小麦免耕施肥播种机论文（共8篇）
小麦免耕施肥播种机论文 篇1
0 引言
随着保护性耕作逐渐被人们接受,其发展前景也越来越乐观。在保护性耕作体系的推广实施中,关键环节之一是需要质量可靠、性能完善的专用机具,其中最重要的配套机具是免耕施肥播种机。保护性耕作技术要求用秸秆残茬覆盖地表,实现保水、保土等功效,但大量的秸秆残茬对免耕施肥播种机的通过性会造成极大的影响;在免(少)耕且有秸秆残茬覆盖的相对坚硬的土壤上播种施肥,需要有入土能力强的开沟器,同时对拖拉机动力也有较高的要求;实行免耕作业,地表不平度加大,影响播种作业质量。以上3点均是免耕施肥播种机的研究开发重点、难点。
小麦作为我国主要的粮食作物,在膳食结构中占有重要地位,发挥了不可替代的作用[1,2],对我国发展起着举足轻重的作用。长期以来,翻耕法是主要的土地耕作方法,不可避免地存在着一些弊端:加快土壤水分散失,助长了土壤侵蚀;使犁底层致密增厚,阻碍根系伸展和降水入渗;导致有机质矿化,影响土壤有机质积累和动态平衡。同时,农民采取抛撒施肥的方式,这种方法不仅浪费了肥料,而且麦苗吸收肥料不均匀,从而影响收成。针对这些问题,保护性耕作不仅能够有效地解决,而且带来显著的效益:减少径流60%、水蚀80%、风蚀60%,抑制沙尘暴,减少大气污染;休闲期土壤贮水总量增加14%～17%,土壤有机质年提高0.03%～0.05%,水利用率提高15%～19%,速效氮和钾提高;提高小麦产量13%～17%,降低作业成本10%～20%,增加农民收入20%～30%[3]。因此,设计出一台免耕施肥播种机具有重要的现实意义。
高产、优质是我国农业由传统化向现代化转变的发展方向。播种质量直接影响着农作物的出苗、苗全和苗壮,对最终的产量影响很大。针对这一点,该播种机整体和单体均采用仿形装置,保证绝对的播种深度。播种机可以实现多层施肥,可结合农学农艺要求完成进一步的研究,用最少的肥料、最有效的利用率来满足小麦对肥料的需求。
1 研究现状
1.1 国外小麦免耕播种机的研究现状
国际上保护性耕作开展较早,技术较先进的国家,如美国、加拿大、澳大利亚以及巴西等国,经过多年的研究开发,已拥有相对成熟的技术和机具。其免耕施肥播种机一般体型大、质量大、结构复杂、价格昂贵,多采用牵引式,需要大功率拖拉机配套,播种效率高,适合于大地块使用。例如,美国的JOHN DEERE 1590型免耕播种机和GREAT PLAINS 1205NT型免耕播种机施肥量小,不能满足我国施肥量大的要求[4]。其多采取凿铲式或圆盘式开沟器破茬开沟实现施肥播种,采用多梁结构安装方式,从而加大了秸秆的通过空间。开沟器为单体仿形,其中双弹簧结构给以足够压力进行免耕作业。在农业生产中发达国家一般只使用较少的化肥,因而在播种机的设计上多采用种、肥同施的方式。
1.2 国内小麦免耕播种机的研究现状
根据农田作业地块较小,免耕覆盖施肥播种作业条件恶劣,与播种机配套的中型轮式拖拉机动力为35～48kW、小型轮式拖拉机动力为8.8～13.2kW等特点,必须开发适合我国国情的免耕播种机[5]。我国免耕覆盖播种机研制开发的总体方案和基本思路是:与动力机的挂结形式为悬挂式,以减小转弯半径,充分适应小地块的特点;排种方式采用现有的精量、半精量穴播和条播小麦等为主,以降低制造成本;结构上除排种、排肥器部分沿用传统播种机上的现用部件外,需要重点解决的技术问题为防堵技术及其结构、破茬开沟技术及其装置、种肥分施技术及其装置和总体机架等。
当今国内涉及小麦免耕机的研究还比较少,多采用动力灭茬,类似选择性旋耕,这就对拖拉机的动力有一定严格的要求,而且并不是完全符合保护性耕作的要求。
2 整体构想及其工作原理
该小麦免耕施肥播种机与拖拉机的挂接方式为机动性较好的三点悬挂式,由机架、施肥开沟器、可调导种管、外槽轮排种器、外槽轮施肥器、镇压轮和地轮等组成。其结构简图如图1所示。
1.驱动轮 2.导种管 3.种箱 4.肥箱 5.机架 6.导肥管 7.开沟器 8.镇压轮
该装置按照宽窄行要求进行设计,行距为10,20cm;多余的残茬秸秆聚集在行距20cm处,发挥预期的作用。开沟器均匀分布机架前两根梁上,前三后四,间距60cm;错开安装的开沟器有效地避免了开沟器之间的拥草和拥秸秆。
开沟器可入土20cm以内任意深度,在保证3～5cm的播种深度前提下,可针对不同地区施肥需求自行调节导种管,完成6～16cm任一深度的施肥或多层施肥。开沟器切碎根茬同时完成施1行肥、播2行种,成向后弯曲状的导种管完成回土工序,对种子进行覆盖,安装在第二三根梁上与开沟器对应的单独镇压轮完成对种子的压实和对土块的压碎,一次性完成开沟、施肥、播种和镇压等工序。
3 关键部件研究
3.1 开沟器的研究与设计
少动土、少跑墒是保护性耕作的基本要求。免耕施肥播种时,地表有秸秆残茬覆盖,有的土壤紧实,要求有良好的破茬开沟技术,这是实现免耕播种的关键技术之一。本着这个原则,课题组研制3种单体(如图2～图4所示)进行对比试验,实验结果如下。
1.仿形机构 2.施肥开沟铲 3.分草(秸秆)装置 4.镇压装置 5.行间压草(秸秆)装置 6.播种开沟铲
该单体采用前置仿形,理论上集开沟施肥、双向分草(秸秆)装置、镇压、行间压草(秸秆)器和开沟播种为一体,完成1行施肥、两行播种。破茬开沟铲进行破茬开沟施肥,未切断而堆积在开沟铲前的草或秸秆通过分草(秸秆)器和行间压草(秸秆)轮的共同作用被分开、压住,使其不随开沟铲的前进而移动,防止堵塞,然后由尖角式开沟铲在无秸秆且已由破茬开沟铲松过的土壤上二次开沟播种。行间镇压轮完成对土壤的压平,保证播种深度。
试验结果表明,仿形机构未能实现预期效果,单体前半部分有明显入土现象,未与地面保持平行,影响后面的播种效果;镇压器,分草(秸秆)器起到预想的效果;尖角开器沟入土良好,距离太近导致开沟器间堵草和秸秆,从而影响播种质量。
1.深松铲 2.镇压轮 3.单圆盘开沟器 4.护种板 5.固定装置
深松开沟铲完成开沟施肥,后附铸铁镇压轮对土块进行压碎回土,保证平整的播种条件;紧接着两个单圆盘开沟播种,有效地避免了秸秆和杂草的影响;护种板方便了导种管安置的同时又始终保证了相邻10cm的行距;之后再附镇压轮进行二次镇压,有助于种子与土壤的紧密接触。
试验结果表明:镇压轮质量大时,形成明显的压沟,影响了播种深度;质量小时,很难对沟壑进行有效的处理,无法提供理想的播种环境。单圆盘自身回土效果不好,镇压后有种子裸露在表面,需另加回土装置;护种板效果较理想。
1.导肥管 2.开沟总成 3.出肥口 4,5.导种管 6.可调装置
该单体开沟同时完成施肥播种,导种管成向后弯曲状,避免了秸秆缠绕;导种管上下可调,在保证播种深度的条件下,可满足农户不同深度的施肥。
试验结果表明:开沟能达到预想的深度,残茬直接被切断且没有被拱出地表的现象;导种管没有挂草和秸秆的现象,并且有效地起到了回土的作用。
综合考虑,单体三结构简单使用,保证了播种深度的一致性,满足农学农艺要求。根据实际需求,对开沟器入土角进行研究,综合入土深度、消耗动力等因素,最终确定入土角为25°。
3.2 排种器(施肥器)的研究与选定
目前,我国小麦播种几乎都采用外槽轮排种器播种机,外槽轮式排种器具有结构简单、易制作、成本低、工作可靠和播量调整较方便等优点。
通过外槽轮的工作长度和改变转速来调节排种量。实验表明:工作长度以及转速对标准差、排种量和排种均匀性变异系数都存在极为显著的影响,工作宜采用的策略为较大的工作长度匹配较小的转速。
为了尽可能减少排种的不均匀性,避免排种的脉动现象,拟采用斜外槽轮排种器。该播种机排种器应用参数为:槽轮齿槽数Z=18,凹槽半径r=2.5mm,齿槽深度b=3.5mm。
3.3 镇压轮的研究和选定
镇压轮是播种机的重要部件,合适的镇压能够提高土壤松碎程度与地表平整度,使其表层松软、下层密实,还可以减少土壤中的大空隙,减少水分蒸发,加强土坡毛细管作用,起到“调水”和“保墒”的作用,为种子出苗和生长创造良好的条件[6]。
免耕地表秸秆残茬较多,设计的镇压轮(如图5所示)采取对行镇压,减少其它部分带来的阻力;单体仿形保证对种子不带来任何不利影响;相互分离的镇压滚子之间安装活动套管,既限定了宽度,也解决了单独整体粘土的问题。
1.微仿装置 2.轮架 3,5.铸铁轮 4.套管
4 试验结果与分析
4.1 播种出苗
经过免耕播种后,得到种子和肥料的覆土深度、合格率等测试结果,如表1所示。测试结果表明,种子播种深度的平均值为3.9cm,种肥的垂直间距为4.3cm,可以满足农学农艺要求。
4.2 排种器性能分析
排种器性能的测试结果,如表2所示。结果表明:每项指标均符合标准值的要求,能够满足免耕播种的需求,并且性能质量好。
5 结论
1)关键部件全部采用可调装置,可以更大范围地适应不同农艺参数的播种作业。
2)两个行走驱动轮分别传动种箱肥箱,减小阻力对播种施肥的影响。
3)田间试验表明:播种深度合格率为90%,施肥深度合格率为86%,能够满足农艺要求。
4)排种器各行排种量一致性变异系数2.1%,排种均匀性变异系数为30.7%,总排量稳定性变异系数为0.7,种子破损率为0.1%,均符合行业标准。
5)该播种机与大功率拖拉机配套使用,适应大马力拖拉机快速增长的需要。
摘要：针对国内小麦播种机的现状,设计了一种小麦免耕施肥播种机,与当今流行的保护性耕作紧密结合。覆盖地表的秸秆残茬有效地减少了地表水分蒸发,增强了土壤的蓄水功能,达到了抗旱保墒的作用,起到了节水的效果;同时,增强土壤有机质、提高土壤能力,在同样的施肥下更能促进植物的生长。该装置能够一次性完成破茬、开沟、播种、施肥、覆土和镇压等工序,从而减少了拖拉机的进地次数。其不仅提高了肥料的利用率而且避免了肥料的浪费,同时省去了播种前的1～2次的旋耕,为农民降低了生产成本。田间试验证明:整机结构设计合理,符合农民种植要求。
关键词：小麦,播种机,免耕,保护性耕作
参考文献
[1]马立.新型缝隙式小麦气吸播种机的研究[D].保定:河北农业大学,2010:8-10.
[2]陈凤燕.气吸式小麦精密播种机缝隙式排种器的设计与研究[D].保定:河北农业大学,2011.
[3]姚宗路.小麦对行免耕播种机的改进研究[D].北京:中国农业大学,2005:5-6.
[4]吴红丹,李民,胡东元,等.从约翰迪尔产品看美国保护性耕作技术现状[J].农机化研究,2007(1):12-15.
[5]高焕文,李洪文,姚宗路.我国轻型免耕播种机研究[J].农业机械学报,2008,39(4):78-82.
[6]张小丽.2BXJF-12型小麦播种机的试验研究[D].保定:河北农业大学,2006:48-49.
小麦免耕施肥播种机论文 篇2
关键词：荒草地 改良 免耕 播种
中图分类号：S223.24 文献标识码：A文章編号：1672-5336（2014）16-0088-02
随着省政府列入雁门关生态畜牧经济区，晋北地区畜牧业得到迅速发展，从而显现出日趋紧张的草畜矛盾。为了缓解由于养殖业蓬勃发展对牧草的巨量需求，改造、改良现有退化草地，建设人工草场已成为解决这一问题的重要途径。但是，要想实施大规模草地改良和草地建设，依靠人、畜力是无法完成的，必须采用先进的技术和装备才能使草地快速改良变为现实。
2BMF—5型免耕施肥播种机设计时，重点针对大同市每年为近500万亩的荒地和退耕还林以及退化严重的草地进行牧草的补种和草地的改良，在投入大量的资金，选择适当的时机进行有限的飞机播种，但终因地理环境，气象条件所限，至使草种成活率太低，形成年年种草不见草的现象。因此，急需一种适用于荒地播种和草地草种改良的专用机械。由于保护性耕作和荒地草种的改良，是一项建立在先进机具上的技术，对播种机械的要求除具有传统播种机的开沟、下种、排肥、覆土、镇压功能外，还必须要有良好的清草排堵功能，破茬入土功能，种肥分施等功能，才能满足免耕地播种和荒地种草的特殊要求。
1 主要工作部件
（1）种（肥）箱：种肥箱为整体结构，中间用隔板相隔，种肥箱通过支撑板固定在机架上方，其主要功用是在播种作业时用来盛放种子和肥料。材料选用厚度为1mm的铁板。
（2）排种、排肥器：选用标准系列中的多功能外槽轮式排种，排肥器。材料是硬质塑料，排种器由排种盒、槽轮、阻塞轮、排种舌及清种舌等组成。排种、排肥轴驱动管、排量调节手轮、排量调整锁止手轮、排量调节管、排种肥器轴、种肥驱动装置法兰、传动轴支承管等都选用Q235A钢。
（3）开沟器：每组开沟器由六把平面直刀旋转刀具组成，主要功用是由拖拉机后部动力输出轴，经齿轮传动带动其旋转，在未耕茬地进行旋转切割，将垅沟土壤通过刀具的切割、冲击、挤压，破碎成符合种子发芽生长的细碎土壤，并将肥料与垅沟土壤混合。材料选用：旋耕刀：10×1400×2000（GB709--88）65Mn钢板，刀库：Q235碳素铸钢，旋耕刀连结套：圆管70×5（GB8162—87），20#（GB7100-88）。国内生产的免耕播种开沟器多采用圆盘式开沟器和窄沟型式开沟器，圆盘开沟器，它的作用机理是靠机器的自身重量开沟，切开土壤，切断作物残茬。机具重量大，结构复杂，制作精度高，造价高，与大功率拖拉机配套，不适合在我市农田推广使用。窄沟型式开沟器较易入土，但容易翻土，影响土壤墒情。我市土地板结现象比较严重，传统开沟器难以入土，即使能够开沟，也常是土块较大，不能形成良好的种床。研究认为现有的免耕播种机无法完成作业，由于上述原因，设计了平面旋转开沟器（每行共装有六把刀），作业时，对垅沟土壤进行强制旋转切割、挤压，将垅沟土壤坡碎成符合种子发芽生长条件的土壤，并且不易缠草，不易堵塞。试验开沟效果较好，行数可调整。此结构形式旋转刀开沟阻力小，而且开沟开出的种床深浅一致，不破坏原土层，较其它开沟器更易于种子发芽生长。根据专业资料查询，此结构的开沟器在国内同类播种机上未见使用。
（4）输种、输肥管：用塑料制成，其主要功用是将排种、排肥器排出的种子和肥料导入开沟器或直接导入种沟。
（5）镇压器：其主要功用是压实土壤，使种子和土壤有一定紧密度，有利于种子发芽。镇压轮轮縠、轮轴选用Q235钢，镇压轮选用HT200灰铸铁，镇压轮端盖、连接架支撑片选用20#钢板。
2 本机的主要技术性能指标
配套动力为13.23kW，发动机额定转速为2000—2200r/min；条旋开沟器转速为800—880r/min；作业速度为3—5km/h；生产率为5—8亩/h；工作幅度为 1.2m；行距28cm；开沟宽度为6cm；开沟深度为8—10cm；开沟器刀具数为6/5把/组；镇压轮型式为铸铁式；挂接型式为四连杆后悬挂式；机具质量260kg。
3 免耕播种机的工作程序
（1）采用平面旋转旋耕刀对未耕地进行旋转切割开沟，为种子发芽生长创造土层条件，拢背部分不予耕翻。（2）将排肥器排下的肥料通过输肥管送至旋耕刀的前部未耕地面，在旋转刀的旋转搅拌作用下与垅沟土壤混合。（3）将排种器排下的种子通过输种管播至垅沟适当的深度。（4）由覆土器和镇压轮对种子进行适当的覆土、镇压。
旋耕刀的旋转动力是由拖拉机后部的动力输出轴经过一级锥齿轮传动，三级直齿轮传动驱动旋转刀轴旋转，刀轴上装有五组（每组六把）可轴向调整位置的平面旋转刀，可调整开沟行距。开沟深度由地轮控制调整。排种器和排肥器的驱动力由地轮经链传动驱动排种轴和排肥轴旋转，保证了排种量和排肥量与机组前进速度的同步，也就保证了播种量和排肥量在单位面积的一致性。
4 主要技术特点
（1）采用了自主研发的动力直刀条旋开沟器。根据播种作物的农艺要求，安装相应的开沟器数，每组开沟器的刀架上，分三个切削面安装了六把平面动力旋耕刀，作业时到的刃部滑切入土，将垅沟的硬土层（或草皮）切开形成种床。开沟宽度为6厘米。这样的滑切、挤压开沟与传统的旋转弯刀作业相比：传统旋转弯刀由于作业时较大的甩土作用，使土壤表层的干土与下层的湿土搅拌，加速了土壤中水分的蒸发，破坏墒情。采用这种平面直刀条旋转开沟，只将垅沟的土壤滑切，挤压，破碎，上下土层扰动较小，具有较好的保墒作用。2、条旋开沟，只将垅沟的土壤疏松破坏，垅背部分仍处于较坚硬的结构状态，垅背中所蓄的水分不易蒸发，可以使垅背中的水分向两侧垅沟滲透，为种子发芽及幼苗生长提供一定量的水分。充分利用垅背的蓄水作用，对于北方干旱、少雨地区的作物生长极为有利。
（2）采用地表定向前置施肥。由于传统播种机的施肥形式大多采用种肥同沟分层施肥，因种肥分离不清，造成化肥伤种烧苗现象较为明显。本机采用的地表定向前置施肥，是在作业时，肥料经输肥管定向条旋在开沟器前方的地表，然后经旋转开沟器在开沟的同时将化肥与土壤挤压、搅动在一起。经大面积播种观察，没有发现有烧苗现象。这种形式的施肥，可以减少化肥的施用量，使化肥在土壤中的作用得到充分的利用。
（3）本机可以在适宜种草的荒地进行牧草播种以扩大草地种植面积，也可以对我国北方干旱地区大面积天然退化草场进行补播作业和草地草种的改良。同时可作为农业保护性耕作及农业生态建设的配套机型。
5 试验结果
为了了解条旋式开沟器技術特征、结构特点、制造质量，并考核其性能指标是否达到设计要求，进行了生产性能试验。条旋式开沟器试验条件为2年地表未耕，土壤硬度较高，板结严重，地面较平整，属粘性土壤，土壤容重1.2克/立方厘米，残茬、杂草占总面积70%，播种作物苜蓿，作业后，开沟宽度60毫米，经5个测试点分别进行测试，平均开沟宽度60毫米，开沟深度误差2毫米。表土与种沟内土层界限基本清楚，无相混现象出现，沟壁垂直，开沟规则，种床土粒细碎，行走速度较高时，有少量抛土现象，开沟器开沟宽度范围内，地表秸杆、残茬切断率95%，土层内残茬切断率95%，未见堵塞现象出现。行走作业过程中，没有再现缠草、挂茬情况，有一定的抛茬能力，通过性能良好。500亩作业后条旋式开沟器没有出现磨损现象。开沟器作业过程中，发动机没有再现排黑烟现象。开沟阻力小、功率消耗不大，从试验数据中看出开沟器各项指标达到设计要求。
所设计的2BMF-5型免耕施肥播种机在荒草地实现了少耕、灭茬、播种和施肥作业，漏耕率小于2%，其它播种效果达到国家标准JB/T6274.1—2001要求，各行排量均匀一致，标准误差为0.41g，总排量稳定，标准差系数为1.5g，种子破碎率低，仅为2.8%，复土合格率达到93%，使用可靠性96%，改善了土壤结构，带状旋耕碎土性良好，不打乱土壤耕作层，苜蓿、柠条种子播在表层3—6厘米处，不破坏土壤供水毛细管，有较强的保墒能力，覆土较浅，水分能够上下运动，氧气相对充足，给种子发芽、全苗、早苗、壮苗确实创造了适宜条件，根据田间观察，比常规播种出苗提前4—5天，达到一次性出全苗、出齐苗。
6 结语
通过在大面积荒草地生产试验，该机结构先进合理，特别是在秸杆切碎、破茬、开沟、施肥、性能稳定，能一次完全破茬、施肥、播种、镇压多项农艺，无需旋耕、灭茬、深耕等工序，减少了机具进地次数，降低了作业成本，减轻了农民劳动强度，缩短了耕作时间，加快了荒草地播种进度，该机适应性强，动力传动安全可靠，利用2BMF-5型免耕施肥播种机实施荒草地改良，确实能够减少土壤水分蒸发和水土流失，提高畜水保墒能力，培肥地力，改善荒草地的土壤结构，减少了荒草地风蚀及沙尘暴的危害，起到了改良改造荒草地的作用，为荒草地了创造良好的生态环境，完全能够阻止荒草地沙化的蔓延。
参考文献
[1]陈志.农业机械设计手册[M].北京：中国农业科学技术出版，2007.11.362.
精准变率免耕施肥播种机 篇3
最近, 由山东省肥城市畜丰农牧机械有限公司与山东科技大学、泰安市农机局联合研制的精准变率免耕施肥播种机通过了山东省科学技术厅组织的成果鉴定。
精准变率免耕施肥播种机的研制被列入泰安市2009年科学发展计划, 产品达到国际先进水平。该机配有计算机、传感器、可变量施肥和播种机构等先进设备。作业时, 精准变率免耕施肥播种机为播种施肥提供了变率控制, 可根据田块的肥力要求, 准确地计算施肥、播种数量, 通过计算机的控制。自动调节种子、化肥给料口的大小, 减少肥料和种子的浪费。在作业过程中, 该机能及时发现并排除种、肥箱空或堵塞等各种故障, 避免了漏播等现象, 提高了播种质量, 为高产打下了基础, 也为精准农业和机械化保护性耕作发展提供了机具保障。
小麦免耕播种机使用五注意 篇4
一、机具安装时传动万向节和组合旋耕刀位置要正确。
万向节安装后, 两头花键节叉应在同一个平面内, 方轴与方管不能顶死。否则, 机具升降、转动不灵活, 加大震动、减少寿命。播种苗带旋耕刀由弯刀和直刀组成, 安装时弯刀要向内弯曲, 保证作业时把秸秆抛到垄间, 播种沟内基本无长秸秆, 为小麦出苗发育创造良好条件。
二、作业时要注意起步和地头机具提升操作得当。
作业起步时, 旋耕刀离地, 结合动力, 待空转达到一定速度后, 再挂挡起步, 同时缓慢降落机具逐渐入土, 直至正常作业。到地头转弯提升机具时, 不得提升过高, 万向节与动力输出轴夹角不得大于25度, 若必须提高要切断动力。否则, 容易损坏机件。
三、适当加大播种量和播种深度。
小麦免耕播种, 因为播种苗带土壤中混有较多秸秆, 种床条件不如常规播种的好。为保证小麦出苗发育生长, 免耕播种小麦播种量要比常规播种多1～1.5kg, 播种深度要深1～2cm。
四、保证播种带宽度。
免耕播种小麦的行距和苗带都比常规播种宽, 行距一般在25cm左右, 苗带12cm左右。既能保证小麦良好的通风透光条件, 又能保证亩株数。作业中, 播种器播种宽度往往达不到要求。因此, 作业时要经常清理播种舌粘土, 保持舌面种子导流槽清洁, 保证种带宽度和播撒均匀。
五、要有适当镇压强度。
小麦免耕施肥播种机论文 篇5
小麦免耕覆盖施肥播种机作业时,拖拉机的动力经传动轴直接传入播种机的中间变速箱,并带动左右刀轴作旋切运转,当刀具与地面接触时,前部的旋耕刀将部分秸秆或根茬切断后入土作带状旋松,紧随其后的播种、施肥开沟器在开沟的同时,将秸秆及根茬推送到播种、施肥位置的两侧。后部的限深镇压轮,靠自身质量与地面摩擦转动,经链条传动机构带动排种和排肥机构实施排种、排肥。排下的种子和化肥分别经输种、输肥管进入开沟器,依次落入已开出的沟槽内,镇压轮随即将沟槽内松土压实,完成免耕覆盖施肥播种作业。
1 安装挂接与调整
⑴安装挂接
播种机与拖拉机安装挂接时,首先将传动轴方轴的一端安装在拖拉机的动力输出轴上,传动轴的方管一端安装在免耕施肥播种机变速箱动力输入轴上,再将方轴插入方管内(安装时传动轴两端的夹叉应对称一致,否则易导致机具振动)。然后将拖拉机的悬挂机构与免耕覆盖施肥播种机的挂接机构结合在一起,并插好锁销。
⑵调整
1两用排种器的调整。排种器为小麦、玉米两用排种器,采用外槽轮式半精量排种器。工作槽轮靠种轴上的弹性圆柱销带动,非工作槽轮做阻塞轮被排种器上的锁销锁定。播种小麦(油菜)时,弹性圆柱销在小麦槽轮内,锁销锁定玉米槽轮;播种玉米时将弹性圆柱销移至玉米槽轮内种轴定位孔中,用锁销锁定小麦槽轮,用抽板关闭多余的排种器。
2播种深度与施肥深度、旋耕深度和秸秆覆盖率的整体调整。小麦免耕覆盖施肥播种时,种子播种深度小麦为3~5cm、油菜为2~3cm,墒情较差时相应加深1cm,化肥播深一般为8~10cm,当种子与化肥深度差调整合理后,如果需要增加旋耕深度、播种深度、施肥深度和提高秸秆覆盖率,可将镇压轮总成两端的限位螺栓向上调,每调1个螺孔,其深度相应增加1cm,秸秆覆盖率也随之提高。
3种子与化肥深度差的调整。种子、化肥之间的深度差一般应控制在4~5cm。种子与化肥深度差的调整,是靠移动开沟器上下位置来完成的,调整时旋松开沟器上部固定螺栓,将播种或施肥开沟器分别向上或向下移动,测量下端距地面的高度差,直至达到理想高度差止,然后再将固定螺栓旋紧。
4小麦播种前的调整。A.排种器的检查调整。为提高小麦播种质量,确保各行播量一致,播种前要对各排种器的排种槽轮进行检查,在正常情况下,排种前排种槽轮的端面应与排种盒内壁处于同一平面内,调整播量手轮的端面应处于刻度线“0”的位置,若排种槽轮伸出的有效长度长短不一,各行播量大小不同时,应进行调整。方法:旋松排种槽轮两端的卡片,左右移动排种轮至所需位置,并使卡片紧靠排种轮外部的端面,调好后旋紧固定螺栓。B.小麦播种量的调整。小麦播种量因品种和地理环境不同而不同,为便于小麦播种量的调整,免耕覆施肥播种机上设有调整播量手轮和刻度线,刻度线上的数字表示播量,单位为kg,调整播量时需旋转手轮,手轮外端面与刻度线相交位置即表示所下播量,调整完毕后应旋紧手轮上的固定螺栓;若播量与刻度线不符,应以排种轮伸出的有效长度为准,排种槽轮伸出排种腔1cm表示播量1kg。当排种轮伸出的有效长度一样而播量误差仍很大时,需调整毛刷位置;毛刷向上移动播量增加;反之减小。
为确保播种量精确,机具调好后要进行播量试验:种箱内加入种子,将机具升离地面,在输种管下垫一块塑料布或在接种盒下套一塑料袋,然后在镇压轮上做好记号,用手转动镇压轮,2BMSF-10/5型小麦免耕覆盖施肥播种机转动25圈,然后将塑料布(袋)上的种子收集起来,称质量后再乘以10,即是亩播种量。如果播量偏大或偏小,可适当加大或减少播量;浸种、拌种应将种子晾干再播,否则会严重影响播种量或播种的稳定性和均匀性。
⑸排肥量的调整。旋松调节手轮上的固定螺栓旋转手轮,其外端面与标尺刻线相交处所标数字即为亩施肥量,其单位为kg。为确保播肥量准确,机具调好后要进行播肥量试验(其方法同调播种量一样),调整完毕后将固定螺栓对准轴上键槽旋紧。
2 使用注意事项
(1)牢记免耕覆盖施肥播种机播量刻度线上的数字,单位为kg而不是市斤。
(2)免耕施肥播种时播幅与播幅之间的垄距要保持一致,太宽时浪费土地容易造成减产,过窄时容易将土翻入已播的垄沟内,覆土过厚,影响小麦出苗和分蘖。
(3)免耕覆盖施肥播种机的排种、排肥作业靠镇压轮传递动力,因此播种作业时镇压轮必须着地转动,否则免耕施肥播种机即不排种又不排肥。
(4)播种作业前,要将排种槽轮和排肥槽轮两端的固定卡片旋紧,否则在播种作业时,排种轮和排肥轮会左右移动,自动减小或增大排种量和排肥量。
3 常见故障及排除方法
常见故障及排除方法见表1。
小麦对行免耕播种机的使用 篇6
1.我国免耕播种机的研究现状
我国农业机械化保护耕作技术中, 免耕播种是技术的关键, 也是有效推广耕地保护的可靠机具。在西方发达国家, 对于保护性耕作技术的研究较早, 目前的工艺和技术已经相对成熟。我国的免耕播种机研制工作始于在20世纪90年代, 对于免耕播种机的几个关键部件和工作机理进行了深入的研究, 对于工作时秸秆在摩擦力上移过程中草板两侧滑走现象进行了有效控制。我国的小麦免耕播种机在此基础之上, 无论是规模还是品种等方面都作了优化, 对于不同地区的不同条件下施工作了详细的要求。
2.我国一年两熟小麦免耕播种机的使用现状
在我国中原地区是单形的“玉米-小麦”一年两熟种植区, 传统的耕作方式虽然对于高产的实现起到了一定作用, 但是也出现了负面影响。例如:水资源的侵占、环境污染、土壤结构破坏。为了保持我国农业发展的可持续性, 必须要从根本的耕作方式进行改变, 寻求新型的耕作体系和配套农机具是首要任务。免耕覆盖播种对于作物高产是十分有利的。从一年两熟地的特性我们知道, 对于秸秆覆盖地表只有减少土壤水分蒸发和提高土壤的需水量, 才能提升经济效益。经过多年实践, 已经初步建有成效。但是对于玉米收获后的免耕播种技术相配套的农机具经验还不成熟。 一年两熟地区的玉米秸秆覆盖地播种小麦的难度较大, 因为小麦属于窄行距播种植物, 在开沟器播种时容易发生堵塞;玉米的根茎比较粗, 不太容易根除, 所以会形成深坑, 不利于播种。
3.播种机构的优化
(1) 单圆盘播种单体的优化
此机主要由两个部分构成, 即圆盘和稻种管。在小麦对行免耕播种机工作时, 是由较短的锐角开沟器进行破土开沟播种。由于土质的松软性, 开沟的阻力不大, 可以把少量的土翻到沟外, 开出“V”形沟以后, 再由齿轮的转动带动转动杆恢复原位。
(2) 双圆盘播种单体的优化
双圆盘播种机是根据单圆盘理论基础之上进一步优化的。其工作原理是采用双圆盘进行播种, 为防止播种过程中发生堵塞, 可以在两端张开10°～15°的一个交叉点, 这样在土壤的反作用力下更有利于穴坑的覆盖。
综合比较下, 我们可以看出, 单圆盘结构复杂不说, 田间播种过程的防堵性较差, 而双圆盘的结构简单, 工作性能却很好, 有效地解决了防堵问题。
4.田间播种试验成效
田间的试验工作是有效检验产品设计成果的一个有效步骤, 对于考察农机关键部件的可靠性和对于田间使用程度以及农机整修的技术参数的数据提供都是有益的。通过试验, 我们得出:第一, 在秸秆覆盖和青贮粉碎的情况下, 依然可以将种子覆盖在深度5～6 cm以下, 并且能保证覆盖土层的深度达到9～11 cm, 种肥的深度差距可达4～5 cm。机具工作的过程中, 播种平稳性好, 能满足免耕施肥的播种工艺要求。第二, 在秸秆覆盖下, 两旁滑轮侧移率可以控制在4.35%～5.37%, 而对于青贮的粉碎程度可以达到6.82%～7.53%。主要是因为播种机的底轮可以在秸秆上行走, 即使有滑移现象也能满足播种的正常要求。第三, 肥料的入穴深度标准与开沟深度有关, 在播种时, 对于开沟的土块大小标准控制不好, 影响回土量。第四, 在播种过程中避免了晾籽情况的出现。第五, 对于地面的秸秆覆盖面积较大时, 两组种管有的时候会有堵塞现象, 但是不会影响播种的质量。
5.结束语
玉米小麦免耕播种机的现状及发展 篇7
保护性耕作是以机械化作业为主要手段, 采取少耕或者免耕的方法, 将耕作减少到只要能够保证种子顺利发芽即可, 用农作物秸秆及残茬等覆盖在地表, 并且主要通过合理使用农药来控制杂草和预防病虫害的一种耕作技术, 其核心是免耕播种, 主要作业均使用各种机械来完成, 其所用机械种类比传统耕作机具要少, 但其对主要机具的结构和性能要求高, 并且所用机具相对于传统耕作机具要复杂许多。
1 免耕播种机发展现状
1.1 国外免耕播种机现状
国外从20世纪40年代开始对保护性耕作进行研究, 经过长期试验研究证明, 保护性耕作可以减轻土壤风蚀、水蚀, 减少地表径流, 改善环境, 增加水分入渗[1,2];增加土壤有机质含量, 改善土壤结构[3];提高光、水、土等资源的利用率[4];作物根系发达, 积累干物质多, 提高产量[3];生产成本降低, 增加收入, 有效改善经济效益[5]。保护性耕作具有增收、增产、蓄水保墒、减少作业工序、减少水土流失和增加土壤肥力等优点, 适用于旱地雨养农业[6]。
对免耕播种机的研究, 许多国家都取得了巨大成果, 如美国、澳大利亚等国家, 其主要研究成果如下[7,8]。
(1) 澳大利亚的KMC型、美国的USUA型免耕播种机。这两种免耕播种机都具有比较优良的性能。
(2) 由美国John Deer生产的, 适合大豆、玉米等作物精量播种的John Deer免耕施肥播种机1750、1760、1770和1780型免耕精量播种机。
(3) 适合豆类、麦类及油菜等作物播种施肥的美国John Deer免耕施肥播种机1820型锄铲式气力播种机、1890和1895型圆盘式免耕气力播种机。
1.2 国内免耕播种机现状
20世纪90年代以后, 以中国农业大学保护性耕作研究中心为代表, 对玉米、小麦免耕播种机进行了较多的研究, 并且取得了一定成果, 其主要研究成果如下。
1.2.1 玉米免耕播种机的主要研究成果[9,10,11]
(1) 2BMFY-4型玉米免耕施肥播种机。该机是1996年由北京农业工程大学和山西省农机局共同研制的, 可以在玉米整秆覆盖的情况下进行播种作业。其主要特点是, 具有良好的通过性, 带有防堵装置, 可以确保播种质量。
(2) 2BQM-3型免耕施肥气吸精密播种机。该机是2003年由沈阳长青通用机械厂研制的, 在进行作业的同时可以将秸秆切断, 在高留茬的秸秆田地具有良好的防堵性能。
(3) 2BGM-3型和2BY-3型小型玉米免耕播种机。该机是1998年由山西省新绎机械厂和河北省无极县机电厂生产的。两种机型均采用整体式种肥侧位分施的方式和锄铲式开沟器, 具有入土能力强, 种肥间距较小等特点。
(4) 2BMF-4C型轮齿拔草式玉米免耕播种机。该机是2002年由中国农业大学研制成功的, 采用平行四边形单体仿形, 有效地改善了插深均匀性。
(5) 2BCM-6型茬地免耕播种机。该机是2000年由新疆石河子大学机械电子工程学院研制的, 该型免耕播种机具有入土性能好、防堵能力强等优点。
(6) 2BJ-470/870型玉米免耕精量播种机。该机是由中国农业机械化科学研究院研制成功的, 采用大直面圆盘式开沟器开沟深施肥, 波纹圆盘与同步限深双圆盘开沟组合开沟播种, 使机具在免耕地上通过性能和适应性大大提高;指夹式精密排种器排钟均匀性好;单独铁轮传动, 防止胶轮传动打滑, 工作可靠性大大提高, 是新型、高效的玉米播种机。
1.2.2 小麦免耕播种机的主要研究成果[12,13,14]
(1) 2BMG-10/14/19/20/24/28型免耕覆盖施肥播种机。由中国农业机械化科学院生产的2BMG-10/14/19/20/24/28型免耕覆盖施肥播种机可一次完成灭茬、松土、开沟、施肥、播种、覆盖和镇压等多项耕作工序。
(2) 原北京农业工程大学王耀发、李问盈及杜兵等人于1995年对小麦免耕播种机的种肥分施器及开沟器机构进行了研究, 设计出一种新型整体式种肥正位分施机构, 并研制出小麦免耕播种机的样机。
(3) 2BMFF-9型小麦免耕施肥播种机。该机是1996年由北京农业工程大学和陕西省农机局共同研制的, 采用的开沟器为尖角式, 具有通过性良好、基本无堵塞现象及排种深浅一致等优点, 是一种理想的抗旱抢种和保全苗的免耕播种机。
(4) 2BMF-6型小麦免耕播种机。该机是2002年由中国农业大学研制成功的, 目前该种免耕播种机已经在1年1熟地区的小麦和莜麦等免耕播种中被大量采用。
(5) 2BMFS-5/10型免耕覆盖施肥播种机。该机是中国农业大学及河北农机局等单位的国家十五科技攻关成果。
2 保护性耕作对免耕播种机的主要要求
保护性耕作的关键是保护性耕作机具, 保护性耕作机具的重点和难点是免耕播种机。免耕播种机的作业条件相对于普通播种机发生了重大变化, 免耕播种机不仅需要具有普通机具的性能, 而且还要能在地表坚硬、不平, 秸秆残茬覆盖量大、覆盖不均匀等恶劣条件下实现免耕播种, 因此保护性耕作实现免耕播种作业难度较大, 对免耕播种机的各项性能提出了更为严格的要求[15]。
(1) 要有较强的切草能力、入土能力, 避免作物残茬造成免耕播种机的堵塞。
(2) 具有良好的开沟能力, 可以开出适合农作物生长的沟型。
(3) 要具有良好的覆土能力, 可以保水保墒, 提高作物出苗率。
(4) 具有较强的仿形能力, 保证播种过程中播深一致。
(5) 要有有效的防堵装置, 保证播种顺利进行。
3 我国免耕播种机现阶段存在的问题
在党和国家的大力支持下, 我国的农业机械发展迅速, 农业机械普及程度不断提高, 给农民带来了切实利益, 但同时也存在着一定的问题, 主要表现在以下方面。
3.1 质量安全问题
质量安全问题主要体现在部分企业认为免耕播种机不属于高危产品, 在制造产品时, 为降低成本, 增加收入, 进行偷工减料, 不加装传动和转动部位的安全防护措施和不粘贴安全标识。
3.2 可靠性问题
可靠性问题集中表现在部分企业在机具制造过程中没有进行严格的质量管理, 对各个生产环节控制不严, 为节省成本购置质量较差的零部件进行组装, 缺乏检验手段和设备, 企业技术人员缺乏专业素养, 必要的装具、卡具和模具不齐全, 装配质量达不到设计时的工艺要求。
3.3 机具适用性问题
现阶段, 机具的适用性问题仍没有得到有效解决, 特别是在较高留茬地或秸秆较多的情况下作业。导致该问题的原因主要是因为产品的结构设计不合理。
3.4 机具的作业性能问题
由于结构设计不合理, 造成作业时杂草缠绕, 使得行走轮不能真正仿形, 镇压轮打滑前行和覆土器的作业效果不理想。同时由于在进行批量生产前没有进行足够的科学性试验, 使得产品没有经过严格的生产考核就投放市场, 导致作业时出现一系列机具作业性能上的问题。
3.5 售后服务问题
农机的售后服务是现阶段我国农业机械化发展的一个瓶颈, 售后服务不完善极大地制约了我国发展社会主义农业现代化的步伐。导致该问题出现的主要原因是, 部分企业为了减少成本, 只在售销比较集中的大城市设置零部件供应点, 配备相应的零件, 使得偏远用户不能及时得到需要的零件, 同时售后维修人员技术水平较低, 不能及时解决机具产生的问题。
4 发展趋势
农作技术与农作机具在农业生产中是相互依存、相互制约的关系, 前者是后者产生与存在的前提并且通过后者来实现, 后者为前者的实现且能促进前者的发展。
小麦免耕播种机的理论设计及探讨 篇8
外形尺寸1 200、1 000、1 100 mm;工作幅宽1 200mm;开沟器数12个;配套动力8.82～13.2 kW;工作速度4～6 km/h;挂接方式:全悬挂;传动方式:侧边链传动;排种器、排肥器:外槽轮式;排肥传动比1∶1;排种传动比1∶2;生产率0.48～0.72 hm2/h。
2 总体设计
2.1 设计原则
(1) 播量符合规定, 种子分布均匀。
(2) 破茬开沟器入土能力强, 不乱土层, 种子播在湿土层中且用湿土覆盖。
(3) 具有种肥分施功能。
(4) 播深一致, 行距一致, 各行播量一致。
(5) 种子破损率低。
(6) 质量小, 满足8.82～13.20 kW拖拉机的悬挂要求。
2.2 整机结构特点
本机为6行播种, 配套动力为8.82～13.20 k W的小四轮拖拉机, 工作速度4～6 km/h。采用仿行轮整体仿行, 简化了结构。仿行轮不仅具有仿行功能, 而且还为播种部件、排肥部件提供驱动动力, 实现排种、肥器的同步驱动, 从而保障排种、排肥器排出的种肥量始终与行走轮所走过的距离保持一定比例, 使单位面积的播种量、施肥量均匀一致。播种机与拖拉机之间的挂接方式为悬挂式, 具有机动性高、转向方便灵活、回转半径小、空行程少及通过性能好等特点[2], 适合于小地块作业。
2.3 总体方案
小麦免耕播种机主要由机架、破茬开沟器、仿行机构、传动机构及种肥箱总成等组成, 悬挂式设计, 其具体结构如图1所示。工作时, 由拖拉机悬挂牵引, 破茬开沟器开出种、肥沟, 排种、排肥器将种肥箱中的种、肥按农艺要求的播量排出, 经输种、肥管按农艺要求垂直距离分别播入种、肥沟内, 靠开沟器自动回土作用覆土, 完成整个工作过程。
1.种肥箱2.调节手轮3.张紧轮4.机架5.施肥开沟器柄6.连接板7.施种开沟器8.导肥管9.尖角形翼铲10.仿行轮11.传动链条12.下悬挂架13.上悬挂架14.加强筋
3 主要工作部件的选择、设计及参数确定
3.1 复合型肥、种垂直分施开沟器总成
复合型肥、种垂直分施开沟器由施肥开沟装置、施种开沟装置和连接板构成, 如图1所示。施肥开沟器由开沟器柄、尖角形翼铲和导肥管组成。施种开沟器由导种管和尖角形翼铲组成, 整体式制作。尖角形翼铲具有入土能力强、结构简单、价格低廉、开沟动土量小及可以自动回土等特点, 能够满足农艺要求。施肥开沟装置、施种开沟装置由连接板连接, 连接板焊接在导肥管上。连接钢板上开有长孔, 可以调节施种开沟装置的工作深度。开沟器柄由厚14 mm、宽45 mm、长590 mm的45号热扎钢板制成, 导肥管采用内径Φ30 mm、壁厚2.5 mm的钢管制成, 导种管采用内径Φ25 mm、壁厚2.5 mm的钢管制成。由于本机在播种的同时施肥, 为避免肥料烧伤种子, 种、肥之间应隔开4～5 cm的距离, 又由于小麦属于密植作物, 行距小, 因此应垂直分施。
3.2 种、肥箱总成
(1) 种肥箱的设计。
(1) 种肥箱结构设计。在种肥箱的设计过程中, 既要考虑地头加种, 减少加种次数, 提高工作效率, 又要考虑加种后整机质量及悬挂起来后防止种子和肥料从种肥箱中溢出。设计时将箱体的横截面设计成梯形, 种肥箱容积及结构参数可由下式确定
式中γ为种子或肥料的单位容积 (kg/L) , γ小麦[2]=0.7～0.85, 取γ小麦=0.7, γ肥料[2]=0.54～1.35取γ肥料=1.1;Nmax为单位面积最大播量 (kg/亩, 1亩=1/15 hm2) , 由经验可知, 播种量为7.5～20 kg/亩, 播肥量为3～30 kg/亩, 考虑到是免耕播种, 播种量为10 kg/亩, 施肥量为26 kg/亩。
B为工作幅宽 (m) , B=1.2;L为最工作长度 (m) , 根据实际情况取L=1 000;a为上底宽 (m) ;b为下底宽 (m) ;h为箱体高 (m) ;l为箱体长 (m) 。
为防止悬挂时种肥溢出, 由资料[3]查得, V′=1.5 V。因为排肥量大于排种量, 考虑到箱体的对称性, 取V′=2 V肥, 经计算得:V′≈126 L, a=40 cm, b=30 cm, l=120 cm, h=30 cm。
(2) 种肥箱的材料及加工。对种肥箱的要求是坚固耐用、质量小、刚度好且耐腐蚀, 故选用材料为2 mm厚的冷扎钢板, 内外涂防腐油漆。箱体经压制成形。为加强箱体的边缘强度及避免刮伤人, 将种肥箱边缘折起大约2 mm。
(2) 排种、肥器的选择及参数确定。
排种、肥器是播种机上的主要工作部件, 排种、肥器选择的好坏将直接影响播种机的工作性能。与其他播麦类、肥类排种器相比, 外槽轮排种器具有构造简单、容易制作、成本低、调节方便、使用可靠及通用性广等特点, 因此本机上选用了外槽轮式排种器。确定外槽轮的参数时应遵循以下几点。 (1) 以播麦类为主的槽轮直径d为40～50 mm。 (2) 槽轮的工作长度L应大于种子长度的1.5～2倍, 现有槽轮的L值在30～50 mm。 (3) 槽数Z为10～18; (4) 槽的深度h最深不应小于种子厚度之半。针对以上原则及本机的要求, 外槽轮的参数选择如表1。
3.3 机架的设计
机架由矩形框架和悬挂装置焊接而成。机架的设计依播种要求的幅宽、种肥箱的设计尺寸和各工作部件在机架上相互配置的位置关系而定。机架的设计尺寸为长1.2 m、宽0.6 m。机架的材料采用无缝方型钢, 边长a为50 mm, 厚度t为4 mm。悬挂装置由上悬挂架、下悬挂架、悬挂轴及加强筋等组成。两下悬挂架在框架上的间距为500 mm, 下悬挂架与机架成45°, 上悬挂架与机架成60°。
4 主要结论及问题探讨
4.1 主要结论
(1) 该机具有结构简单紧凑、性能可靠、操作灵活及调整方便等特点。
(2) 工作部件采用复合型种肥垂直分施破茬开沟器, 成功解决了由于免耕播种施肥量大而带来的烧种问题。
(3) 采用外槽轮式排种器不仅容易调整, 而且高速行走时还可减少脉冲幅, 增加排种均匀性, 既提高了生产率, 又改善了播种质量。更换不同结构尺寸的外槽轮并进行相应地调整, 可以播种其他作物。
4.2 问题探讨
本机的缺点是采用尖角翼铲式开沟器, 工作时有少许缠草, 应定期清理, 以免影响工作质量。潼草是本机应该改进的, 如加装清草排堵装置, 将能解决这一问题。
摘要：本文介绍了小麦免耕播种机的主要技术参数, 主要工作部件的选择、设计及参数确定, 同时也对该机存在的主要问题进行了理论探讨。该机结构简单, 质量小, 调整使用方便, 能够满足小麦免耕播种的农艺要求。
关键词：小麦,免耕播种,设计
参考文献
[1]高焕文.农业生产机械化 (上册) (M) .北京:中国农业出版社, 2002.
[2]北京农业工程大学.农业机械学 (上册) (M) .北京:中国农业出版社, 1999.