免耕播种机液压式加载仿形深度控制系统设计
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２ ０ １ ３年 １ ２月
农 机 化 研 究
第 １ ２期
免 耕 播 种 机 液 压 式 加 载 仿 形 深 度 控 制 系 统 设 计
牛 金 亮 ，林 静 ，邢 作 常 ，刘 明 国。
（ １ ． 沈 阳农 业 大 学 工程 学 院 ，沈 阳 １ １ ０ １ ６ １ ；２ ． 辽 宁 省农 机 质 量监 督 管 理 站 ，沈 阳 １ １ ０ ０ ３ ４ ）
形， 应 是 东 北地 区玉米 垄 作 免 耕 播 种 机 破 茬装 置 的 首
选类型。但是 ， 滚动式破茬装置主要是依 靠圆盘刀锋
利 的刃 口与 足够 的下 压 力切 断根 茬 和切 开 土 壤 ， 因此 在 整 机设 计 时需 要 有足 够 大 的垂 直载 荷 。
玉 米垄 作 免 耕 播 种 机 滚 动 式 破 茬 装 置 需 要 提 供
上 杆 与下 杆 相等 且 平行 ， Ａ点 和 Ｄ 点铰Biblioteka Baidu接 在 机 架 上 ，
滚 动式 破 茬 装 置 对 土 壤 的 扰 动 小 ， 利 于 保 持 垄
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ 一 Ｏ ４ 一 ｌ ３
点和 ｃ点铰接在播种单体上 ， 点和 ｃ两点 构成 的后 杆是刚性连接到播种单体 上的 ， 即Ｂ Ｃ的长度不会发
易向垄沟滑落等 。 目 前， 东北 玉米垄作 免耕播种 由于 仿 形 效 果不 好 ， 出现 播 种 深 浅 不 一 、 种子分布不均 、 造 成 晾种等问题 。所以 ， 本文在玉米垄作 免耕 播种机研
制 的基 础上 ， 分析 研 究 线 性 弹簧 加 载 和 液 压 加 载 两 种 深度控制系统 ， 设 计 了液 压 式 加 载 仿 形 机 构 ， 使 破 茬 部 件 拥 有足 够 的破茬 和人 土 能力 ， 能 在 未 耕 地 上 开 出 有 利 于种 子 生 长 发 育 的 种 沟 ； 快 速实现 加大下 压力 ， 保 证 开 沟器 拥 有 足够 的破 茬 和人 土 能 力 ， 能 在 未 耕 地
中图分 类号 ：８ ２ ２ ３ ． ２ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ３ — １ ８ ８ Ｘ（ ２ ０ １ ３） １ ２ — ０ １ ０ １ — ０ ４
０ 引 言
免 耕 覆 盖 播 种 技 术 是 在 地 表 留 有 残 茬 和 秸 秆 等 覆 盖 的条 件 下 直 接 播 种 ， 是 保 护 性 耕 作 的关 键 技 术 。 免耕 播 种 机是 保 护 性耕 作 的重 要 机 具 ， 与 普 通 播 种 机 的 不 同主 要 表 现 在 作 业 条 件 差 ， 地表 残茬 、 秸 秆 和 杂 草覆 盖 ， 土壤 坚硬 ， 垄形 不 整 ， 造 成 免 耕 播 种 机 易 壅 堵， 播种 深 度 不 易 把 握 ， 机器 走不 直 、 易跑偏 、 垄 埂 土
沟器 或 机器 的框 架 、 用 于 只 有 当总 质 量 不 足 时 使 用 ） 以及 通 过压 缩 或拉 伸 弹 簧 来 改 变 的 压 力 ， 还 有 随着 播
种过 程 的种 箱 和肥 箱 的种 子 与肥 料质 量 的变化 。 １ ． ２ 平行 四连杆 仿 形机构
上开 出有利于种子生长发育 的种 沟 ， 并且开 沟器应有 很 强 的单 体 仿 形 能力 ， 使 开 沟 器 随 免 耕 地 形 的变 化 而
生变 化 。根 据 平行 四边 形 的运 动 特 性 ， 在 上 下 仿 形 过 程中 ， 上杆 Ａ Ｂ和 下 杆 Ｃ Ｄ 始终 做平 行 运 动 。 当仿形 轮 随地 面 起伏 而 升 降时 ， 平 行 四杆 机 构 带 动 工 作 部 件 随
始 终保 持 一 定 的 工 作 深 度 ， 开 出深 浅 一 致 的 沟 ； 满 足
播种机工作性能 良好 的仿形 机构可 以使播种 机
的土 壤 工作 部 件 随 地 形 的变 化 而 始 终 保 持 一 定 的 工
所要求 的仿形范 围 ， 使仿 形性 能稳定 ， 沟底 平整 ， 开
沟 深浅 一 致 ， 保 证 播种 作 业 性 能¨ 】 。
有 效 的深 度 控制 系 统 和 １个 或 多 个 来 源 的 向下 压 力 ，
使 其在 土 壤 中穿 透 并 可 切 断 残 茬 。要 求 的 下 压 力 大 小， 取 决 于玉 米 残 茬 的 物 理 性 质 、 化 学 性 质 和 土 壤 情 况 。深 度 控制 系 统 对 播 种 机 的破 茬 刀 与 开 沟 器 单 体
摘
要 ： 由 于免 耕 播 种 地 表 有残 茬 、 秸 秆 和杂 草 覆 盖 ， 土 壤 坚硬 ， 免 耕 播 种 机 的仿 形 量 较 大 ，普通 的仿 形 机 构 已
不 能 满 足 仿 形 的平 稳 性 要 求 。 为此 ， 采 用液 压 式 加 载 仿 形 深 度 控 制 系 统 ， 实 现 玉 米 垄 作 免 耕 播 种 机 下 压 力 和 仿 形 量 的调 节 ， 保 证 了 玉 米 垄作 免 耕 播 种 的播 种 深 度 和 机 器 稳 定性 ， 克 服 了 目前 免 耕 播 种 作 业 的缺 点 ， 满 足 了免 耕 播 种 作 业 质 量要 求 。 关键 词 ：免耕播种机 ；液压 控制系统 ；加载机构 ；仿 形深度
来说 ， 是反应它们之间的一种互 动地对下压力 和深度
选 择 的控 制 。对 于开 沟 和 覆 土 ， 在 任何 特 殊 情 况 下 均
不需 要 过 大 的下压 力 ， 多 数情 况 下 由深 度 控 制 系统 来
提供支撑。下压力 的来 源包括分配 到破茬 刀与开沟
器单体组件的重力 、 添加 的配重 （ 配重可连 接单个开
１ 玉米垄作免耕播 种机深度控 制系统
１ ． １ 深 度控 制 系统 的作 用
作深度 ， 开 出深浅一致的沟 ， 仿形好坏直接影响播种 机 的作业 质量［ ２ ］ 。平 行 四连杆 仿形 机 构 （ 如 图 Ｉ所
示） 是 用 一 个 平 行 四杆 机 构 将 播 种 单 体 与 机 架 铰 接 ，
农 机 化 研 究
第 １ ２期
免 耕 播 种 机 液 压 式 加 载 仿 形 深 度 控 制 系 统 设 计
牛 金 亮 ，林 静 ，邢 作 常 ，刘 明 国。
（ １ ． 沈 阳农 业 大 学 工程 学 院 ，沈 阳 １ １ ０ １ ６ １ ；２ ． 辽 宁 省农 机 质 量监 督 管 理 站 ，沈 阳 １ １ ０ ０ ３ ４ ）
形， 应 是 东 北地 区玉米 垄 作 免 耕 播 种 机 破 茬装 置 的 首
选类型。但是 ， 滚动式破茬装置主要是依 靠圆盘刀锋
利 的刃 口与 足够 的下 压 力切 断根 茬 和切 开 土 壤 ， 因此 在 整 机设 计 时需 要 有足 够 大 的垂 直载 荷 。
玉 米垄 作 免 耕 播 种 机 滚 动 式 破 茬 装 置 需 要 提 供
上 杆 与下 杆 相等 且 平行 ， Ａ点 和 Ｄ 点铰Biblioteka Baidu接 在 机 架 上 ，
滚 动式 破 茬 装 置 对 土 壤 的 扰 动 小 ， 利 于 保 持 垄
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ 一 Ｏ ４ 一 ｌ ３
点和 ｃ点铰接在播种单体上 ， 点和 ｃ两点 构成 的后 杆是刚性连接到播种单体 上的 ， 即Ｂ Ｃ的长度不会发
易向垄沟滑落等 。 目 前， 东北 玉米垄作 免耕播种 由于 仿 形 效 果不 好 ， 出现 播 种 深 浅 不 一 、 种子分布不均 、 造 成 晾种等问题 。所以 ， 本文在玉米垄作 免耕 播种机研
制 的基 础上 ， 分析 研 究 线 性 弹簧 加 载 和 液 压 加 载 两 种 深度控制系统 ， 设 计 了液 压 式 加 载 仿 形 机 构 ， 使 破 茬 部 件 拥 有足 够 的破茬 和人 土 能力 ， 能 在 未 耕 地 上 开 出 有 利 于种 子 生 长 发 育 的 种 沟 ； 快 速实现 加大下 压力 ， 保 证 开 沟器 拥 有 足够 的破 茬 和人 土 能 力 ， 能 在 未 耕 地
中图分 类号 ：８ ２ ２ ３ ． ２ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ３ — １ ８ ８ Ｘ（ ２ ０ １ ３） １ ２ — ０ １ ０ １ — ０ ４
０ 引 言
免 耕 覆 盖 播 种 技 术 是 在 地 表 留 有 残 茬 和 秸 秆 等 覆 盖 的条 件 下 直 接 播 种 ， 是 保 护 性 耕 作 的关 键 技 术 。 免耕 播 种 机是 保 护 性耕 作 的重 要 机 具 ， 与 普 通 播 种 机 的 不 同主 要 表 现 在 作 业 条 件 差 ， 地表 残茬 、 秸 秆 和 杂 草覆 盖 ， 土壤 坚硬 ， 垄形 不 整 ， 造 成 免 耕 播 种 机 易 壅 堵， 播种 深 度 不 易 把 握 ， 机器 走不 直 、 易跑偏 、 垄 埂 土
沟器 或 机器 的框 架 、 用 于 只 有 当总 质 量 不 足 时 使 用 ） 以及 通 过压 缩 或拉 伸 弹 簧 来 改 变 的 压 力 ， 还 有 随着 播
种过 程 的种 箱 和肥 箱 的种 子 与肥 料质 量 的变化 。 １ ． ２ 平行 四连杆 仿 形机构
上开 出有利于种子生长发育 的种 沟 ， 并且开 沟器应有 很 强 的单 体 仿 形 能力 ， 使 开 沟 器 随 免 耕 地 形 的变 化 而
生变 化 。根 据 平行 四边 形 的运 动 特 性 ， 在 上 下 仿 形 过 程中 ， 上杆 Ａ Ｂ和 下 杆 Ｃ Ｄ 始终 做平 行 运 动 。 当仿形 轮 随地 面 起伏 而 升 降时 ， 平 行 四杆 机 构 带 动 工 作 部 件 随
始 终保 持 一 定 的 工 作 深 度 ， 开 出深 浅 一 致 的 沟 ； 满 足
播种机工作性能 良好 的仿形 机构可 以使播种 机
的土 壤 工作 部 件 随 地 形 的变 化 而 始 终 保 持 一 定 的 工
所要求 的仿形范 围 ， 使仿 形性 能稳定 ， 沟底 平整 ， 开
沟 深浅 一 致 ， 保 证 播种 作 业 性 能¨ 】 。
有 效 的深 度 控制 系 统 和 １个 或 多 个 来 源 的 向下 压 力 ，
使 其在 土 壤 中穿 透 并 可 切 断 残 茬 。要 求 的 下 压 力 大 小， 取 决 于玉 米 残 茬 的 物 理 性 质 、 化 学 性 质 和 土 壤 情 况 。深 度 控制 系 统 对 播 种 机 的破 茬 刀 与 开 沟 器 单 体
摘
要 ： 由 于免 耕 播 种 地 表 有残 茬 、 秸 秆 和杂 草 覆 盖 ， 土 壤 坚硬 ， 免 耕 播 种 机 的仿 形 量 较 大 ，普通 的仿 形 机 构 已
不 能 满 足 仿 形 的平 稳 性 要 求 。 为此 ， 采 用液 压 式 加 载 仿 形 深 度 控 制 系 统 ， 实 现 玉 米 垄 作 免 耕 播 种 机 下 压 力 和 仿 形 量 的调 节 ， 保 证 了 玉 米 垄作 免 耕 播 种 的播 种 深 度 和 机 器 稳 定性 ， 克 服 了 目前 免 耕 播 种 作 业 的缺 点 ， 满 足 了免 耕 播 种 作 业 质 量要 求 。 关键 词 ：免耕播种机 ；液压 控制系统 ；加载机构 ；仿 形深度
来说 ， 是反应它们之间的一种互 动地对下压力 和深度
选 择 的控 制 。对 于开 沟 和 覆 土 ， 在 任何 特 殊 情 况 下 均
不需 要 过 大 的下压 力 ， 多 数情 况 下 由深 度 控 制 系统 来
提供支撑。下压力 的来 源包括分配 到破茬 刀与开沟
器单体组件的重力 、 添加 的配重 （ 配重可连 接单个开
１ 玉米垄作免耕播 种机深度控 制系统
１ ． １ 深 度控 制 系统 的作 用
作深度 ， 开 出深浅一致的沟 ， 仿形好坏直接影响播种 机 的作业 质量［ ２ ］ 。平 行 四连杆 仿形 机 构 （ 如 图 Ｉ所
示） 是 用 一 个 平 行 四杆 机 构 将 播 种 单 体 与 机 架 铰 接 ，