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1、直插式免耕穴播機的設計2011年6月農(nóng)機化研究第6期直插式免耕穴播機的設計鄭超,杜瑞成,蔡善儒,付君(1.山東理工大學農(nóng)業(yè)工程與食品科學學院,山東淄博255049;2.山東省農(nóng)業(yè)機械科學研究所,濟南250100)摘要:針對舵輪式覆膜穴播機存在的問題,設計了垂直插入式免耕穴播機.運用四桿機構(gòu)原理,設計了成穴器一鴨嘴直立接種,垂直入土和出土;采用地輪傳動凸輪一連桿機構(gòu)實現(xiàn)了鴨嘴插入土壤后的接近水平零位移運動;鴨嘴采用了定點強制開啟投種.分析表明:該機成穴播種機構(gòu)設計合理,穴粒數(shù)合格率較高,無空穴,成穴器不堵土,不挑膜,穴孔合理
2、,易于覆土.關(guān)鍵詞:直插式;穴播機;成穴器;凸輪機構(gòu)中圖分類號:s223.23文獻標識碼:A文章編號:1003—188X(2011)06-0077一O3O引言針對舵輪式覆膜穴播機…存在空穴,起膜,鴨嘴易堵塞,種子播深不均及外漏等問題,設計了垂直插入式免耕穴播機.與傳統(tǒng)谷物開溝播種作業(yè)相比,直插式播種工藝的主要特征是利用成穴器在投種點位置的土壤上形成穴孔來代替開溝作業(yè),然后利用投種裝置將所播的谷物種子投入到形成的穴孔中,因而對土壤的擾動較小.在有殘茬及秸稈還田的土壤上播種時,成穴部件穿過殘茬和秸稈,在土壤上形成穴孔;在地膜覆
3、蓋的土壤上播種時,成穴部件只是在播種位置上將地膜切開,并在土壤上形成穴孔,因而有利于土壤的保墑和抗旱播種.同時,直插式穴播機也可在傳統(tǒng)的土壤耕作方式下完成播種作業(yè).成穴裝置在土壤上成穴的過程中,不應該由于被土壤堵塞和粘土過多而影響成穴.1穴播機的機構(gòu)及工作原理1.1基本結(jié)構(gòu)直插式穴播機由傳動機構(gòu),排鐘機構(gòu),凸輪平衡機構(gòu)和入土成穴機構(gòu)(人士成穴器,連桿機構(gòu))等部分組成,如圖1所示.傳動機構(gòu)主要由鏈條組成.在保證傳動要求及低能耗的要求下,應降低生產(chǎn)成本;人土成穴機構(gòu)由長短各不相同的連桿組成,安裝時注意各連桿之間的安裝角度,以便
4、保證精確收稿日期:2010—08—12基金項目:國家公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(200903059—0405)作者簡介:鄭超(1985一),男,山東威海人,碩士研究生,(E—mail)ehaozheng85@yahoo.corn.en.通訊作者:杜瑞成(1957一),男,山東沂南人,教授,碩士生導師,(E—mail)dre@sdut.edu.cao地投種,否則容易出現(xiàn)成穴器堵塞,播種深度不均等現(xiàn)象;凸輪平衡機構(gòu)的安裝應注意凸輪回轉(zhuǎn)中心應與滾子中心在同一水平面上.1.種箱2.排鐘機構(gòu)3.鎮(zhèn)壓輪4.人土成穴器5.凸輪機構(gòu)6.地
5、輪7.機架8.鏈傳動機構(gòu)9.連桿機構(gòu)圖1直插式穴播機機構(gòu)示意圖Fig.1Thestructureandprincipleofhillseederwithverticaldropping1.2基本工作原理直插式播種就是通過垂直入土并垂直出土的入土成穴器,使種子直接進入土壤的適宜位置,將種子投下,從而省去開溝起壟及覆土等工作環(huán)節(jié).實現(xiàn)垂直入土出土,要求必須保證成穴器沿前進方向的零位移.通過地輪的轉(zhuǎn)動帶動鏈輪轉(zhuǎn)動,從而帶動四桿機構(gòu)的運動,使成穴器上下往復運動.凸輪的運動和成穴器的運動是同步的,在播種機組向前運動的同時,凸輪使成穴
6、器向后運動,保證了成穴器沿前進方向的2011年6月農(nóng)機化研究第6期零位移.當成穴器最低點與地面剛好接觸時,排種機構(gòu)排種通過輸種管進入成穴器囊種管,穴播器鴨嘴垂直向下破膜打孔人土,鴨嘴到達最深處(即播種適宜深度),鴨嘴剛要向上抬起瞬間,播種桿迅速將鴨嘴打開,種子被投出;當成穴器剛離開地面時,鴨嘴開始合上,解決了鴨嘴夾土問題.如此循環(huán)往復,完成直插式播種.2關(guān)鍵部件設計2.1連桿式成穴器連桿式成穴器的工作原理如圖2所示.連桿式成穴器3D圖1.主動連桿I2.連桿Ⅱ3.連桿Ⅲ4.連桿IV5.推桿6.成穴器7.滾子8.回轉(zhuǎn)中心9.凸
7、輪圖2連桿式成穴器示意圖Fig.2Shemeofcam—rockertypehole.former機組牽引地輪轉(zhuǎn)動,地輪通過鏈傳動帶動連桿機構(gòu)做旋轉(zhuǎn)運動.主動連桿I旋轉(zhuǎn)通過從動連桿Ⅳ,驅(qū)動人土成穴器運動,同時從動連桿Ⅱ和Ⅲ驅(qū)動推種桿運動.由于人土器是與垂直定邊平行的一邊,故與定邊一樣始終與地面保持垂直,從而實現(xiàn)垂直插播.入土器與地面接觸時,連桿I與水平方向的夾角盧為人土角.連桿I與水平方向的夾角在盧～(一IB)范圍內(nèi),人土器端部在土壤內(nèi)運動,在其他范圍人土器不入土.當連桿同時處于垂直狀態(tài)時,投種裝置投種.理想的入土器運動狀
8、態(tài)是人土器在土壤中只做垂直運動,不沿水平方向運動,但直插式穴播器不能做到.但通過輔助機構(gòu)和參數(shù)優(yōu)化,能夠使入土器在入土時間內(nèi)的運動接近理想狀態(tài).2.2凸輪機構(gòu)的工作原理用凸輪來平衡播種機前進方向的位移,以達到人土成穴器只做垂直運動,不沿前進方向運動的這一理想狀態(tài).工作原理為:地輪通過鏈傳動驅(qū)動四連桿機構(gòu)
