多功能烟苗移栽机的研制

多功能烟苗移栽机的研制
作者：黄富饶冉惠文
来源：《农业开发与装备》 2015年第2期
黄富饶，冉惠文
（重庆烟草公司烟叶分公司，重庆 400023）
摘要：长期以来，我国烟草移栽一直沿用传统的手工劳作方式，劳动强度大、生产效率低，已经成为制约烟草生产的主要因素。

本文研制的多功能烟苗移栽机，实现了定点定量施肥、肥
料穴施后混土搅拌、烟苗“零速移栽”等多种功能，对于提高烟田作业效率、减轻农民负担，
促进规模化种植和现代烟草农业的发展具有重要的现实意义。

关键词：烟草移栽；定点定量施肥；零速移栽
0 引言
烟草作为我国的主要经济作物，在发展国民经济中具有十分重要的地位。

但由于我国农业
机械化水平不高，所以在烟草栽植方面还是以手工操作为主，种0.07hm2烟约需一百个工作日，而不同生产环节的需工量又极不平均。

比如挖苗、运苗、挖穴、栽苗、培土、浇水等几项工作，约占总用工量的10～15%，并且都是繁重的体力劳动，迫切需要实现作业的机械化、一体化。

近几年，通过引进、消化和吸收。

国内对整地起垄、施肥覆膜、烟苗移栽浇水等方面的研究有
了很大进展。

部分机械已经实现多功能一体化联合作业，提高了机械的利用率。

但是在烟苗施
肥移栽浇水联合一体化作业方面进步不是很明显，由于在烟苗的移栽过程中，烟苗小、根系较
脆弱，既要保证烟苗根部不被肥料所烧伤，又要避免肥料的浪费，在实现烟苗施肥移栽的机械
化上还有一定的困难。

因此，依据烟苗移栽作业的农艺要求及烟苗的生理需肥特性，设计一种
具有定点定量施肥搅拌功能的多功能烟苗移栽机，解决烟苗移栽成活率低、改进农业生产措施、解决肥料利用率低的问题十分必要。

1 多功能烟苗移栽机总体设计方案
多功能烟苗移栽机，配套24～40马力的拖拉机，它集施肥、移栽、浇水于一体，采用独特的施肥搅拌机构和电控系统实现了定量、定时、按穴施肥、浇水，一次能完成定点定量施肥、
移栽、浇水多项作业。

此外加装了穴肥搅拌器，能够实现肥料与土壤的混合均匀搅拌，避免了
烧苗现象。

多功能烟苗移栽机总体结构如图1-1所示，该机主要由定点定量施肥搅拌系统、投苗移栽
系统、浇水系统、传动系统、机架和安全护罩组成。

该机应用双曲柄旋转工作原理，通过曲轴
的旋转，带动鸭嘴运动，鸭嘴与拖拉机的前进运动相复合，实现了鸭嘴的垂直起落，保证了秧苗的垂直栽植。

施肥、土肥搅拌、浇水和移栽装置运动同步，保证了施肥、搅拌、栽植、施水同穴同位。

1.1 工作原理
移栽机作业前，需要将大水箱安装在拖拉机的指定位置，接好输水软管，将潜水泵放入水箱，打开电源开关，然后将移栽机悬挂在拖拉机上。

进行作业时，动力通过传动系统一方面带动定点定量施肥移栽机搅拌机构工作，持续将肥料箱内的烟苗底肥（提苗肥）定点定量穴施，并在穴内将肥料混土搅拌均匀；另一方面带动横向投苗机构和鸭嘴移栽机构运动，将放入投苗杯内的烟苗投进鸭嘴移栽器内，由鸭嘴移栽器负责将烟苗准确移栽到施肥搅拌后的坑穴内。

随着鸭嘴式移栽器的转动，安装在移栽器支臂上的感应金属片到达控制浇水电磁阀的光电传感器的感应区域时，电磁阀导通，准确完成对穴浇水作业。

1.2 主要工作参数
多功能烟苗移栽机的各项工作参数如表1所示。

2 多功能烟苗移栽机系统设计
2.1 传动系统设计
多功能烟苗移栽机的传动原理如图1所示。

多功能烟苗移栽机由拖拉机牵引提供动力，经过大地轮传送到前连接轴，一方面通过前连接轴上的移栽连接链轮将动力输送到施肥组件，然后动力在此分为两路，一路通过排肥链轮控制排肥器排肥，另一路再通过锥齿轮传动进入搅拌组件，实现肥料的穴旌与混土搅拌；另一方面通过施肥搅拌机构中的移栽过渡链轮将动力输送到双曲轴式鸭嘴栽植器，并经过蜗轮蜗杆减速箱进入横向投苗装置，进而实现烟茁的半自动投苗移栽。

2.2 传动轴设计
传动系统主要采用链传动，所以有很多传动轴，对这些轴的设计均需遵循相同的步骤：首先根据扭转强度和扭转刚度分别计算出最小轴径值：然后根据轴上键槽个数适当增大轴径，计算出轴的危险截面处的最小轴径：最后根据动力传递和安装需要对轴的结构进行设计。

下面以排肥轴为例进行计算设计说明。

根据扭转强度计算实心轴直径的公式（《机械设计手册》联合编写组，1982）：
3 试验测试
所用试验仪器如表2所示。

性能试验测定结果见表3-2。

试验过程中样机运转平稳，主体工作部件能够有效完成肥料
穴施搅拌、移栽和浇水作业，工作过程协调而顺畅。

移栽完成后，烟苗直立度均大于750，移
栽合格率高达99%，能够满足烟苗移栽的农艺要求。

通过对多功能移栽机的技术性能试验测定，该机质量误差低于0.1%，株距误差在l～2%，施肥量误差为0.55%～1.3%，施肥深度误差为4～8%。

漏苗率、埋苗率和伤苗率均小于2%，满足设计要求。

4 结论与展望
1）针对目前我国烟苗移栽存在的成活率较低、肥料利用率不高等问题，研制了多功能烟苗移栽机。

该机主要由定点定量施肥搅拌系统、投苗移栽系统、浇水系统、传动系统、机架和安
全护罩等组成，可实现肥料穴施搅拌、烟苗移栽和智能浇水等多功能一体化作业。

2）多功能烟苗移栽机的性能与生产试验结果表明该移栽机技术参数满足设计要求，作业质量满足连续定点定量肥料穴施搅拌、烟苗移栽浇水的农艺要求，配套动力方便，作业性能稳定，作业区域广泛，运行平稳，噪声底，易于操作，安全可靠，调整维护方便简单，作业效率和质
量较高，是较理想的烟苗多功能移栽机。

由于烟苗施肥移栽时间的限制和样机试制条件的限制，本机有以下问题需要进一步完善。

1）受机具安装空间大小的限制，肥料箱偏小，装卸肥料过于频繁。

2）穴肥搅拌器结构尺寸偏大，容易将肥料带出地表，在含水率较高的土壤或者进行膜上移栽时，容易带土划膜。

3）横向投苗机构仍然是半自动投苗，需要考虑改进为全自动投苗，迸一步降低人力工作强度。

4）该移栽机对烟苗标准要求高，用苗盘数多，一般比人工移栽多用5盘/667m2左右。

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