第１２期总第１９８期 ２０１０年１２月 农业科技与装备 Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒ￣Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ＮＯ．１２ Ｔｏｔａｌ ＮＯ．１９８ Ｄｅｃ．２０１０ ２ＢＭ一２型玉米播种施肥机的设计 章慧全 （辽宁省农业机械化研究所，沈阳１１０１６１） 摘要：介绍免耕精密播种机的发展现状及趋势，并设计出功率消耗低、适合小地块作业、结构紧凑、工作灵活的２ＢＭ一２型玉米免耕 播种施肥机。该机借鉴了国内外典型免耕播种机研制的成功经验，结合辽西半干旱地区的特点及农艺要求，较好地解决了机具成 本与功能之问的矛盾．可一次作业完成破茬、开沟、施肥、播种、覆土及等工序。 关键词：农业机械；免耕；破茬；仿行；免耕播种施肥机 中图分类号：￥２２３．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—１１６１（２０１０）１２—００１８—０３ １ 免耕精密播种施肥机发展现状 可满足不同的播种深度要求：播种机单体与牵引架通 免耕播种施肥是保护性耕作技术中的一项重要 过螺栓和连接部件连接，其各自仿行，以适应不 内容，也是传统农业种植方式的一次．更是我国 同地貌的变化。从而保证播种深度的一致性。 目前重点推广的农业机械化新技术。使用免耕施肥播 当玉米免耕播种施肥机在拖拉机牵引下向前运 种机可以免去传统的翻耙压工序．直接在原茬或残差 动时，破茬圆盘刀在整机重力和拖拉机牵引力的作用 覆盖的地表上进行播种作业，一次作业可完成破茬、 下，切开土壤，切断秸秆，其后的施肥开沟器开出约 化肥深施、播种、等多道工序。免耕播种施肥技术 ８０～１２０ ｍｍ深的肥沟．同时。排种开沟器在肥沟一侧 不仅具有保墒、增加土壤肥力、减少水蚀和风蚀、抑制 开出种沟。施肥器采用外槽轮式，播种机构采用倾斜 沙尘暴、提高化肥利用率、增产等优点，而且减少了作 勺式，以保证施肥和播种的精度及均匀性。为减少机 业工序，降低了作业成本，增加了农民收入，其经济效 具能耗，灭茬部件只对苗带进行处理。这样可既满足 益、社会效益和生态效益显著。 保护性耕作的要求，又能最大限度地保证秸秆还田效 精密播种可精确控制种子的播种量．且株距均 果。 匀、播深一致、分布合理；同时，节省了大量的种子和 ２．２关键部件的设计 间苗用工，可实现高效农业。近年来。精密播种技术及 ２ＢＭ一２型玉米免耕播种施肥机适用于玉米、大 其配套机具发展很快。但我国在种子质量、整地条件、 豆等中耕作物的前茬地上直接播种。该机主要由四杆 机械制造水平等方面还存在一些问题，影响了精密播 机构（机架）、破茬装置、排肥装置、开沟器、排种装置 种机械的发展和使用。 和装置等组成，详见图１。 为促进我国农业的快速发展，针对我国种植地块 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ 小、农民收入低、拖拉机多为中小功率的实际情况，辽 宁省农业机械化研究所设计了功率消耗低、适合小地 块作业、结构紧凑、工作灵活的２ＢＭ一２型玉米免耕播 种施肥机。 ２ ２ＢＭ一２型玉米免耕播种施肥机的设计 ２．１整体结构的设计 ２ＢＭ一２型玉米免耕播种施肥机为后３点全悬挂 ｌ施拉机挂架；２．破茬装置；３．四杆机构；４．排肥装置； 式。该机的牵引架与拖拉机后悬挂架相连，利用拖拉 ５．排种装置；６．开沟器；７．覆土器；８．装置 机侧输出轴通过皮带轮、三角胶带等带动播种机的破 图１ ２ＢＭ一２型免耕播种施肥机结构示意图 茬机构工作；播种、施肥机构的动力来源于地轮，地轮 Ｆｉｇｕｒｅ １ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ２ＢＭ－２ ｎｏｎ－ｔｉｌｌａｇｅ ｓｅｅｄ ａｎｄ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｍａｃｈｉｎｅ 安装在机具的牵引架下，通过丝杠调节其高低位置。 ２．２．１四杆机构（仿行）为保证播种深度的稳定性， 收稿日期：２０１０—０８—１２ 播种机的开沟器应能很好地随地形变化而变化．始终 作者简介：章慧全（１９６５一），男，高级工程师，从事农业机械方 保持一定的工作深度。因此，采用平行四杆机构连接 面设计与研究工作。 牵引架和播种机单体。由于播种机的质量相对较大． ２０１０年第１２期 章慧全：２ＢＭ一２型玉米播种施肥机的设计 １９ 因此在四杆机构上增设拉力弹簧，使开沟器在仿行过 程中对地面的压力变化减小。以保证播种深度一致。 通过计算和试验．将平行四杆机构的拉杆长设置为 效能。同时，破茬刀的刃口为相错布置，当遇有秸秆等 较长物体时．秸秆如果没有马上被切断．则其一侧会 滑入圆盘破茬刀的缺口内。另一侧在另一圆盘破茬刀 ３００ ｍｍ、质量为２５ ｋｇ、拉杆角度为一２．５０－２．５。（见图 ２）。 图２ ２ＢＭ一２型免耕播种施肥机单体图片 Ｆｉｇｕｒｅ ２ Ｍｏｎｏｍｅｒ ｐｉｃｔｕｒｅ ｏｆ ２ＢＭ－２ ｎｏｎ－ｔｉｌｌａｇｅ ｓｅｅｄ ａｎｄ ｆｅｒｔｉｉｌｚｅｒ ｍａｃｈｉｎｅ ２．２．２破茬开沟装置破茬开沟装置的主要功能是 切断土壤表层的残茬和切开坚硬的土层。它是机具的 重要部件。其设计合理与否直接关系到整机的作业效 果。根据理论研究和作业试验结果，确定采用双缺口 圆盘破茬刀，在圆盘周边和缺口周边都开有刃口．用 以切断秸秆、残茬和硬土层。破茬刀的刃口相错布置。 遇有秸秆时，一把刀起到按压作用，有利于另一把刀 切削。 该机利用拖拉机动力驱动破茬装置．使破茬圆盘 刀高速旋转，很大程度地提高了切草效果和防缠草 性，同时也大大改善了破茬切土性能。施肥开沟器既 可开沟，又是双圆盘破茬刀的切削定刀，其结构布置 如图３所示。 １．动力输入；２．缺口圆盘破茬刀；３．破茬刀轴； ４．轴承：５．施肥开沟器 图３双圆盘破茬刀布置 Ｆｉｕｇｒｅ ３ Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｄｏｕｂｌｅ ｄｉｓｃ ｓｔｕｂｂｌｅ－ｂｒｅａｋｉｎｇ ｋｎｉｆｅ 将施肥开沟器前面制造成刃口，并布置在双圆盘 破茬刀的两刀中间．起定刀作用，极大地提高了工作 的外圆处．在土壤的作用下秸秆与圆盘破茬刀挤压在 一起，在两侧速度差的作用下，秸秆被刃口滑切折断； 仍未被切断的坚硬秸秆或杂草，则会被带人施肥开沟 器的刃口处 强制切断。 施肥开沟器为铲式．依靠机器质量和拖拉机牵引 力的作用，压成平整沟形。节省动力。播种开沟器采用 滑刀式。其人土部分是一段较长的滑刀，向下压切土 壤．人土较为容易。开沟宽度取决于后面的双翼侧板 距离。侧板尾部成阶梯形或斜边缺口，可使下层湿土 先落人沟内覆盖种子。滑刀式开沟器开沟深度稳定， 不扰乱土层，播后地表起伏较小，回土性能好。这种破 茬开沟装置既能清理苗带部分的残茬．又能疏松该部 分土质，便于种子生根发芽与生长。 ２．２．３倾斜勺式排种器倾斜勺式排种盘上均匀分 布９个取种勺（见图４）。取种勺倾斜一定的角度，提 高了其持种空间的侧向充填能力和自然清种能力，确 保重播率和漏播率较小。排种盘旋转时，通过充种区 的小勺内会充入１～２粒玉米种子：随着排种盘转动． 小勺从下向上运动过程中，多余种子在重力和刷种器 的作用下滑落，使勺中仅保留１粒种子；当小勺转过 最上方时，种子在重力作用下。通过隔板开口落人与 排种盘同步旋转的导种叶轮上相应的槽内，并通过叶 轮进入排种口和排种管，落人种沟。倾斜勺式排种器 结构简单，工作可靠，不易伤种，对种子形状和大小要 求不高，可用于作业速度不大于８ ｋｍ／ｈ的排种。 １．取种勺；２．排种盘；３．导种叶轮；４．隔板；５．壳体 图４倾斜式精密播种排种器 Ｆｉｇｕｒｅ ４ Ｉｎｃｌｉｎｅｄ ｐｒｅｃｉｓｅ ｓｏｗｉｎｇ ｓｅｅｄ－ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ２．２．４施肥部分排肥器采用大外槽轮式，安装在肥 箱托架下。槽轮通过排肥轴驱动转动排肥。排肥量调 节是通过排肥轴上的调节手柄实现的，能够很好地满 足农艺对施肥量的要求。施肥开沟器为窄铲式，铲柄 采用２０ｘ４０的扁钢，两侧护板采用３ ｍｍ钢板，焊接 农业科技与装备 而成。铲柄固定在卡座内．卡座焊接在机架的后横梁 上。铲柄在卡座内可以上下调节．用以调节开沟的深 浅。该铲外侧面宽度小，使土壤侧向移动小．人士能力 强。播种开沟器位于施肥开沟器侧后方．保证开沟的 横向间距为５０ ｍｍ，利于种肥分开。以满足侧位深施 ２０１０年ｉ２月 肥的农艺要求。 ２．２．５轮结构 可使种子与土壤紧密结合 在一起，增强土壤毛细管作用和保墒能力，有利于种 子发芽和生长。轮配置在整机的最后面，其通过 导向管、导向滑道和弹簧与机架连接，导向机构允许 地轮沿着滑道上下运动。在导向管上部设有弹簧压紧 装置和限位装置，保证轮对土壤有一定压力和自 动仿行。转动地轮调节手柄．可调节地轮丝杠螺旋部 分旋人长度，使地轮的高度在规定的范围内，以设定 施肥及播种深度。 ２．３传动的设计 １．地轮；２．链轮；３．中间轴；４．排肥器；５．播种器 图５排种器和排肥器动力传输图 ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｆｅｅｄｅｒ ． Ｆｉｇｕｒｅ ５ Ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｓｅｅｄ－ ２．３．１播种和排肥的传动 为保证不漏播种子，排种 器和排肥器的转动阻力应较小，因此，在传动上采用 链传动（见图５）。播种和施肥的动力均来自地轮，首 先地轮上的链轮将动力传递给中间轴．其上的链轮按 定速比驱动排肥器上链轮转动排肥：同时，中间轴 上的中问链轮也按一定速比带动排种器上的链轮转 动，使排种器精确排种。通过更换不同的链轮，形成不 同的速比。可满足不同的株距要求。 ２．３．２破茬圆盘刀的传动破茬圆盘刀的动力消耗 一１．破茬刀轴；２．破茬刀；３．皮带轮；４．齿轮；５．三角带； ６．中间轴；７．拖拉机侧输出；８．轴承 图６破茬刀动力传输图 Ｆｉｇｕｒｅ ６ Ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｓｔｕｂｂｌｅ－ｂｒｅａｋｉｎｇ ｋｎｉｆｅ ３结语 辽西地区的春播作业实践表明，２ＢＭ一２型玉米 大。其动力来源于拖拉机侧输出。拖拉机侧输出通过 三角带带轮传输到中间轴，再经中间轴上的一对齿轮 变向后，将动力传输到破茬刀轴。带动破茬刀旋转破 茬。中间轴可以改善播种机仿行过程中上下运动造成 的拖拉机与破茬圆盘刀之间带传动的松紧变化，保证 传动不打滑。其传动过程如图６所示。 参考文献 免耕播种施肥机设计先进、结构合理，能够实现免耕 播种施肥的复式作业，具有保墒、抢农时、省种、省肥、 省工、减少机具进地次数等优点。该机结构简单，性能 可靠，操作方便，能够较好地满足农艺要求。该机作为 保护性耕作配套机具，必将得到广泛应用，这对推动 辽宁省保护性耕作技术的推广具有现实意义。 ［１］邱立春，纪凤芳．农机化生产技术研究——理论与实践［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００２． ［２］李洪文，陈君达，邓健．旱地玉米机械化保护性耕作技术及机具研究［Ｊ］．中国农业大学学报，２０００，５（４）：６８—７２ ［３］蒋金琳，龚丽农，王明福．免耕播种机单体工作性能试验研究［Ｊ］．农业工程学报，２０００，１６（５）：６４—６６． ［４］蒋金琳，宋殿香，王兴成，等．免耕播种机土壤工作部件的设计计算［Ｊ］．莱阳农学院学报，１９９８，１５（１）：７５—７８． ［５］苏元升，高焕文，张晋国．免耕播种开沟器工作性能的测试与分析［Ｊ］．中国农业大学学报，１９９９，４（４）：２８—３０． ［６］中国农业机械化科学研究院．农业机械设计手册［Ｍ］．北京：中国农业科学技术出版社，２００７． Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｃｏｒｎ Ｓｅｅｄ ａｎｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｍａｃｈｉｎｅ ｏｆ ２ＢＭ一２ Ｔｙｐｅ ＺＨＡＮＧ Ｈｕｉｑｕａｎ （Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １ １０１６１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｄｅａｌｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｒｅｎｄ ｉｎ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｓｅｅｄ ｐｌａｎｔｅｒ ｏｆ ｚｅｒｏ－ｔｉｌｌａｇｅ．２ＢＭ一２ ｔｙｐｅ ｎｏｎ－ｔｉｌｌａｇｅ ｍａｉｚｅ ｓｅｅｄ ａｎｄ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｍａｃｈｉｎｅ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｗｉｔｈ ｌｏｗ ｗａｔｔ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｍｐａｃｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｉｔ ｉｓ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ａｎｄ ｆｉｔ ｆｏｒ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｓｍａｌｌ ｐｌｏｔ．Ｔｈｉｓ ｍａｃｈｉｎｅ ｉｓ ｉｎｖｅｎｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ ｄｅｓｉｇｎｓ ｏｆ ｎｏｎ—ｔｉｌｌａｇｅ ｐｌａｎｔｅｍ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ．Ｉｔ ｈａｓ ｍｅｔ ｔｈｅ ａｇｒｏｎ— ｏｍｙ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｓｅｍｉａｒｉｄ ｗｅｓｔ ｏｆ Ｌｉａｏｎｉｎｇ ｐｒｏｖｉｎｃｅ ａｎｄ ｒｅｓｏｌｖｅｄ ｔｈｅ ｃｏｎｆｌｉｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｍａｃｈｉｎｅ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．Ｉｔ ｉｓ ｃａｐａｂｌｅ ｏｆ ｂｒｅａｋｉｎｇ ｓｔｕｂｂｌｅｓ，ｄｉｔｃｈｉｎｇ，ａｐｐｌｙｉｎｇ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ，ｓｏｗｉｎｇ，ｃｏｖｅｔｉｎｇ ｅａｒｔｈ ａｎｄ ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ ａｔ ｏｎｅ ｓｈｏｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｍａｃｈｉｎｅ；ｚｅｒｏ ｔｉｌｌａｇｅ；ｓｔｕｂｂｌｅ ｂｒｅａｋｉｎｇ；ｐｒｏｆｉｌｅ ｍｏｄｅｌｉｎｇ；ｎｏｎ－ｔｉｌｌａｇｅ ｓｅｅｄ ａｎｄ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｍａｃｈｉｎｅ
