标杆学习-免耕播种机结构.docx

免耕播种机结构研究项目出处:公司标杆学习计划----学习迪尔、格兰、大平原等标杆播种机成熟免耕结构，对当前2行播种机实施改进。学习内容:免耕播种机结构研究自从20 世纪中期美国开发免耕播种技术获得成功以来，世界各地对免耕技术给予了极大的重视，许多国家都在积极的试验和推广。免耕技术的基本内容是在前茬作物收获后，土地不进行耕翻，让原有的残茬、枯草覆盖地面，待下茬作物播种时，用特制的免耕播种机直接在茬地上进行局部的松土播种，并在播种前或播种后喷洒除草剂及农药。这种方法与常规耕作法相比，可以减少机具投资费用和土壤耕作次数，因而可降低生产成本、减少能耗、减轻对土壤的压实和破坏，并可减轻风蚀、水蚀和土壤水分的蒸发与流失。免耕播种机是免耕播种的专用机具，能够完成秸秆、残茬覆盖的免耕地上播种和施足作物生长期需要的大量的肥料，免耕播种机除要有传统播种机的开沟、下种、下肥、覆土和镇压功能外，一般还有良好的清草排堵、破茬入土、种肥分施和地面仿形能力，以满足免耕覆盖地播种的特殊要求。发达国家如美国、澳大利亚、加拿大等开展的保护性耕作较早，已拥有相对成熟的保护性耕作技术和机具。美国在研究保护性耕作技术方面起步较早，产品的种类也较多，以大型的免耕播种机为主，其机具相对比较成熟，生产免耕机的大型企业也比较多，其中比较出名的有Great Plain( 大平原) 、John Deere( 约翰迪尔) 、Case( 凯斯) ，他们开发的机型较多，结构也比较复杂。在免耕且有秸秆、残茬覆盖的相对坚硬的土壤上播种施肥，需要有入土能力强的开沟器，镇压强度较大的覆土镇压装置，同时为防止秸秆拥堵，还需在播种单元前面设置防堵装置。有的播种机为改善开沟器入土能力增加自重，与拖拉机连接形式只能采用牵引式。因此研究免耕播种机结构重点在于研究开沟器、防堵机构结构形式。一、开沟器开沟器的样式因各个国家耕地的情况、土质情况、地块的大小而不一样，开沟器的选择类型也不一样，下面以美国、加拿大、中国的开沟器情况为例进行分析研究。开沟器作为免耕播种机的关键部件之一，其功能是按照播种深度要求开出沟槽，并且在保证种子发芽出苗的前提下产生最小的土壤扰动，为种子发芽和作物的生长提供良好的种床。在传统耕作中，经过翻耕整地后，开沟器在疏松的耕层中开沟、播种，开沟阻力小，刃口的锋利程度对开沟器的前进阻力没有明显的影响。但免耕茬地，地表坚实且有大量的秸秆覆盖，开沟器入土困难，阻力大，需要有良好的破茬入土性能，因此免耕开沟器除了有传统开沟器的性能外，还应该具有锋利的刃口，以减少开沟器的前进阻力，降低拖拉机的动力消耗; 表层土壤扰动小，以减少土壤上下层干湿土混合，降低土壤墒情的损耗; 创造有利于种子发芽和根系生长的疏松种床，提高播种质量;有良好的破茬或者切断秸秆性能，或者播种时配以其他防堵装置，以提高防堵性能。目前在免耕条件下，免耕播种机多采用圆盘或靴式开沟器。迪尔、凯斯、大平原等大型免耕播种机的开沟器均为三圆盘结构。我厂的2行、5行免耕播种机也采用此结构。三圆盘开沟器的结构是前排波纹盘犁刀切断残茬预开出小沟松软种床，后排的双圆盘开沟器开出播种的沟槽，同时输种管将种子置于沟槽内，前边破茬圆盘入土比后边双圆盘深，双圆盘开沟器走在破茬圆盘开出的窄沟上，将土壤挤成V 形槽，同时播入种子和肥料; 后面的镇压轮再将土层进行适当的镇压，保证种子与土壤结合紧密，及时吸收土壤养分。三圆盘开沟器的通过性良好，土壤扰动性小，种沟深度变异系数小，但在有秸秆覆盖的免耕地中，圆盘开沟器容易把秸秆挤压到种沟中，影响播种质量; 另一方面圆盘开沟器需要一垂直压力来切断秸秆，产生沟槽，采用圆盘开沟器的免耕播种机需要较大的结构质量。1、波纹盘三圆盘开沟器结构中，一般波纹圆盘破茬、开沟，双圆盘二次开沟播种、施肥。这种开沟器直接由上而下对土壤进行切割开沟，波纹盘凹槽扰动土壤形成松土带，双圆盘再挤出一个浅沟，种子、肥料混合播到土壤中，然后覆土镇压。波纹圆盘开沟器圆盘受到4 个力的作用，即整机质量( 包括开沟器自身质量) 通过压缩弹簧均摊到开沟器上的作用力; 拖拉机对播种机的牵引力; 圆盘两侧土壤的侧向挤压力; 土壤对圆盘的接触摩擦力。波纹圆盘的侧向应力图如图1 所示。由于波纹圆盘与播种机的前进方向夹角为0，所以圆盘的侧向挤压力均匀对称。如果忽略土壤松紧不均的影响，则可忽略开沟器轴承座的侧向力作用。波纹圆盘对土壤的扰动作用以及对土壤竖直面的作用，使得圆盘的波纹凹槽部分和边缘部位磨损加剧。目前，国际上开沟圆盘的类型主要有波纹型圆盘、涡轮型圆盘。图1 波纹圆盘的侧向应力图1.1波纹圆盘的类型不同波纹数的波纹盘如图2 所示。波纹盘开沟器波纹数有8 波纹、13 波纹、25 波纹的3 种类别，由于所配备的免耕机不同、播种的地势不同，波纹盘的开沟宽度、直径、波纹盘的厚度