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1、直插式免耕穴播机的设计2011年6月农机化研究第6期直插式免耕穴播机的设计郑超,杜瑞成,蔡善儒,付君(1.山东理工大学农业工程与食品科学学院,山东淄博255049;2.山东省农业机械科学研究所,济南250100)摘要:针对舵轮式覆膜穴播机存在的问题,设计了垂直插入式免耕穴播机.运用四杆机构原理,设计了成穴器一鸭嘴直立接种,垂直入土和出土;采用地轮传动凸轮一连杆机构实现了鸭嘴插入土壤后的接近水平零位移运动;鸭嘴采用了定点强制开启投种.分析表明:该机成穴播种机构设计合理,穴粒数合格率较高,无空穴,成穴器不堵土,不挑膜,穴孔合理
2、,易于覆土.关键词:直插式;穴播机;成穴器;凸轮机构中图分类号:s223.23文献标识码:A文章编号:1003—188X(2011)06-0077一O3O引言针对舵轮式覆膜穴播机…存在空穴,起膜,鸭嘴易堵塞,种子播深不均及外漏等问题,设计了垂直插入式免耕穴播机.与传统谷物开沟播种作业相比,直插式播种工艺的主要特征是利用成穴器在投种点位置的土壤上形成穴孔来代替开沟作业,然后利用投种装置将所播的谷物种子投入到形成的穴孔中,因而对土壤的扰动较小.在有残茬及秸秆还田的土壤上播种时,成穴部件穿过残茬和秸秆,在土壤上形成穴孔;在地膜覆
3、盖的土壤上播种时,成穴部件只是在播种位置上将地膜切开,并在土壤上形成穴孔,因而有利于土壤的保墒和抗旱播种.同时,直插式穴播机也可在传统的土壤耕作方式下完成播种作业.成穴装置在土壤上成穴的过程中,不应该由于被土壤堵塞和粘土过多而影响成穴.1穴播机的机构及工作原理1.1基本结构直插式穴播机由传动机构,排钟机构,凸轮平衡机构和入土成穴机构(人士成穴器,连杆机构)等部分组成,如图1所示.传动机构主要由链条组成.在保证传动要求及低能耗的要求下,应降低生产成本;人土成穴机构由长短各不相同的连杆组成,安装时注意各连杆之间的安装角度,以便
4、保证精确收稿日期:2010—08—12基金项目:国家公益性行业(农业)科研专项(200903059—0405)作者简介:郑超(1985一),男,山东威海人,硕士研究生,(E—mail)ehaozheng85@yahoo.corn.en.通讯作者:杜瑞成(1957一),男,山东沂南人,教授,硕士生导师,(E—mail)dre@sdut.edu.cao地投种,否则容易出现成穴器堵塞,播种深度不均等现象;凸轮平衡机构的安装应注意凸轮回转中心应与滚子中心在同一水平面上.1.种箱2.排钟机构3.镇压轮4.人土成穴器5.凸轮机构6.地
5、轮7.机架8.链传动机构9.连杆机构图1直插式穴播机机构示意图Fig.1Thestructureandprincipleofhillseederwithverticaldropping1.2基本工作原理直插式播种就是通过垂直入土并垂直出土的入土成穴器,使种子直接进入土壤的适宜位置,将种子投下,从而省去开沟起垄及覆土等工作环节.实现垂直入土出土,要求必须保证成穴器沿前进方向的零位移.通过地轮的转动带动链轮转动,从而带动四杆机构的运动,使成穴器上下往复运动.凸轮的运动和成穴器的运动是同步的,在播种机组向前运动的同时,凸轮使成穴
6、器向后运动,保证了成穴器沿前进方向的2011年6月农机化研究第6期零位移.当成穴器最低点与地面刚好接触时,排种机构排种通过输种管进入成穴器囊种管,穴播器鸭嘴垂直向下破膜打孔人土,鸭嘴到达最深处(即播种适宜深度),鸭嘴刚要向上抬起瞬间,播种杆迅速将鸭嘴打开,种子被投出;当成穴器刚离开地面时,鸭嘴开始合上,解决了鸭嘴夹土问题.如此循环往复,完成直插式播种.2关键部件设计2.1连杆式成穴器连杆式成穴器的工作原理如图2所示.连杆式成穴器3D图1.主动连杆I2.连杆Ⅱ3.连杆Ⅲ4.连杆IV5.推杆6.成穴器7.滚子8.回转中心9.凸
7、轮图2连杆式成穴器示意图Fig.2Shemeofcam—rockertypehole.former机组牵引地轮转动,地轮通过链传动带动连杆机构做旋转运动.主动连杆I旋转通过从动连杆Ⅳ,驱动人土成穴器运动,同时从动连杆Ⅱ和Ⅲ驱动推种杆运动.由于人土器是与垂直定边平行的一边,故与定边一样始终与地面保持垂直,从而实现垂直插播.入土器与地面接触时,连杆I与水平方向的夹角卢为人土角.连杆I与水平方向的夹角在卢～(一IB)范围内,人土器端部在土壤内运动,在其他范围人土器不入土.当连杆同时处于垂直状态时,投种装置投种.理想的入土器运动状
8、态是人土器在土壤中只做垂直运动,不沿水平方向运动,但直插式穴播器不能做到.但通过辅助机构和参数优化,能够使入土器在入土时间内的运动接近理想状态.2.2凸轮机构的工作原理用凸轮来平衡播种机前进方向的位移,以达到人土成穴器只做垂直运动,不沿前进方向运动的这一理想状态.工作原理为:地轮通过链传动驱动四连杆机构
