2YM-6型小麦免耕播种机设计及试验
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摘要:与传统耕作方法相比,免耕播种具有保护生态环境、改善土壤物理性状,增加土壤肥力,增加产量、减少生产作业工序,减少机组进地次数,降低成本等优点,是一项发展潜力巨大的播种方法之一。本文针对黑龙江土壤自然状况,设计了主要用于小麦播种的免耕播种机,包括主要主要工作部件的选择、设计及参数确定。并在设计完成后,对播种机进行了试验。该机机具结构简单,重量轻,调整使用方便,能够满足小麦免耕播种的农艺要求。
Abstract: Compared with traditional plowing methods,no-tillage plowing has the advantages such as protecting the environment,improving soil physical properties,increasing soil fertility,increasing production,reducing production operation processes,reducing the times of the unit' entering of the land and reducing the cost which is one of the plowing methods with a huge potential for development. Basing on the natural condition of the soil of Heilongjiang,the no-tillage mulch planter is designed,including the option,design and confirming of parameter of the main working bodies. And when the design is completed,an experiment is conducted to the no-tillage mulch planter. The planter has the advantages such as simple structure,light weight,easy to adjust which could meet the agricultural requirement of wheat no-tillage plowing.
关键词:保护性耕作;播种;设计;试验
Key words: conservation plowing;seeding;design;experiment
中图分类号:S-3 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)30-0254-02
0引言
黑龙江省是农业大省,近年来由于采用不合理的耕作方式与措施,土地退化严重;同时由于黑龙江省水资源时空分布不均匀,水资源调节能力差,加上经济发展和人口增加,致使黑龙江省水土流失严重,截至目前水土水土流失面积1120万公顷,占全省总面积的24.7%。全省已有近140万亩耕地在14万条侵蚀沟的冲刷下消失了,黑土层厚度由原来的70-80cm变成20-30cm,并且表层正以每年0.5-1cm的速度流失,土壤有机质含量由12%降为1%-2%,地力明显下降。由于缺水及不合理的耕作方式,黑龙江省西部的沙漠化土地正以平均每年1公里的速度向东推进,而沙尘在风的携裹下每年流动速度则达到了10公里以上,全省西部地区的沙漠化土地面积已达274万公顷,据测算,每年由此造成的直接经济损失高达10亿元以上。因此,在我省实行保护性耕作势在必行。
小麦作为黑龙江省主栽产品,曾经有过辉煌。但是,近些年来,由于小麦品质不高、经济效益低下,种植面积有所减少。但随着种植业结构的调整以及培育出高品质的小麦,最近几年小麦的种植面积又逐年回升,2006年以来,全省小麦种植面积已经恢复并超过400万亩。针对上面的情况,同时考虑农户经营面积、作业地块等特点,笔者设计了2ym-6型小麦免耕播种机。
1小麦免耕播种机主要性能技术参数
外形尺寸/mm:1400×1000×1250
工作幅宽/mm:1400
开沟器数/个:12
配套动力/kw:8.82～13.2
工作速度/km・h-1:4～6
排肥传动比:1:1.5
排种传动比:1:2 .5
生产率/hm2・h-1:0.56～0.84
2总体设计
2.1 设计要求
播种量符合农业技术规定,种子在种沟内分布均匀;播种机应具有种肥分施功能且种子破损率低;各行的播深、行距、播量应保持一致;免耕工作部件破茬开沟器应具有入土能力强,不乱土层的作用,种子应播在湿土层中并且用湿土覆盖;整机重量轻,能够满足小马力拖拉机的悬挂要求。
2.2 播种机结构及工作过程
2YM-6型小麦免耕播种机为全悬挂式,6行播种,配套动力为8.82～13.2kw。该机主要由机架、破茬开沟器、仿行机构、传动机构、种肥箱总成及其他附属结构等组成,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、肥器将种肥箱中的种肥按农艺上要求的播量排出,经输种、肥管按农艺上要求的垂直距离分别播入种、肥沟内,靠开沟器自动回土作用覆土,从而完成整个工作过程。
3播种机主要工作部件的选择
3.1 肥、种垂直分施开沟器的选择
由于免耕播种是在未耕地上进行播种,要求开沟器应该具有一定的强度且入土能力强;小麦属于密植作物,行距小,要求播种小麦应垂直分施。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的。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。根据设计要求,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16mm、宽46mm、长600mm的45#热扎钢板制成,导肥管采用内径Φ32mm、壁厚2.5mm的钢管制成,导种管采用内径Φ30mm、壁厚2.5mm的钢管制成。种、肥之间应隔开4-5cm以上的距离,避免肥料烧伤种子[1]。
3.2 排种、肥器的选择
排种器和排肥器是播种机上的主要工作部件,其选择的好坏将直接影响播种机的工作性能。与其他排种器相比,纹盘式排种器具有结构简单、多行排种口的结构一致性较容易保证、能耗少和能均匀分配种子等优点,因此本机上选用了纹盘式排种器。具体结构参数见表1[2]。
4播种机主要工作部件的设计及参数确定
4.1 种、肥箱的设计
种肥箱的设计,既要考虑地头加种,又要考虑加种后整机的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,由经验可知,每公顷排种量大于每公顷的排肥量,排种箱的容积、排种肥箱的容积及结构参数由以下公式[2]确定。
V种=8.25×NmaxBL/10000r(1)
V总=h×(a+b)×l/2(2)
V总=2×1.2×V种(3)
式中:γ -种子的单位容积(kg/L),取γ小麦=0.7,
Nmax-单位面积最大播量(kg/667m2),Nmax=30kg/1000m2,
B-工作幅宽(m),B=1.4,
L-最工作长度(m),根据实际情况取L=1200m,
a-上底宽(m);b-下底宽(m);h-箱体高(m);l-箱体长(m)。
经计算得:V总≈142.56L,a≈40cm,b≈30cm,l=140cm,h=30cm。
4.2 机架的设计
机架设计为管钢结构,可承受开沟器的水平力,垂直力和扭力。开沟器分布在距离60cm的两根梁上,这种结构可清理土块和杂草防止堵塞。悬挂点按照ASAE标准设计为第一类三点式悬挂机构。两个可调的地轮安装在机架上,可以控制播种机机架的高度和加在开沟器及其安装架上的总压力。这两个地轮采用拖拉机的同类轮胎,用于驱动种肥机构。机架的设计尺寸为长1.4m,宽0.6m。机架的材料采用无缝方型钢,边长a为50mm,厚度t为4mm。
52YM-6小麦免耕播种机试验及结果分析
2008年5月在齐齐哈尔某农场播种春小麦,播种后的土壤扰动量为22%~27%,土壤扰动量较小,播种后小麦秸秆覆盖率为77%。播种过程中抽出6次测试机具的通过性,没有发现堵塞情况,通过性好,这是由于尖角形翼铲式免耕开沟器有较好的破茬开沟能力,遇到小麦秸秆、杂草等能够及时脱落,因此没有发生任何堵塞。在播种过程中没有发现种管、肥管的堵塞,主要是设计了种肥管防堵挡板。种子的平均覆土深度为3.98cm,方差为0.68,变异系数为16.5%;肥料的平均覆土深度为8.5cm,方差为0.80,变异系数为9.44%,种深的变异系数明显比肥深的变异系数大,主要由于种肥为同沟垂直分施,肥料直接落入沟底部,虽然施肥深度与开沟深度有关,但在播种时,播深同时要受开沟深度和落种前回土量双因素的影响,尤其是免耕地开沟后土块大小不均以及地表有秸秆,影响回土量。播种后开沟器的回土效果好,出苗情况良好,在查苗过程中没有发现有晾籽情况。由于播种量较低,平均出苗数400.5株/平方米,方差为26.7,变异系数为7.6%,能够满足要求[3]。
参考文献:
[1]于海明,文刚,丁羽.2MGC-6型小麦免耕播种机的设计[J].农机化研究,2005,3:105-105.
[2]中国农业机械化科学院.农业机械设计手册(上册)[M].北京:机械工业出版社,1988.
[3]姚宗路,高焕文,等.2BMX-5型小麦-玉米免耕播种机的设计[J].农业机械学报,2008,39(1):66-67.