤(pán)總成、相互緊密配合排列成圓周的種盒，在種盒外圓弧面上設(shè)有與外圓弧面緊密配合的導(dǎo)種塊，導(dǎo)種塊與導(dǎo)種塊間隙配合成圓環(huán)，在導(dǎo)種塊外圓弧面上安裝有固定腰帶圈且固定腰帶圈的上下端面分別與動(dòng)盤(pán)、壓盤(pán)的圓環(huán)槽相互配合，固定圓環(huán)圈外圓弧面安裝有鴨嘴總成。

1.2 工作原理

交錯(cuò)式排種器取種倉(cāng)由種盒腰帶總成、芯盤(pán)總成、定盤(pán)總成組成。排種器作業(yè)前籽種通過(guò)入種口進(jìn)入種倉(cāng)并形成種群。種群數(shù)量達(dá)到一定數(shù)量后，溢堵入種口，種籽數(shù)量不再增加，從而保證取種倉(cāng)內(nèi)有足夠種籽供選擇；排種軸在動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)排種盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，種群在重力、離心力及種子間相互作用力下充入種盒窩眼內(nèi)，當(dāng)窩眼旋轉(zhuǎn)至清種區(qū)時(shí)，窩眼在拐臂帶動(dòng)下繞軸抖動(dòng)，窩眼內(nèi)多余種子在重力作用下落回取種腔，窩眼旋轉(zhuǎn)至護(hù)種區(qū)，在拐臂帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，種盒殼體隨即封住窩眼，棉種保留在窩眼內(nèi)，轉(zhuǎn)過(guò)一定角度后到達(dá)投種區(qū)，在重力與離心力作用下通過(guò)投種口排出棉種，完成投種過(guò)程。

圖1 穴播器結(jié)構(gòu)

2 主要技術(shù)參數(shù)

目標(biāo)產(chǎn)量500 kg/667m2；單產(chǎn)最低標(biāo)準(zhǔn)為收獲株數(shù) 1.2 萬(wàn)株/667m2。

同一個(gè)播幅內(nèi)與規(guī)定行距偏差1 cm，合格率90%。農(nóng)機(jī)作業(yè)耕地、整地、播種、中耕、噴藥、收獲等質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

3 設(shè)備特點(diǎn)

3.1 設(shè)備穴數(shù)可調(diào)

穴播器通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)，每個(gè)種盒均獨(dú)立緊固于種圈上，種圈一次排布排種口。根據(jù)種植需要可通過(guò)更換種圈，添補(bǔ)種盒來(lái)改變穴數(shù)，種盒腰帶總成如圖2。

圖2 種盒腰帶

圖3 73+3 機(jī)采種植模式

3.2 寬窄行

穴播器在工作時(shí)通過(guò)種盒總成上的窩眼鑲塊取種，鑲塊上設(shè)有并列的兩個(gè)取種孔，兩個(gè)取種孔取種后在扭簧的作用下將兩個(gè)種孔中的種粒分別投向?qū)ХN塊，導(dǎo)種塊設(shè)置了兩條不同路徑的導(dǎo)向槽，種粒經(jīng)過(guò)導(dǎo)向槽到兩個(gè)鴨嘴，完成點(diǎn)種。兩個(gè)鴨嘴中心間距為30 mm，形成獨(dú)特的73+3 模式，如圖3。

3.3 鴨嘴交錯(cuò)式排布

圖4 鴨嘴受力情況

同一個(gè)密植穴播器上的鴨嘴在橫向上成交錯(cuò)式排布，不同于常規(guī)穴播器在播種時(shí)為線條點(diǎn)種。穴播器對(duì)于地面受力為單條線受力，在地面出現(xiàn)石塊或者地表不平坑洼情況下，穴播器跳動(dòng)嚴(yán)重，穴播器左右受力不均，易損壞穴播器部件或使穴播器牽引架變形，影響播種。而交錯(cuò)式密植穴播器在地面點(diǎn)種時(shí)為雙排線狀受力，受力較均衡，穴播器播種比較穩(wěn)定。穴播器播種時(shí)受力情況對(duì)比如圖4。

4 試驗(yàn)情況

研制完畢后，利用天誠(chéng)農(nóng)機(jī)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行臺(tái)架模擬試驗(yàn)。將穴播器緊固于試驗(yàn)臺(tái)，利用撥稈模擬動(dòng)鴨嘴開(kāi)穴投種。交錯(cuò)式穴播器兩個(gè)鴨嘴同時(shí)取種，棉種通過(guò)不同路徑進(jìn)入不同的鴨嘴，故設(shè)計(jì)撥稈時(shí)，左右間隔距離為P。模擬實(shí)際播種，通過(guò)調(diào)節(jié)分別選取3 個(gè)前進(jìn)速度，每組試驗(yàn)重復(fù)3 次，統(tǒng)計(jì)250 穴棉種，單粒率、雙粒率、空穴率。

該穴播器于2019 年11 月20 日在農(nóng)二師29 團(tuán)進(jìn)行了田間性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)前進(jìn)速度為4.2 km/h 時(shí)，空穴率為1.6%，雙子率為4.8%，單粒率為93.6%，穴播器性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)速度為4.2 km/h 時(shí)，三項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于規(guī)定指標(biāo)，因此該型號(hào)穴播器最佳前進(jìn)速度為4.2 km/h。

表1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總

5 推廣應(yīng)用情況

2020 年4 月9 日，該穴播器在新疆鐵門關(guān)市哈拉蘇試播133.33 hm2，選用棉種為閆氏新陸早67號(hào)。經(jīng)過(guò)一季追蹤關(guān)注，2020 年10 月14 日收獲，試驗(yàn)田產(chǎn)量超過(guò)445.3 kg/667m2，穴播器各項(xiàng)性能全部達(dá)到設(shè)計(jì)要求。