小型马铃薯种植机

2024-07-28

小型马铃薯种植机（共7篇）

小型马铃薯种植机篇1

这里介绍的小型马铃薯种植机, 是同7.4~11.0 k W动力机 (微耕机或手扶拖拉机) 配套使用的施肥播种、中耕施肥和挖掘3种马铃薯作业机具, 其作业效率均可达0.06 hm2/h。

1.2CMF-1型马铃薯分层施肥播种机

(1) 主要结构及工作原理。该机主要由机架、开沟铲、种子箱、肥料箱、驱动轮、主动轴、从动轴、链条、链轮和离合器等组成。进入田间作业时, 结合离合器, 靴式开沟器入土, 当达到设计深度时, 驱动轮开始着地工作, 驱动轮轴带动链轮、链条及提升杯外槽一起转动, 提升杯在链条带动下围绕主动链及从动链运转, 将种箱内种薯带起运送到从动链轮最高处, 种薯脱离提升杯, 落在导向管内一提升杯背面, 与上升的提升杯反向同步运行进入沟底 (可保持种薯株距一致) 。开沟器后面的回土将种薯覆盖, 肥料箱下方导肥槽将肥料施在沟内土壤上方, 覆土刮板将沟边土壤全部覆盖在肥料上方形成垄状 (种肥分层, 不伤种薯, 有利中耕作业) 。机具调头时, 离合器手柄置于分离位置, 驱动轮旋转时, 不再下种和施肥。第2行程主机驱动轮要紧靠上一行程的垄边, 保证行距一致。

(2) 机组连接与调整。 (1) 将牵引框穿入动力机牵引盒内, 用销轴固定, 形成机组。作业时, 调整开沟铲达到种植深度要求。 (2) 调整。机组放置在较平地面上, 调整牵引架调节杆上下调整螺母, 改变拉杆长度, 使开沟器铲尖与地面形成15°夹角, 同时调整开沟器高度, 使驱动轮下边缘距地表约130 mm (轮缘距地表高度等于种植深度) 。

(3) 主要技术参数。

外形尺寸mm1 110、565、900

整机质量kg63 (不计动力)

作业尺寸cm株距30, 播种深度10~15

2.3ZGS-2型马铃薯中耕施肥机

3ZGS-2型马铃薯中耕施肥机, 是同多种动力机械配套使用的马铃薯田间管理机械。

(1) 主要结构及工作原理。该机主要由肥料箱、接肥杯、肥料输送管、中耕铲、机架、驱动轮、中耕铲调节臂、过桥主动链轮、过桥轴、过桥轴驱动链轮和驱动主动链轮组成。作业时, 手持扶手使左右中耕铲下降入土, 将土壤豁开推向马铃薯薯秧根部, 当中耕铲达到中耕深度时, 驱动轮着地旋转, 通过链轮链条传动带动肥料箱中槽轮排肥, 肥料输送到两侧中耕铲前, 通过中耕铲壅土将肥料推至薯秧根部压埋。机具调头时, 升起扶手, 中耕施肥机提起, 驱动轮悬空, 不再带动肥料箱排肥槽轮旋转, 排肥停止。

(2) 机组连接与调整。 (1) 将牵引框穿入动力机牵引盒内, 用销轴固定, 形成机组。作业时, 调节中耕铲达到中耕深度要求。 (2) 耕深调整。机组放置在较平地面上, 调节中耕铲, 使驱动轮下边缘距地表约100 mm (轮缘距地表高度等于中耕深度) 。 (3) 行距调整。松开中耕铲调节臂固定螺栓, 左右移动中耕铲调节臂在横粱上的位置达到行距要求。 (4) 施肥量调整。转动调节手柄改变外槽轮工作长度, 使之达到施肥量要求。

(3) 主要技术参数。

外形尺寸mm880、750、730

整机质量kg57 (不计动力)

铲间距mm550~750

作业幅宽mm550~750

3.4U-400型马铃薯挖掘机

(1) 主要结构及工作原理。该机主要由机架、传动系统、偏心摆杆机构、挖掘铲、主 (副) 筛栅条和限深轮等组成。作业时, 主机动力输出轴通过链条带动驱动轴及两端偏心轮旋转, 偏心轮推动主、副筛摆杆往复运动, 带动挖掘铲和主、副筛栅条产生高频低幅往复运动, 同时挖掘铲插入马铃薯薯块下方土壤中, 将土壤和马铃薯同时挖起并进入往复运动的主、副筛栅条上, 细碎土壤从栅条漏到地面, 土块和薯块滚落平铺在机具后地面上。

(2) 机组安装。 (1) 主动链轮安装在动力机输出轴端。 (2) 偏心轴固定板装在牵引框下, 把偏心轴承座连同偏心轴安装在固定板上 (中间夹减振胶垫) 。 (3) 连接板安装在牵引框销孔下 (中间夹减振胶垫) 。 (4) 连接撑杆与偏心轴固定板。 (5) 分别连接两偏心轮连杆与前摆杆。 (6) 两限深轮支撑杆插入机架后端安装孔内, 并穿入定位销。

(3) 主要特点。 (1) 采用偏心轮驱动四杆机构及高频挖掘铲, 作业时, 挖掘铲撞击土壤, 破坏土壤结构, 使土壤松散, 作业阻力小。 (2) 采用高频往复主、副筛 (顺向栅条) 机构, 土壤与马铃薯分离彻底、不损伤薯皮。

(4) 主要技术参数。

外形尺寸mm860、630、860

整机质量kg52 (不计动力)

工作转速r/min动力2 200, 主轴740

作业幅宽mm400 (单行)

作业深度mm挖掘≤20, 入土20

富邦2CM系列马铃薯种植机篇2

主要技术参数

机型 D-2 D-4 X-2 Z-2

挂接方式悬挂悬挂悬挂牵引

最长尺寸 mm 2 350 2 380 1 680 3 000

运输宽度 mm 2 400 3 580 1 460 1 980

使用高度 mm 1 780 2 200 1 150 1 640

配套动力 kW≥37.0 73.5≥13.2≥37.0

结构质量 kg 600 1 330 220 600

播种行数行 2 4 2 2

行距 cm ≤90 ≤90 ≤75 ≤90

株距 mm ≥140 ≥150 ≥20 ≥140

小型马铃薯种植机篇3

青海省农牧机械推广站, 根据市场的需求和青海省手扶拖拉机动力资源广泛这一特点, 与青海省乐都县光明农机制造有限公司, 联合研制出了与手扶拖拉机配套使用的2CM-2型马铃薯种植机和4UM-1型马铃薯收获机。这两种机具的使用, 相应提高了青海省手扶拖拉机的利用率。

(1) 2CM-2型马铃薯种植机。适用于平地、坡地的马铃薯机械化种植作业 (包括免耕播种) , 可一次完成开沟、施肥、播种、覆土和起垄等多道工序, 具有结构紧凑、播种均匀、播深一致、播种效果好、操作简单, 维护保养方便以及生产效率高等特点。另外, 该机可根据农艺要求调整施肥量、播种量、垄高和播种深度。

(2) 4UM-1型马铃薯收获机。适用于平地、起垄种植或地膜种植的马铃薯收获作业, 而且价格低廉。主要特点:采用特殊传动装置和较短的振动筛, 解决了与手扶拖拉机配套动力传输机构的难题, 减少了马铃薯在振动筛上的滞留时间, 也保证了土薯分离效果;采用一尖两刃犁铲结构, 通过调整螺母调整犁体入土角和挖掘深度, 可减少漏收和伤薯率;结构紧凑、安装方便、操作简单、性能可靠、作业质量稳定。

2 推广情况

2006年, 青海省马铃薯收获机已经实现规模化生产, 产品已进入2006—2008年度国家支持推广农机产品目录。2007年, 已推广马铃薯收获机3 000余台, 其中贵州省1 100台、甘肃省500台、宁夏800台和青海省内600台。2007年, 在青海省互助、湟中、平安、大通、乐都和民和等县推广了马铃薯种植机100台, 完成马铃薯机械种植面积233 hm2, 马铃薯机械收获面积21 333 hm2。

3 经济效益

(1) 马铃薯机械化种植。 (1) 人工和半机械化种植劳动强度大, 种植效率低、时间长, 人工2人每天 (8 h) 只能种0.067 hm2, 加上气候条件的限制, 种植期很长。而2人组成的机械种植小组可种植0.067 hm2/h以上, 效率是人工收获的8倍以上, 提高了作业效率, 缩短了种植期。 (2) 增收。用机械化种植较人工种植可增产1 500kg/hm2, 以平均价0.6元/kg计, 可增收900元/hm2。 (3) 节支。用播种机种植可节省化肥180 kg/hm2, 按5元/kg计, 可节资900元/hm2;节约种薯420 kg/hm2, 按1.6元/kg计, 可节约种薯费用675元/hm2。以上几项合计增收节支2 475元/hm2。

(2) 马铃薯机械化收获。 (1) 人工收获费时费力, 8人每天 (8 h) 只能收获0.067 hm2, 难以达到规模化收获作业。而6人组成的收获机组可收获0.067 hm2/h以上, 效率是人工收获的10倍以上, 大大提高了作业效率, 缩短了收获期, 在青海省海东地区可以提前种植第2茬作物, 保证二茬作物的生长期。 (2) 增收。明薯率可增加4.47%, 马铃薯机械化收获较人工收净率提高4个百分点, 可增产1 500 kg/hm2, 按0.6元/kg计, 可增收900元hm2。 (3) 节支。破损率降低5%, 减少损失1 125 kg/hm2, 可增收675元/hm2。以上几项合计, 可增收节支1 575元hm2, 同时, 马铃薯品质也得到提高。

(3) 企业效益。2006—2008年, 农机生产企业新增工业产值470万元, 新增利润47万元, 新增税金20.68万元。

4 社会效益

小型马铃薯种植机篇4

1240A由中机美诺科技股份有限公司倾力研发生产。该公司是中国农业机械化科学研究院下属企业, 专注于大功率拖拉机配套农机具的研发、生产与制造。公司拥有马铃薯全程机械化设备, 是我国最早研发生产马铃薯机械的企业之一。

合理的整机结构

1240A采用牵引式设计, 有效降低了配套动力, 可配套73.5kW (100hp) 以上拖拉机。该机是中机美诺依照中国国情不断改良的产品。主要由播种和施肥两部分组成, 可一次性完成开沟、播种、施肥、培土等作业。其中播种部分采用的是国外进口的播种单元, 播种精度高, 漏播率≤5%, 出苗率高;施肥部分采用的是链耙式施肥机构, 无堵肥现象, 可靠性更好。整机设计结构科学合理, 又不失美观, 充分体现了中机美诺“马铃薯机械专家”的美誉。

进口的播种单元

播种单元是精密部件, 也是整个机械的关键所在。1240A采用进口播种单元, 提高了产品质量, 保证了播种质量, 拓宽了播种范围, 同时也相应提高了产量。

在播种的时候, 1240A的结构设计可以让使用者很直观地看到下种情况。排种器交叉取种, 可以通过改变齿轮传动比的简单操作来调整株距, 可调范围在14～35cm之间。而产品根据出厂订单, 还可以选择80cm或90cm的种植行距。

为了适应我国马铃薯种植土地地面环境较差的情况, 1240A播种结构中的开沟圆盘采用了弹性设计, 在碰到硬物的时候可以弹起来, 在一定范围内可以避免圆盘的损坏。

独特的施肥部分

1240A的肥箱容积较大, 可以在大规模种植的时候减少加肥次数, 提高了效率。采用了独特的链耙式施肥机构, 可以根据地块需求的不同控制施肥量的多少, 这是普通的外槽轮式排肥器所不能满足的, 而其对肥箱中固体肥的排杂能力, 也相当强大。施肥结构中的双圆盘施肥开沟器, 除用于切断草根, 增强通过性外, 还采用了双侧深施肥设计, 解决了种、肥同位造成的烧种, 烧芽问题, 使种肥分布更合理, 利用率更高。

该机可选装喷药机构, 安装在1240A的两侧, 满足在作业中同时施用液体肥的需求。

全新的人性设计

1240A的整机靠地轮传动, 排种器播种的速度和地轮相关联, 地轮所行驶的距离、所转的圈数, 与播种速度配合缜密。地轮里面安装有离合器, 通过液压控制可随时切断动力。如果机器作业到尽头却不方便转弯的话, 可以选择倒车, 当启动倒车装置后离合器自动断开, 停止排种。再次正向行驶时只需将切断的装置打开即可。

小型马铃薯种植机篇5

近年来我国马铃薯种植机需求量不断增加,而国产机型中多数为2行马铃薯种植机。其中,以现代农装(北京)农业机械有限公司和哈尔滨沃尔科技有限公司生产的2行种植机为代表,大型4行马铃薯种植机尚处研发阶段,为提高生产效率用户不得不花高价进口国外大型马铃薯种植机。为此,成功研制2CMF-4型悬挂式马铃薯种植机。

1 工作原理

2CMF-4型悬挂式马铃薯种植机是为大功率拖拉机配套的大型马铃薯种植机,该机一次进地能完成开沟、施肥、播种、覆土、镇压等5项功能,其结构简图如图1所示。

当拖拉机带动种植机前进的同时,施肥开沟器开沟,地轮转动并通过链轮、链条驱动排肥轴转动,排肥盒排下的肥料通过排肥管施到土壤中。同时,另一组链轮带动播种架上升运轮转动;使缠绕在播种架内上下升运轮之间的带有钢制舀勺的取种带随其转动,钢制舀勺便逐个连续从种箱中舀取种薯并运送至取种带最高位置,此时小勺翻转90°后将薯种倾倒在同列安装的前一个勺的外底面。当此“前一个勺”运动到取种带最低位置时将薯种从播种架槽板中脱出后落入开沟器所开的种植沟内,从而实现了薯种的种植,随后犁铧覆土起垄(或圆盘覆土)、镇压轮将土壤压实,完成播种作业。

1.镇压轮2.覆土铧3.清种装置4.地轮5.传动装置6.种带及播种架7.复合开沟器8.肥箱及施肥装置9.机架10.划印器

2 种植机的主要技术经济指标

外形尺寸/mm:2 780×4 140×2 760

结构质量/kg:2 000

配套动力/k W:117

工作幅宽/mm:3 000~3 600

适应行距/mm:700,750,800,850,900

种植深度/cm:5~15

播种量/株·hm-2:23 500~75 000

种箱容积/L:1 550~1 650

施肥量/kg·hm-2:50~750

肥箱容积/L:250×2

株距调节范围/mm:121~397(30级)

作业速度/km·h-1:5

作业效率/hm2·h-1:1.0~1.5

株距合格率/%:≥85

可靠性/%:≥90

3 悬挂式马铃薯种植机研究的主要内容

3.1 总体配置要求

1)用来联结和安装工作部件的机架要有足够的强度与刚度,并且各通用单体可在机架上按行距要求自由调整。

2)选择合适的上、下悬挂点,以保证地轮的合理负荷,并保证有正确的瞬心位置,以便与不同型号拖拉机配套挂接使用。

3)地轮位于机架前梁和后梁中间,安装位置应能左、右调整,以适合各种行距的要求,并保证其负荷。

4)各种部件结构紧凑,并保持部件总成相对独立,以便拆装、更换和保管、各部件之间应合理配置以便适应各种行距。

5)机具重心应尽量前移,以保证机具运输时纵向稳定性好。

3.2 主要工作部件的设计与计算

3.2.1 施肥、播种部件的设计

1)排肥器:考虑目前多施用流动性能较好的化肥,因此选用大外槽轮式排肥器。为了提高调整使用方便性,变槽轮和阻塞轮内圆孔为方孔。

2)播种架:播种架单体采用国际通用的勺舀式取种方式并采用高频电机振动取种皮带实现单粒取种,克服了传统的机械式振动受作业速度影响振动频率不稳定的弊端,实现了精量播种。

3)导种装置:创新设计了播种架单体内摆动式摆杆导种装置,对切块式种薯防架空能力强,保证充种及时、连续,明显提高了种植稳定性。

4)开沟部件:采用芯铧式复合开沟器,同时完成施肥与播种的开沟,其两侧深施底肥,同时开沟器两侧及时回土将肥料掩盖,保证肥料与薯种的隔离及后期生长养分的有效供应,而且它土范围小,具有护种保墒作用。

5)覆土部件:本机采用犁铧覆土起垄(或圆盘覆土),创新设计了凸曲面梨体,其覆土充分、垄形浑圆宽大,特别符合马铃薯地下块茎生长的需要。

6)镇压部件:为将土壤压实保墒,设计了仿行的橡胶限深镇压轮。

7)划印器:为提高机具生产率、减轻劳动强度,本机采用液压控制自动升降长度可调的圆盘划印器。

3.2.2 地轮部分的设计与计算

地轮的主要作用是支承机架,为排肥、播种提供动力。地轮和地轮安装体安装在地轮轴上并能窜动以适应不同行距,地轮安装体通过卡丝与机架前后梁连接。由于本机地轮属驱动轮,所以采用具有较好通过性能的人字形花纹橡胶充气轮胎,规格为10~15,12层级。

地轮轴强度校核:此地轮轴属于既承受弯矩又承受扭矩的转轴,应按弯扭合成强度条件进行计算;但考虑到本轴所承受的扭矩较小,所以可将此轴假想成只承受弯矩的心轴,按弯曲强度条件进行强度校核。此心轴的计算简图如图2(a)所示。根据设计此轴结构属静不定结构,先去掉支座B,C增加支反力RB和RC如图2(b)所示。设载荷P1,P2在B截面处的变形挠度为(YB)P1和(YB)P2,支反力RB,RC在B截面处的变形挠度为(YB)RB和(YB)RC,则变形协调条件为B截面挠度为零,即

YB=(YB)P1+(YB)P2+(YB)RB+(YB)RC=0

列出各力与变形的物理关系,建立补充方程为

其中,a=175,b=1 975,l=2 150,当x在B截面时x=350带入式(1)得

其中,a=1 975,b=175,l=2 150,当x在B截面时x=350带入式(2)得

其中,a=350,b=1 800,l=2 150,当x在B截面时x=350带入方程(3)得

其中,a=1 800,b=350,l=2 150,当x在B截面时x=350带入式(4)得

于本机设计结构为以中心为轴左右完全对称结构,可得

P1=P2,RB=RC

则RB=0.525 P1 RA=0.475 P1

由此可画出弯矩图,如图2(c)所示。

由图2可知,P1,P2所在截面为危险截面(弯矩最大且轴的直径是相同的),所以只需校核P1一处即可。由于本机整体为悬挂式,机具在升起和落地时具有冲击载荷,所以确定冲击载荷系数K=1.8,其它已知条件G=2 000kg,地轮轴直径d=50mm,地轮轴材质为45钢,经调质处理后其弯曲许用应力[σp]=270MPa,经计算得

带入公式得

由此可知地轮轴满足强度要求。

3.3 传动系统的设计与计算

传动系统主要由轴、链轮、链条、内六方孔轴承、六方轴、张紧部件、联轴器、及万向传动轴等组成。其传动示意简图,如图3所示。

为满足施肥和播种的农艺要求,并实现传动可靠和调整方便的设计目标,该机传动系统采用了排肥、播种各二级传动,导种装置一级传动和播种架侧置传动箱与株距挂轮调节的变速方案,具体传动路线设计方案是:

当地转动时,向前,动力通过地轮轴塔轮上的Z25齿链轮和12A型(节距19.05)套筒滚子链驱动中间传动轴塔轮上的Z19齿链轮,此时中间传动轴的两端侧置传动箱内的ZⅡ链轮转动;ZⅡ链轮通过10A型(节距15.875)套筒滚子链带动传动箱内ZⅠ链轮,然后ZⅠ链轮通过万向传动轴带动播种架主动带轮从而完成播种作业,每侧传动箱各带动两个播种架完成播种作业,两播种架之间用万向传动轴来传递动力。另外,中间传动轴塔轮上的Z17齿链轮通过12A型(节距19.05)套筒滚子链驱动肥箱六方轴上的Z19齿链轮转动,6方轴转动带动排肥盒外槽轮转动随即完成施肥作业。向后,地轮轴塔轮上的Z19齿链轮和12A型(节距19.05)套筒滚子链驱动中间导种驱动轴上的Z19齿链轮,通过中间导种驱动轴上的偏心轮转动来完成导种装置摆动导种作业。

3.3.1 排肥传动比的计算

依据马铃薯种植技术要求化肥每公顷施肥量在50~750kg。排肥总传动比为

式中Q—实际排肥量(kg/hm2),Q=750kg/hm2;

L—行距(m),L=0.7m;

δ—滑移率按δ=10%;

D—地轮直径(m),D=0.76m;

q—大外槽轮排肥器每转一圈的最大排量,q=0.06kg;

n—每行排肥口数。

代入数值

i肥=1.16

排肥系统为二级传动i肥=i1×i2。根据设计要求,合理分配传动比,并确定链轮齿数。Z1为25齿,Z2为19齿,Z3为17齿,Z4为19齿,计算

其结果符合设计计算要求,此种情况为最大排肥量的传动比;如减少施肥量,可利用肥量控制体控制槽轮的施肥长度来实现。

3.3.2 播种传动比的计算

根据农艺要求马铃薯栽培密度最大范围为5~8万株/hm2,据此可计算出不同垄距的株距范围,综合所有垄距的株距范围值可得出适于所有垄距的株距范围值,经计算确定株距最大范围为120~300mm。

由地轮直径,播种架主动带轮直径和播种带上取种勺的间距可推导出地轮与株距的传动比为

其中,a为株距,取a=120~300mm;i总=0.96~2.38。

由播种系统为二级传动可得

由此可得

根据i2值和常用株距的农艺经验确定了30种不同株距,通过优化确定10种不同齿数的链轮进行组合以实现这30种不同株距的播种要求。具体组合方法如图4所示。

4 结语

4.1 解决的技术关键

马铃薯栽培技术中因品种、地域不同而形成了种植行距与株距的较大差异,一般机型很难满足广大用户的需求,本机采用模块化组装设计即以通用机架为基础进行各通用单体以及零部件间的变换与组合,使机器的调整范围大,实现了各种作业的要求。同时,本机在设计中所采用的勺舀式取种方式、播种架内取种带高频电振动装置、分置式传动箱驱动与挂轮式株距调节组合装置均到达了国际先进水平。

4.2 田间作业性能测试

样机经试制改进后,经黑龙江省农业机械试验鉴定站所进行的田间性能测试表明:该机结构合理,使用安全、可靠,各项性能指标达到有关标准要求,可批量生产。

参考文献

[1]机械设计手册编委会.机械设计手册[K].北京:机械工业出版社,2006.

[2]朱维才.2CM-2型马铃薯播种施肥联合作业机的研制[J].农机化研究,2008(11):98-100.

[3]王红.2CML-2型全自动马铃薯种植机[J].山西农机,2006(2):20.

小型马铃薯种植机篇6

1 正确使用

(1) 播种前要整好地。地块必须进行旋耕。旋耕前, 每亩 (1亩=1/15hm2) 要施农家肥3~4 m3及氯化钾0.5~1.0 kg, 采用人工撒施的方法, 将农家肥和氯化钾撒施均匀。旋耕深度20~25 cm, 要将整个地块旋透。整地的同时, 要尽量将土壤中的石块、杂物清理干净。

(2) 要在播种前1周将马铃薯种薯出窖并晒种, 挑选出表皮光滑、牙眼浅、无病态特症和质量在35 g以上的种薯, 但最大不得超过150 g。播种前一二天切种, 35~50 g的种薯采用整薯播种, 70~80 g的纵切为2块, 100~120 g的斜切为3块。

(3) 播种的同时只能施用颗粒化肥。

(4) 地轮轴和排种轴都有4个支座, 每班作业后要及时加注润滑脂。

(5) 配套动力为13~18 kW小四轮拖拉机。

2 正确调整

(1) 株距。株距的调整方法有2个, 一是通过改变传动比来进行调整, 该机型配备有2个传动比, 将传动链条调整在不同挡位可获得不同的株距。二是通过改变排种链条上的种杯距离来进行调整, 调整时要注意左右2个排种链条上的种杯配套, 要求交错分布, 以满足同一垄上种植的2行马铃薯植株呈三角形布局的要求。株距一般调整为20~30 cm, 具体要求要根据各地实际情况而定。该机行距是固定的, 为35~40 cm, 不能进行调整。

(2) 播深。该机型本身没有播种深度调整装置, 可通过改变小四轮拖拉机液压系统悬挂臂吊杆的长度来调整。要求播种开沟器在平地时的入土深度为2.5~5.0 cm, 满足了这个要求后, 实际播深就能满足15~20 cm的农艺要求。调整时要注意左右吊杆的长度相等。

(3) 施肥量。通过改变拨肥轮的有效工作长度来调整施肥量。马铃薯栽培一般要求每亩 (1亩=1/15 hm2) 施尿素35~40 kg, 磷酸二铵5~10 kg, 80%做种肥, 20%做追肥, 因此将种植机的施肥量调整到每亩 (1亩=1/15hm2) 32~36 kg就可以了。具体调整方法是, 将种植机悬空, 松开拨肥轮锁紧螺母, 将拨肥轮预置在差不多的位置, 在肥箱中加入5 kg配好的化肥, 在排肥口用器皿接好, 将地轮转过64圈, 称量所排下化肥质量, 这就是0.1亩 (1亩=1/15 hm2) 地的排肥量, 据此按要求反复改变拨肥轮的有效工作长度, 达到要求后将锁紧螺母锁紧。

(4) 施肥深度。开沟施肥器安装在两个播种开沟器中间, 采用的是侧位化肥深施的方法, 施肥深度通过改变施肥开沟器的上下安装位置进行调整, 调整到平地开沟器入土深度为8~10 cm即可。

(5) 起垄高度。起垄高度通过改变两个垄开沟犁的犁柱在支架固定卡上的上下安装位置和垄刮土板位置高低来进行调整, 垄高要求20~30 cm。

(6) 起垄宽度。起垄宽度通过改变两个垄开沟犁的安装支架在种植机的支架安装左右位置来进行调整。调整时注意, 最宽时开沟犁的铧尖要与地轮外缘对齐, 不得超过这个宽度。

小型马铃薯种植机篇7

马铃薯含有大量淀粉、多种维生素和氨基酸, 号称“地下苹果”, 其营养价值为世人所公认。我国每年马铃薯种植面积为550万hm2多, 总产量7 500万t多, 居世界首位。目前, 种植方式基本上还是采用传统的铁锨铲坑和人工点种的落后方式。这种人工播种方式难以保证农艺规范的株距、行距及其播深一致要求。马铃薯播种与收获作业占到生产总用工量的70%以上, 劳动强度大, 用工多, 解决马铃薯生产过程中的种植机械化问题迫在眉睫。国内也有一些科研单位研制出了一些小型两行马铃薯种植机, 其设计手段相对落后, 从作业效果看, 多数机型漏种和重种现象严重, 种薯浪费多, 且作业效率也不能满足马铃薯标准化种植需求。针对此情况, 本研究采用Solidworks三维设计软件, 对悬挂式马铃薯种植机进行零部件和整机虚拟设计, 通过运动仿真和干涉检查等先进手段, 对机具设计的合理性进行修正, 使整机性能更加良好。对试制样机进行田间试验的结果表明:样机漏播率η和重播率τ等主要技术指标优于国内其他机型, 可投入批量生产。悬挂式马铃薯种植机对促进马铃薯的传统生产方式改变、提高劳动生产率和生产效益具有重要意义[1]。

1 基于特征的马铃薯种植机虚拟设计

1.1 零件实体与装配体模型的建立

在Solidworks中, 零件的实体模型由一系列特征组合构成, 设计时选择所需要的特征, 给定尺寸、定位和属性等, 形成所需要的实体模型。通过参数和几何约束关系之间的相互关联确定零件的特征。几何约束关系在创建模型的同时被创建, 修改模型时约束关系保持不变, 设计意图也不变。零件设计时, 必须考虑好如何表达该特征与特征之间的关系。图1是由零部件生成的薯杯与皮带的装配体, 主要由种杯、皮带和导种管等零件组成。该排种部件是马铃薯种植机的核心工作部件, 排种部件的结构参数和运动参数对播种质量有重要影响, 设计时需重点考虑[1,2,3,4]。

1.2 整机模型建立

整机模型由多个装配体和零件构成, 图1就是其中的一个重要装配体。具备一定装配约束关系的多个零件的组合构成部件装配体, 按照部件不同的功能, 将多个装配体依次放置到机架的相应安装位置, 构成整机模型。通过试装配、干涉检查和受力分析等软件模块, 发现设计中的不合理之处, 并加以改进。虚拟设计最大的优点为产品改进速度快、效率高且无需制造成本。

马铃薯种植机模型主要由机架、排种部件、开沟部件、覆土机构、行走驱动轮、种箱和划行器等部件组成, 如图2所示。工作时, 马铃薯种植机由拖拉机后悬挂作业, 开沟器开沟;由地轮驱动杯式播种机构将种薯从种薯箱中定量播种到沟里;由起垄器培土起垄, 完成播种作业[1,2,3,4]。

2 主要部件设计与参数确定

2.1 排种机构

马铃薯播种不同于其他作物播种, 播种部件有其特殊形式。为了保证马铃薯播种的工作要求, 本机采用平皮带—杯式排种机构 (如图1所示) 。每行皮带上的薯杯交叉配置, 使单行上交叉种植。料杯的大小可以盛装切成块状、直径为30～50mm的种薯 (种薯质量为45～50g/块) 。对直径小于30mm的种薯 (种薯质量为30～45g/块) , 可在原有的薯杯里加装一个小塑料种薯杯。为了实现精量播种, 节省薯种, 减少重播和漏播, 在薯杯皮带的上中部设计有可调整振幅量的排种振动机构。在提升过程中, 振动机构振动皮带, 把薯杯中多余的种薯振掉, 保证每个薯杯中只有一个种薯;种薯被提升到顶点后, 薯杯背部托住种薯, 使种薯按薯杯的速度落下, 排到开好的种沟内, 保证株距。

2.2 种植株距的确定

本机播种装置的薯杯固定皮带驱动轮由地轮经一对变速链轮驱动, 调节链轮的相对位置, 可得到8个传动比, 从而有8个种植株距可供用户选择。

薯杯皮带驱动轮的转数N1为

N1=i0in×N2 (1)

式中 N1—皮带驱动轮的转数;

i0—地轮到皮带驱动轮的传动比, i0为常数, 即i0=31/22;

in—传动比, 依次为1.73, 1.53, 1.30, 1.00, 0.85, 0.77, 0.65;

N2—地轮的转数。

薯杯皮带上的薯杯交叉配置, 其节距t=6.2cm, 皮带驱动轮的直径D1=16cm, 地轮轮胎滚动直径D2=75cm, 设地轮的滑移率δ=1.05。种植株距Sn为

Sn=δtD2/ (i0inD1) =30.5/i0in=21.6/in (2)

调节传动比, 由式 (2) 计算出8种种植株距为12.5, 14.1, 16.6, 21.6, 25.4, 28.1, 33.2, 37.2cm。

2.3 薯杯皮带线速度的确定

薯杯皮带线速度V1与机具作业速度V成正比, 其值按下式计算

V1=i0inVD1/D2=0.30inV (3)

式中 V1—薯杯皮带线速度 (m/s) ;

V—机具的作业速度 (m/s) 。

薯杯皮带线速度和播种质量之间的关系如图3所示。数据显示:漏播率η随机具作业速度的增加而增大;重播率τ随机具作业速度的增加而减小。薯杯皮带线速度V1=0.5m/s时, 漏播率η和重播率τ均小于3%, 作业质量较好;当薯杯皮带线速度V1=0.55m/s时, 作业质量有所下降, 漏播稍有增加, 但基本能满足农业技术要求;若薯杯皮带线速度V1>0.55m/s时, 作业质量则显著变坏, 漏播严重。因此, 薯杯皮带线速度V1的最高作业速度不应超过0.5m/s。

将V1=0.5m/s代入式 (3) , 则在不同种植株距作业时, 相应拖拉机的最高作业速度为

V=1.67/in (4)

当株距依次为12.5, 14.1, 16.6, 21.6, 25.4, 28.1, 33.2, 37.2cm时, 拖拉机的最高作业速度依次为0.97, 1.28, 1.67, 1.96, 2.17, 2.57, 2.88m/s。

3 主要结构特点分析

3.1 精量播种

排种部件是马铃薯种植机的核心部件, 整机关键技术也体现在排种部件的设计上。排种部件的性能直接影响种植机的漏播率η和重播率τ等关键技术性能指标。本文设计的马铃薯种植机采用取种杯交叉取种, 一条皮带上交叉固定两排取种杯, 通过地轮驱动皮带实现交叉取种, 配以辅助振动器振动皮带, 可以根据不同种薯的不同特性, 调节振动器的振幅, 保证每个种薯杯里只有一个种薯, 并且随着皮带运动到顶点, 薯杯抛出种薯到排种管。这时, 薯杯的背面和排种管配合, 薯杯背面托住种薯, 不让种薯自由降落, 而是随着皮带运动有序地排到开沟器开好的沟内, 实现精量播种, 减少漏播和重播[5]。

3.2 行距与株距控制

样机设计采用地轮轴驱动传动链, 双链轮联轴器连接, 驱动准确与可靠。根据不同地区的农艺要求, 只需改变几个辅助件, 非常方便地实现5个不同的行距, 即70, 75, 80, 85, 90cm。样机的株距调整可通过改变取种皮带的速度实现。改变地轮轴上主动链轮和被动链轮的传动比, 改变取种皮带的速度, 从而改变种植株距。改变皮带主动链轮和被动链轮的规格, 可调整出8个株距。

3.3 开沟器与覆土起垄器

马铃薯的种薯形状、大小和物理特性比较复杂, 必须设计一种特殊的开沟器。样机采用靴式开沟器, 开沟阻力较小, 开出的沟能够较好地稳住排种器排出的种薯, 有效地控制种薯的运动, 从而保证种薯的播种株距。

为了满足不同地区的使用, 样机设计了两种覆土起垄器:一种为犁式覆土起垄器, 适用于土壤条件较差的地区 (如土壤较粘重和土壤中石头较多的地区等) , 根据行距和各地区农艺要求的不同, 犁翼开度可以调整, 控制起垄大小;另一种为圆盘式覆土起垄器, 适用于土壤条件较好的地区[5]。

4 马铃薯种植机田间试验

4.1 试验条件

4.1.1 试验用种薯及肥料特性

马铃薯为市场购买的马铃薯种薯。肥料为颗粒尿素。马铃薯种植行距为90cm, 株距为20cm。种薯可切成块状, 按表1将试验样本分为I, Ⅱ, Ⅲ类。对每种样品进行试验, 或使用直径在30～50mm的种薯 (种薯质量为45～50g/块) 。对于直径小于30mm的种薯 (种薯质量为30～45g/块) , 可选配原有薯杯里加装的小塑料种薯杯[6,7]。

方形网孔筛筛孔尺寸用通过最大筛孔尺寸的样本和不能通过最小筛孔尺寸的全部样本所占百分数的量表示。

4.1.2 试验地及环境

试验地地势平坦, 无障碍物, 土壤为沙壤土, 前茬作物为玉米, 试验前经犁耙作业, 试验地测定区长度为20m, 测定区前有10m的稳定区, 测定区后有10m的停车区, 宽度为50m。

4.1.3 配套动力

试验用拖拉机为JDT600, 动力为45kW, 试验挡位为Ⅱ挡, 实际作业速度为0.91m/s。

4.2 试验结果

试验结果如表2所示。

4.3 结果分析

表2中的指标数据是对表1中的I, Ⅱ, Ⅲ种试验样品进行试验后所得结果的平均值。由表2得出:悬挂式马铃薯种植机的合格率δ、漏播率η和重播率τ等均满足项目规定的指标要求。目前, 国内关于马铃薯种植机的作业质量的衡量只有NY/T 1415-2007马铃薯种植机质量评价技术规范一项标准。在此规范中, 要求机具的合格率δ≥67%, 重播率τ≤20%, 漏播率η≤13%。从表2的数据看, 本次设计的悬挂式马铃薯种植机性能远远高于标准要求, 也高于国内其他同类机型, 作业效果有较大改善[6,7,8,9,10,11]。

5 结论

1) 2CM-4悬挂式马铃薯种植机的三维造型具有建模简单、效率高和可视性强等特点;

2) Solidworks三维虚拟设计对马铃薯种植机的优化设计提供了良好的手段和方法;

3) 对试制样机的田间试验结果表明:主要性能指标漏播率η和重播率τ均≤3%, 优于国内其他同类机型, 具有一定的市场竞争力;

4) 本文的方法为今后马铃薯种植机的设计和改进提供了借鉴[12]。

摘要：针对我国马铃薯种植机设计中存在设计手段落后和设计效率低等问题, 采用基于特征的参数化造型软件Solidworks对马铃薯种植机进行参数化造型, 设计了新型2CM-4悬挂式马铃薯种植机。该机结合我国马铃薯的农艺要求, 取种部件采用交叉取种新技术, 配以振动排种部件, 实现精量播种;行距和株距可调;两种覆土起垄部件可提高机具适应性。对经过虚拟设计的马铃薯种植机样机进行田间试验, 结果表明重播率τ和漏播率η均≤3%, 为今后马铃薯种植机的研制提供了参考。

关键词：马铃薯种植机,参数化造型,虚拟,试验

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