精密播種機(jī)的設(shè)計(jì)與研究

1、 課 程 論 文題 目 精密播種機(jī)的設(shè)計(jì)與研究指導(dǎo)教師 王志娟 學(xué)生姓名 徐揚(yáng) 學(xué) 號(hào) 200901701071 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 教學(xué)單位 德州學(xué)院機(jī)電工程系 （蓋章） 2O12年11月09日目錄1.精密播種機(jī)發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢(shì)- 1 -1.1我國(guó)精密播種機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀- 2 -1.2 精密播種機(jī)的發(fā)展前景- 2 -2.播種機(jī)主要結(jié)構(gòu)及功能- 4 -2.1總體配置- 5 -2.2排種器的參數(shù)設(shè)計(jì)- 6 -2.3開(kāi)溝器參數(shù)設(shè)計(jì)- 6 -Fmin=N×AB÷AC=153×185÷82=345.2N- 7 -2.4中耕作物精密播種排種器- 7 -2.

2、5 排種器的技術(shù)要求- 7 -2.6開(kāi)溝器及其起落機(jī)構(gòu)- 8 -2.7開(kāi)溝器的要求- 8 -2.8 輸種管- 8 -2.9 鎮(zhèn)壓輪- 9 -3.正確操作播種機(jī)- 9 -4.注意事項(xiàng)：- 9 -5.經(jīng)濟(jì)效益分析- 10 -致謝- 11 -參考文獻(xiàn)- 12 -精密播種機(jī)的研究與設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)者： 徐揚(yáng) 班級(jí)：09機(jī)本二 學(xué)號(hào)： 200901701071 指導(dǎo)教師：王志坤（德州學(xué)院機(jī)電工程系，山東省德州市，253023）1.精密播種機(jī)發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢(shì)播種機(jī)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中關(guān)鍵作業(yè)環(huán)節(jié)，必須在較短的播種農(nóng)時(shí)內(nèi)，根據(jù)農(nóng)業(yè)技術(shù)要求，將種子播到田地里去，使作物獲得良好的發(fā)育生長(zhǎng)條件。播種質(zhì)量的好壞，將直接影響到作物的

3、出苗、苗全和苗壯，因而對(duì)產(chǎn)量的影響很大。由于精密播種可以保證種子在田間最合理分布，播種量精確，株距均勻，播深一致，為種子的生長(zhǎng)發(fā)育創(chuàng)造最佳條件，可以大量節(jié)省種子，減少田間間苗用工，保證作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。因此現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)精密播種機(jī)械的要求越來(lái)越迫切。1.1我國(guó)精密播種機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)從80年代末便開(kāi)始研制精密播種機(jī)械。由于種子質(zhì)量、整地條件、機(jī)械制造水平及機(jī)器價(jià)格等因素制約，我國(guó)80年代主要是推廣半精量播種。為適應(yīng)農(nóng)村生產(chǎn)責(zé)任制的要求，大量推廣了小型單體播種機(jī)。90年代以來(lái)，我國(guó)逐步推廣精密播種機(jī)，有10多個(gè)企業(yè)生產(chǎn)了20多種型號(hào)的精密播種機(jī)。精密播種機(jī)以作物種類(lèi)分為玉米及大豆精密播種機(jī)、谷物（小麥）精

4、密播種機(jī)、甜菜精密播種機(jī)；以配套動(dòng)力分為小型（5.813.2kw）、中型（16.236.8kw）和大型播種機(jī)（40.4kw以上）精密播種機(jī)；以排種器形式分為機(jī)械式和氣力式兩大類(lèi)精密播種機(jī)；機(jī)械式中又可分為垂直圓盤(pán)式、垂直窩眼式、錐盤(pán)式、紋盤(pán)式、水平圓盤(pán)式、帶式等形式精密播種機(jī)。1.2 精密播種機(jī)的發(fā)展前景在國(guó)外，中耕作物如甜菜、玉米、棉花和某些蔬菜、豆類(lèi)的播種都已大量采用精密播種，主要采用機(jī)械式和氣力式兩種精密播種機(jī)。由于氣力式播種機(jī)對(duì)種子尺寸要求不嚴(yán)，不需精選分級(jí)，容易達(dá)到單粒精播，而且通用性較好，又能適合較高速播種，因此使用氣力式播種機(jī)越來(lái)越多。 為了達(dá)到單粒精播，提高株距均勻性，大多采用

5、可精調(diào)的刮種器，將多余的種子清除掉；為了降低投種高度，減小種子下拋速度與前進(jìn)速度之間的相對(duì)速差，而設(shè)置導(dǎo)種輪或?qū)ХN管。但是，精密播種受高速作業(yè)的影響很大?，F(xiàn)有的精密播種機(jī)試驗(yàn)結(jié)果表明，一般作業(yè)速度在48 kmh時(shí)，其株距合格率達(dá)80以上；而作業(yè)速度提高到1112 kmh時(shí)，株距合格率下降到60以下。可見(jiàn)高速精密播種機(jī)還有待進(jìn)一步發(fā)展、完善。 2.2.2.2.播種機(jī)的通用性和適應(yīng)性不斷提高播種機(jī)的通用性和適應(yīng)性不斷提高播種機(jī)的通用性和適應(yīng)性不斷提高播種機(jī)的通用性和適應(yīng)性不斷提高 大多數(shù)精密播種機(jī)都可以播多種作物，通過(guò)更換不同孔徑的排種盤(pán)(輪)或排種滾筒，使排種器能適應(yīng)多種作物種子的播種要求。改變

6、型孔大小或增加成穴機(jī)構(gòu)，使之能達(dá)到穴播的要求；改變排種器工作轉(zhuǎn)速以達(dá)到不同株距的要求。所有這些均提高了播種機(jī)的通用性。 為了適應(yīng)不同地區(qū)、不同土壤、不同整地條件的要求，大多數(shù)播種機(jī)上配有多種類(lèi)型的開(kāi)溝器(雙圓盤(pán)式、滑刀式等)和鎮(zhèn)壓輪(橡膠輪、鋼板沖壓輪、鑄鐵輪、寬輪、窄輪等)，供選用。同一型號(hào)的精密播種機(jī)又成系列，有多種行距和行數(shù)的變型。如美國(guó)CYCLO氣壓式播種機(jī)有牽引式和懸掛式，有4、6、8、12、16行等共16種機(jī)型，可為多種功率的拖拉機(jī)配套。 精密播種機(jī)向高速寬幅發(fā)展精密播種機(jī)向高速寬幅發(fā)展精密播種機(jī)向高速寬幅發(fā)展精密播種機(jī)向高速寬幅發(fā)展 為了在最適宦的農(nóng)業(yè)技術(shù)條件下、用最短的時(shí)間做到

7、適時(shí)播種，以及隨著拖拉機(jī)功率不斷增大，為了充分利用其功率，因此要求提高播種機(jī)作業(yè)的生產(chǎn)率。 影響提高播種機(jī)組生產(chǎn)率的因素很多。除了提高機(jī)組的工作可靠性、減少故障、簡(jiǎn)化操作以減少輔助作業(yè)時(shí)間、提高純工作時(shí)間的利用率外，提高生產(chǎn)率的最主要途徑是增大播種機(jī)的工作幅寬和提高作業(yè)速度。增大播種機(jī)工作幅寬雖能直接有效地提高生產(chǎn)率，但加大工作幅寬使機(jī)體龐大，消耗金屬多，成本高。同時(shí)，龐大的機(jī)體將受到田塊大小、地頭轉(zhuǎn)彎以及道路運(yùn)輸?shù)南拗?，使用不方便。因此，?guó)外很重視提高作業(yè)速度的研究。 70年代，中耕作物播種機(jī)作業(yè)速度一般從46kmh提高到810kmh。如西德Aermoat型氣力式播種機(jī)、法國(guó)Pneumase

8、m氣吸式播種機(jī)和美國(guó)7000型指夾式播種機(jī)的作業(yè)速度為810 kmh，作業(yè)質(zhì)量仍能符合要求。 但是，播種機(jī)高速作業(yè)帶來(lái)一些問(wèn)題，如排種性能下降，開(kāi)溝深度變淺，種子在溝里彈跳、滾動(dòng)加劇，以及駕駛條件惡化等等。因此，目前作業(yè)速度不能太高。 中耕作物播種機(jī)的工作幅寬，一般單機(jī)都由34 m增大到56 m有的工作幅寬更大，如美國(guó)CYCLO氣壓式播種機(jī)系列中的16行播種機(jī)，其幅寬達(dá)11.68 m。加大幅寬使播種機(jī)結(jié)構(gòu)龐大笨重，使懸掛式播種機(jī)組縱向穩(wěn)定性變壞，還受到地塊大小、道路運(yùn)輸限制2.播種機(jī)主要結(jié)構(gòu)及功能目前國(guó)內(nèi)外播種玉米、大豆、甜菜、棉花等中各作物的播種機(jī)多數(shù)采用精密播種，即單粒點(diǎn)播和穴播。一般中耕

9、作物精密播種機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖2-1。其組成分為以下幾部分：圖2-1 播種中耕通用機(jī)1種箱 2后支臂 3仿形機(jī)構(gòu) 4主梁 5肥箱 6下懸掛點(diǎn)7仿形輪 8前支臂 9施肥鏟 10開(kāi)溝器 11劃溝刀12排種器 13鎮(zhèn)壓彈簧 14覆土板 15鎮(zhèn)壓輪(1)機(jī)架 多數(shù)為單梁式。各工作部件都安裝其上，并支承整機(jī)。(2)排種部件 種子相和能達(dá)到精密播種的機(jī)械式或氣力式排種器，包括可調(diào)節(jié)的刮種器和推種器。(3)排肥部件 包括排肥箱、排肥器、輸肥管和施肥開(kāi)溝器。(4)土壤工作部件及其仿形機(jī)構(gòu) 包括開(kāi)溝器、覆土器、仿形輪、鎮(zhèn)壓輪、壓種輪及其連桿機(jī)構(gòu)等。有的精密播種機(jī)還配備施撒農(nóng)藥和除草劑的裝置。2.1總體配置目前主要是與

10、12-T5馬力小四輪拖拉機(jī)配套，播種機(jī)自帶懸掛提升裝置。每臺(tái)（套）播兩壟。壟上播平播均可。2.2排種器的參數(shù)設(shè)計(jì)用機(jī)械方法進(jìn)行精量播種的排種器大多屬于孔型孔式排種器。根據(jù)種子的型狀和尺寸等因素，設(shè)計(jì)出各種行孔或窩眼，用以播下每穴數(shù)量相等的種子。型孔輪用硬塑料和金屬制成，其直徑常為120-180mm。窩眼形狀可設(shè)計(jì)成圓錐形、圓弧形或圓柱形。本次設(shè)計(jì)的型孔輪為圓柱形。表2-1 型孔參數(shù)表作物種類(lèi)玉米大豆高粱型孔直徑8-249-116-9型孔深度6-126-84-8每孔粒數(shù)3±1或4±115-92.3開(kāi)溝器參數(shù)設(shè)計(jì)開(kāi)溝器要求入土性能好，開(kāi)溝器能在2-10cm內(nèi)調(diào)節(jié)入土深度。（3）

11、鎮(zhèn)壓輪：鎮(zhèn)壓輪的壓強(qiáng)要求0.3-0.5kg/cm2，要求轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，不粘土。鎮(zhèn)壓輪的寬度應(yīng)稍大于苗幅寬，直徑不可過(guò)小，否則轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，土壤易產(chǎn)生裂紋。常取直徑d=300-400mm，本次設(shè)計(jì)的鎮(zhèn)壓輪直徑為250mm；寬度為125mm。（4）鎮(zhèn)壓彈簧參數(shù)設(shè)計(jì)：2鎮(zhèn)壓輪與地面的接觸面積可初步估計(jì)為：S=30×170=5100mm2。所需壓力N=（0.03-0.05）×5100=153-225N受力圖如下：其中：F：彈簧作用力N：鎮(zhèn)壓輪接觸地面的壓力AC：彈簧作用點(diǎn)與支點(diǎn)距離AB：支點(diǎn)與鎮(zhèn)壓輪軸之間的距離有AC=82cm AB=185mm 由F×AC=N×AB可

12、得：Fmin=N×AB÷AC=153×185÷82=345.2N因?yàn)殒?zhèn)壓輪有自重，所以選用下述(表2-2)彈簧即可滿足要求表2-2 彈簧主要參數(shù)材料材料直徑工作極限載荷Pi65Mn3mm495(N)圈數(shù)（n）彈簧中徑D2Pt作用下單圈剛度變量Pia12.514mm1.585節(jié)距單圈剛度P/d最大心軸直徑Dmax4.77289.3(N/mm)9mm2.4中耕作物精密播種排種器中耕作物如玉米、大豆、甜菜、高粱、棉花等采用精密播種，可以節(jié)省大量種子和間苗勞力，而且可使幼苗分布均勻，達(dá)到苗齊、壯、均，有利于增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。達(dá)到精密播種的關(guān)鍵是排種器。2.5 排種器的技

13、術(shù)要求排種器的技術(shù)要求大體上有以下幾個(gè)方面：1、排種器排種均勻穩(wěn)定，排種均勻性不受外界條件變化而產(chǎn)生嚴(yán)重影響。一臺(tái)播種機(jī)的排種量應(yīng)該保持一致。2、不損傷種子。3、播種兩調(diào)節(jié)范圍要大。4、通用性好。5、工作可靠，不易堵塞。2.6開(kāi)溝器及其起落機(jī)構(gòu)開(kāi)溝器的功用主要是在播種機(jī)工作時(shí)，開(kāi)出種溝，引導(dǎo)種子和肥料進(jìn)入種溝內(nèi)，并使?jié)裢粮采w種子和肥料。2.7開(kāi)溝器的要求一個(gè)良好的開(kāi)溝器必須符合下列要求：(1)開(kāi)出的種溝要深淺一致，溝型整齊、平直，開(kāi)溝深度能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同作物的播深要求。(2)開(kāi)溝時(shí)不亂土層，不應(yīng)將下層濕土翻至地面，也不可使干土落入溝底，應(yīng)將種子和肥料導(dǎo)至濕土上。(3)行內(nèi)中子分布

14、均勻，種子不飛散而應(yīng)都落到溝底。(4)應(yīng)有一定的回土作用，使細(xì)濕土將種子全部覆蓋，以利于種子發(fā)芽。(5)要有良好的入土性能和切土能力，工作可靠，不易被雜草、殘茬和土塊堵塞。(6)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作阻力小，調(diào)整、維護(hù)方便。2.8 輸種管輸種管主要是將排種器排出的種子導(dǎo)入開(kāi)溝器，使種子能順利地落到種溝內(nèi)。它對(duì)排種的均勻性有較大影響。因此對(duì)輸種管的要求是：(1)保證種子能自由活動(dòng)，不致使排種均勻性變壞。管內(nèi)應(yīng)有足夠的斷面積，管壁應(yīng)光滑暢通無(wú)阻。(2)要能適應(yīng)開(kāi)溝器的升降和調(diào)節(jié)。輸種管鉸接于排種器上，要能在各個(gè)方向擺動(dòng)，不致影響種子的通過(guò)。(3)要有一定的伸縮量、彈性和彎曲度，并需耐腐蝕。(4)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，

15、易于制造和維修。2.9 鎮(zhèn)壓輪播種同時(shí)鎮(zhèn)壓可減少土壤中的大孔隙，減少水分蒸發(fā)，以使土壤保墑；可加強(qiáng)土壤毛細(xì)管作用，使水分沿毛細(xì)管上升，起到“調(diào)水”和“保墑”的作用；可使種子與土壤緊密接觸，有利于種子發(fā)芽和生長(zhǎng)；春播鎮(zhèn)壓還可適當(dāng)提高地溫。因此，播種同時(shí)鎮(zhèn)壓對(duì)干旱地區(qū)的播種是非常必要的。播種同時(shí)鎮(zhèn)壓主要是在苗幅內(nèi)鎮(zhèn)壓，而行間土壤仍保持疏松，因而通氣性好，還可利于接納雨水。鎮(zhèn)壓輪對(duì)土壤的壓強(qiáng)主要根據(jù)土壤性質(zhì)、水分、密度和作物的要求而定，一般為3050kPa。鎮(zhèn)壓輪的壓力大小取決于鎮(zhèn)壓輪本身重量和作用在它上面的附加重量（播種機(jī)部分重量的轉(zhuǎn)移和輔助彈簧作用力等）。一個(gè)良好的鎮(zhèn)壓輪必須轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，不沾土，不

16、擁土，鎮(zhèn)壓里可以適當(dāng)調(diào)整，鎮(zhèn)壓后地表不產(chǎn)生鱗狀裂紋。3.正確操作播種機(jī)1、上述調(diào)整正常后, 方可下地投入正常作業(yè)。播第一趟時(shí)要選好開(kāi)播點(diǎn), 在視線范圍內(nèi)找好標(biāo)志, 力求一次開(kāi)直, 以便后期中耕管理。行走路線一般采用棱形法。在剛開(kāi)始作業(yè)時(shí), 離地頭大約23m 處停下來(lái), 檢查開(kāi)溝的深度(根據(jù)墑情而定) , 如過(guò)深或過(guò)淺應(yīng)調(diào)整。2、充分利用土地面積。播種時(shí), 駕駛員應(yīng)按計(jì)劃盡量將種子播近邊、播到頭, 做到不留地頭、不留大邊, 充分利用耕地面積。3、在開(kāi)溝器入土狀態(tài)下, 機(jī)組不能倒退、不準(zhǔn)急轉(zhuǎn)彎。4.注意事項(xiàng)：1.隨時(shí)注意各機(jī)構(gòu)的工作情況，如各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作是否正常，輸種管下端是否保持在開(kāi)溝器下 種口

17、內(nèi)，種肥在排出中有否堵塞，肥料在箱內(nèi)是否 有架空，地輪有否粘土等。2.及時(shí)添加種肥，箱內(nèi)種肥不少于 1/ 4容積。3.及時(shí)清理種箱和肥箱。播完一種作物后 , 要及時(shí)清理種箱，嚴(yán)防種子混雜；同時(shí)，還應(yīng)清理肥箱，防止化肥和農(nóng)藥腐蝕金屬。4.作業(yè)中要經(jīng)常用眼睛觀察地輪是否運(yùn)轉(zhuǎn)自如，有沒(méi)有撈爬現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)故障應(yīng)及時(shí)排除。5.地頭或田間停車(chē)后，為了避免漏播，可將播種機(jī)升起后退一定距離， 然后再繼續(xù)工作。但后退的距離不能過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短，過(guò)長(zhǎng)會(huì)浪費(fèi)時(shí)間和種子， 過(guò)短會(huì)產(chǎn)生漏播。6.要及時(shí)清除開(kāi)溝器前方拖帶的雜草和殘茬，以免造成斷條 、拖堆而缺苗。7.地里雜草多、茬子多的情況下，應(yīng)把前支 鏟安裝上，以便清除殘茬，保

18、證播種質(zhì)量。播種速度應(yīng)保持在47 km/ h左右。8.播種完一個(gè)小區(qū)，要核實(shí)播種量，不符合播種要求時(shí)，要調(diào)整后再播種下一個(gè)小區(qū)。9.播后要在12h內(nèi)及時(shí)鎮(zhèn)壓，以保持土壤中的水分和堅(jiān)實(shí)程度，有利于種子發(fā)芽。10.種子和肥料必須經(jīng)過(guò)篩選后方能使用，肥料要選擇流動(dòng)性較好的二銨、尿素等，這樣能保證下肥均勻。11.使用懸掛式播種機(jī)，在提升或降落時(shí)，應(yīng)在播種機(jī)行進(jìn)中緩慢進(jìn)行，以免造成機(jī)件損壞和開(kāi)溝器堵塞。12.播種機(jī)轉(zhuǎn)移地塊或運(yùn)輸時(shí)，種子箱內(nèi)不應(yīng)裝有種子，工作時(shí)再重新加入。5.經(jīng)濟(jì)效益分析1、體積小、重量輕。2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：該機(jī)主要以各種型號(hào)的拖拉機(jī)為動(dòng)力，主要由牽引提升架、播種箱、播種器及部分鏈條、插銷(xiāo)和

19、銷(xiāo)孔連接組成。3、操作靈活：該機(jī)由一人進(jìn)行操作，當(dāng)拖拉機(jī)前進(jìn)時(shí)，將犁鏵放下，播種箱兩端的防滑輪與地表摩擦產(chǎn)生動(dòng)力，分別帶動(dòng)控制播種箱種子和肥料出口的兩根輪軸，主動(dòng)軸由防滑輪帶動(dòng)用于播種，被動(dòng)軸由主動(dòng)軸的鏈條帶動(dòng)用于拖肥。根據(jù)田塊的大小，多功能旱糧播種機(jī)可隨意提升、隨意調(diào)速，轉(zhuǎn)彎靈活方便，可以有效地避免重耕、重播。4、維修方便、容易：該機(jī)的聯(lián)接，使用的是插銷(xiāo)和插孔的連接方式，一個(gè)人可以方便拆裝，維修時(shí)只需換上配置的備件即可。5、適用性強(qiáng)：該機(jī)結(jié)構(gòu)上優(yōu)點(diǎn)，使之能適應(yīng)各種田地的播種。小到1-2分大的田塊，大到上百畝的田塊，不管是平壩、還是淺丘地區(qū)；無(wú)論是板結(jié)的土質(zhì)，還是疏松的土質(zhì)都能適應(yīng)。還可以根據(jù)用戶的不同需求，配置實(shí)用的播種器，通過(guò)調(diào)節(jié)犁鏵和種子儲(chǔ)存孔的行距，能夠輕松地播種小麥、大麥、高粱、大豆、玉米等旱糧作物?？傊?，凡是種旱糧的區(qū)域，只要拖拉機(jī)能行走的地方都能適用。6、作業(yè)成本低：該機(jī)能達(dá)到開(kāi)溝、播種、施肥、覆蓋一次性完成，小田塊每小時(shí)可播3-6畝，大田塊每小時(shí)可播8-12畝。7、經(jīng)濟(jì)效益高以小型手扶式拖