舀种勺式半精量点种器工作原理与整体结构设计

舀种勺式半精量点种器的工作原理与整体结构设计

果园开沟机研究现状与发展对策

0 引言

排种器是免耕播种机的核心部件，直接关系到免耕播种机的播种精度、播种质量和播种速度，是农业科学研究工作者和国内外企业争相研究、改进的焦点。一个性能良好的排种部件，不仅能够保证较高的投种合格率，同时还能提高耕作效率，节约时间和成本，有利于减少粮食生产成本和增加农民收入。

1 工作原理

排种器按照其工作原理主要可以分为两大类：机械式和气力式。机械式排种器结构简单、成本低、制造容易，但对种子要求严格。所研制的分体式小麦免耕播种机，提出了条带旋耕技术，解决了原有小麦播种机的利用问题，降低了农民重复购买机具的成本。经过初步试验，该播种机具有较强的秸秆通过性能，能够实现小麦免耕播种，为一年两熟地区实施保护性耕作提供了保证。机械式排种器要求严格，种子破碎率高，不适合高速作业；气力式排种器通用性好，排种精度高，适合高速作业，但其结构复杂、成本较高。

本课题所研究的舀种勺式半精量点种器是由排种

装置和开沟装置组合而成的新型结构，投种较均匀、性能稳定，而且其结构简单。工作时，圆盘转动切开土壤，切断杂草，能在条件较差的茬地实现免耕半精量播种，适于推广应用。

舀种勺式半精量（如图1所示）点种器是由动盘、定盘、取种勺（如图2和图3所示）和圆盘等组成。动盘和定盘是半封闭的圆盒形状，定盘略大于动盘，两者相扣，形成种子室。取种勺均匀安装在动盘内壁，种子通过进种口进入种子室。取种勺随动盘转动，完成取种、携种和点种等过程。

图4为取种勺工作的初始位置时，即取种勺随动盘转动到最下方时的位置。

图5为取种勺随动盘从最下方顺时针转动90。时的位置。在这个过程当中，种子由进种口进入排种勺内部，并且随着动盘与排种勺一起旋转，由于有重力作用，种子位于排种勺前端。

图6为取种勺随动盘顺时针由900（相对于最低点顺时针计算）旋转到180。时的位置。在此过程中，种子会因为自身重力作用，逐步进入取种勺上部的导种槽内。

图7为取种勺随动盘顺时针由180。（相对于最低点顺时针计算）旋转到2700时的位置。在此过程中，种子

因为自身重力作用，由取种勺前端进入取种勺后端，即在动盘上开有出种口的一端。

图8为取种勺随动盘顺时针由2700（相对于最低点顺时针计算）旋转到360。时的位置。在此过程中，种子因为自身重力作用，一直处于取种勺的后端，直到如图8所示位置，动盘出种口和定盘出种口重合，种子因为自身重力作用下落，点种完成。

2 主要部件设计

2.1 种子室的设计

舀种勺式半精量点种器示意图如图9所示。种子室是由动盘和定盘相互扣合形成的腔体，在舀种勺式半精量点种器工作时，种子通过进种口进入到种子室内，以便于取种装置进行取种。

充分考虑到种子的充种性能和点种器对于多余种子的清除性能，进种管的下端与定盘相连的部分位置需要适当，不能过高或过低。过低，则种子进入种子室的数量少，取种装置工作时，容易导致取种难，取种不充分，从而导致漏播。

若进种管的下端与定盘相连的部分位置过高，则种子大量进入种子室，使点种器不能有效地清除掉多余的种子，影响机器的工作质量。

根据理论分析并通过实验证明，进种管的下端与定盘相连部分的位置应当于后者的中轴线附近处。

2.2圆盘的设计

舀种勺式半精量点种器是集开沟和点种一体化的新型结构。圆盘是动盘运动的动力源，也是点种器开沟的主要部件。如图9所示，开沟圆盘与动盘相连，动盘随着开沟圆盘的转动而转动。

根据实际生产中的播种深度、投种高度和点种器的生产率要求，选择开沟圆盘的直径为500mm。

2.3取种勺的设计

根据作业种子的不同，而设计了3种不同型号的取种勺，I型、Ⅱ型、Ⅲ型分别适用于玉米、大豆、油葵等作物的播种需求。

2.4 动盘转动速度设计

理论上，动盘转动速度越快，点种器的点种频率越高，免耕播种机的播种效率越高；反之，点种器的点种频率越低，免耕播种机的播种效率越低。

但是，由于动盘转动速度过快，动盘带动种子转动所需的离心力会使种子压在动盘内壁上，增大了种子运动所需要的摩擦力，故而种子无法下落进入出种口，使点种器不能够正常工作。

图10为种子在运动过程中的受力分析。动盘内壁对种子的支持力和重力向圆心方向的分力的合力，作为种子运动的向心力。重力沿圆盘切线方向的分力与种子与取种装置的摩擦力方向相反，作用在种子上，能够使其向取种勺出种口方向运动。当动盘旋转速度过大时，种子向出种口方向运动所要克服的摩擦力的最大值增大，同时也减少了种子在排种勺内的排种时间。

当动盘缓慢转动时，种子在取种勺内由最低点开始顺时针旋转，在1800和3600之间滑入取种勺动盘出种口一端；在取种勺旋转至360。附近时，进入出种口，点种完成。

如动盘转动速度过快，动盘的转动速度达到极限状态，动盘因为转动所产生的离心力促使种子压迫动盘内壁，增大种子的最大静摩擦力，不能完成点种。综上所诉，点种器正常工作时，内盘旋转的角速度范围是0.58 -0.81r/s。

3结束语

舀种勺式半精量点种器结构简单、性能可靠，适合大规模推广使用。石河子大学陈永陈导师、王维新导师等所研制的2BCM-6型半精量免耕播种机的播种部件，便是使用本文所介绍的点种器。该机已经在已于2000年农八师143团进行了田间试验，并达到了理想的效果。

田括，陈永成，陈镜洪，代亚猛，翟超（石河子大学机电学院，新疆石河子832000）

2013年5月农机化研究第5期

果园开沟机研究现状与发展对策

2014-06-16

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0前言

我国地域辽阔，物种丰富。单水果种植业方面，2008年全国水果栽培面积就达1073.43万hm2。从1993年我国水果产量跃居世界首位以来，已连续17年稳居世界第一水果生产国的位置。水果种植面积的不断增加，以及我国农村劳动力大量向城市的转移，使得我国的水果种植产业面临着巨大的挑战。据相关人员调查显示，目前我国大部分果园处于无人管理的状态，这种状况已经造成我国水果单产不高、水果品质差等诸多问题。为保证我国水果产业又快又好的发展，必须加大对果园建设与管理的投入力度。

果园开沟施肥是果园实现高产、稳产的有力保证。然而，果园的开沟施肥工作以往大都是由人力劳动来完成，这样不仅效率低，而且大大增加了劳动成本。因此，研究和探讨果园施肥开沟机械的发展现状和趋势具有现实意义。

1 国内外开沟机研究现状

1.1 国外开沟机发展概况