毕业设计说明书气吸式免耕精密播种机的总体设计.doc

气吸式免耕精密播种机的总体设计摘要：近年来，精密播种已成为播种作业中一个最具研究潜力的热门话题。精密播种是提高粮食单产的一项现代化综合性技术措施，涉及到育种、种子加工、精密播种机具、土壤精细耕作、植保、施肥和灌溉等一系列技术。精密播种技术的实施,可节省大量优良种子，可节省田间间苗、定苗用工，种子分布合理，减少肥料和光能损失，可增加作物产量，经济效益显著。随着育种、种子加工处理技术、农药、除草剂和水利灌溉技术的不断发展与完善,使种子的发芽率和保苗率有了一定的保证，从而使精密播种技术有了更可靠的保证,气吸式播种机则是一种用气流的吸附力将种子从种子堆中分离出来，从而达到单粒或双粒精密播种的目的，同机械式精密排种器相比具有省种、不伤种、对种子尺寸要求不严、适应力强、易于实现单粒精播和高作业速度等诸多优点，因此气吸式精密播种机是目前国内外精密播种机发展的重点。关键词：气吸式；免耕播种；排种装置； 开沟器；Suction style of no-tillage seeder precision designAbstract: in recent years, precision seeding has become one of the most planting operation research potential topic. Precision seeding is to improve the grain yield of a modern comprehensive technical measures, involves the breeding, processing and sowing seeds in the soil, precision machinery plant, farming, fine and irrigation, fertilization technology. Precision seeding technology, saves the implementation of good seed, can save the reasonable distribution of labor, seeds, fertilizers and reduce energy losses, can increase crop yield, and the economic benefit is remarkable. With the seed breeding, processing technology, pesticides, herbicide and irrigation technology unceasing development and perfection of seed germination had certain assurance, so precision seeding technology has a more reliable assurance, gas absorption type machine is a kind of air from the seeds seed adsorption of isolated, achieve single or double grain sowing purpose, with precision mechanical precision seed metering devices, compared with province of seed, don't hurt size requirement is lax, adaptable, easy to realize single grain sowing and pure advantages of high speed of operation, thus suction precision machine precision machine development at home and abroad is the key.Key word：Gas absorption type, No-till seeding, The device, sowing boot摘要IAbstractII1绪论31.1本课题的研究目的与意义31.2国内外气吸式播种机的发展现状31.2.1国外免耕播种机的研究现状31.2.2国内免耕播种机的发展现状51.3国内播种机存在的问题81.3.1工作速度低81.3.2外槽轮排种器工作效果不理想81.4该设计的设计路线92播种机各工作部件的设计102.1排种器的设计102.1.1气吸式排种器的理论分析及工作原理102.1.2工作过程中种子的受力情况102.2吸孔直径和吸室真空度的确定112.3排肥器的设计122.4开沟器的设计142.4.1开沟器的基本类型142.4.2施肥开沟器的选择152.4.3播种开沟器的选择152.5镇压装置的设计152.5.1镇压装置的类型152.5.2常用的镇压装置162.6风机的设计163播种机的总体结构和设计参数173.1该气吸式免耕精密播种机的构造及原理173.2该机具的主要技术参数183.3整机的各部分结构和设计计算193.3.1通用机架193.3.2支承轮及支承轮架213.3.3破茬施肥开沟器213.3.4深松铲及深松铲座213.3.5平行四杆机构223.3.6起垄工作部件223.3.7播种部件仿形单组233.3.8排种装置233.3.9排肥装置243.3.10种肥箱243.3.11种箱的容积计算253.3.12肥箱的容积计算253.3.13排肥传动机构253.3.14排肥量计算263.3.15排种传动机构273.3.16播种量的计算和实验284播种机的使用和调整294.1播种前机具的准备294.2机器各部调整304.2.1支承轮位置高低的调整304.2.2行距的调整304.2.3排种量的调整304.2.4排肥量的调整314.2.5挡种板间隙的调整314.2.6播种与施肥深度的调整314.2.7机具的水平调整314.2.8中耕起垄的调整314.3机具的保养与保管314.3.1机具的保养314.3.2机具一般故障的排除324.4技术规则325结论335.1结束语335.2致谢33参考文献34附录351 绪论1.1 本课题的研究目的与意义我国是一个农业大国，农业生产在国民经济中占有重要地位。随着我国经济的高速发展和人民生活水平的日益提高，旧的农业生产方式已经不能满足经济和社会发展的需要。我国农业的发展已经进入新阶段，大力推进农业和农村经济结构战略性调整，逐步实现由粗放式经营向集约化经营方式、传统农业向现代农业两个根本性转变已成为我国农业和农村经济发展的根本任务应对挑战和加快农业发展，要靠政策、科技和投入，农业科技进步是我国农业和农村经济发展的根本途径。近年来，精密播种已成为播种作业中一个最具研究潜力的热门话题。精密播种是提高粮食单产的一项现代化综合性技术措施，涉及到育种、种子加工、精密播种机具、土壤精细耕作、植保、施肥和灌溉等一系列技术。精密播种技术的实施,可节省大量优良种子，可节省田间间苗、定苗用工，种子分布合理，减少肥料和光能损失，可增加作物产量，经济效益显著，已成为国家“九五”计划内容之一。随着育种、种子加工处理技术、农药、除草剂和水利灌溉技术的不断发展与完善,使种子的发芽率和保苗率有了一定的保证，从而使精密播种技术有了更可靠的保证,所以,精密播种机已成为现代播种技术的主要特征和主要发展方向。精密播种机是决定播种精度的关键性设备，精密排种器是精密播种机的核心部件，它的作用是将种箱或储种室内的种子分成单粒并定时排出。精密排种器按排种原理可分为机械式和气力式两大类，机械式精密排种器的特点是结构相对简单，成本低，但对种子尺寸要求严格，排种机构在充种和刮种时容易伤种，且单粒排种效果差，受排种器性能的限制，不适于高速作业，作业速度一般不超过6km.h-1。而气力式精密排种器，能克服上述机械式播种装置的缺点，而且对种子尺寸要求不严，不需要精选分级，伤种少，易实现单粒点播，作业速度提高可达10km.h-1以上，但结构相对复杂，成本较高，如何提高精密播种机工作性能一直是国内外科研攻关的重点和难点。近年来国内气力式精密播种机发展迅速，但其播种质量及工作速度一直是制约气力式精密播种机械发展的障碍。因此，为了实现高质量、高效率的精密播种，必须认真研究气力式播种机的工作机理并正确选择播种机形式。目前大豆、玉米等中耕作物播种多采用机械式精密播种，易伤种、工作效率低，部分采用气力式精密播种机的工作效率也不高，多在6km.h-1左右。因此，研究性能优良、价格合理、操作方便的气力式播种机机在我国有着广阔的发展前景。1.2 国内外气吸式播种机的发展现状1.2.1 国外免耕播种机的研究现状国外从40年代初己开始了保护性耕作法的研究，并相继产生了各种型式的少、免耕机具。随着化学除草剂和免耕机具的发展和成熟，免耕种植方式在越来越多的面积上得到推广应用。目前国外的免耕播种机几乎全都是联合作业机，一次完成破茬、松土、开沟、播种、施肥、撒药等多项作业。国外农场的土地面积一般比较大，田间拖拉机的功率也较大，免耕播种机一般都是牵引式的，播种机横梁多，多排安排开沟器，各开沟器之间间隔大，播种机又宽又重，一般都是气力式的，土壤工作部件也做得比较复杂。目前美国的John Deere、Great Plains、Case; 加拿大的Flexi-coil; 澳大利亚John Shearer; 巴西的Semeato、Baldan等著名公司经过多年研究研发设计的免耕播种机，性能优良，得到广泛推广应用图1-1为John Deere公司生产的1590免耕条播机，采用直径46Ollnn波纹式单圆盘开沟，破土角度小，对土壤扰动小;自身质量大，机架离地间隙大，秸秆通过性好;开沟压力大(除自身质量大外，还可通过液压系统调节压力)。该机按工作幅宽有3.Osm型、4.6m型和6.lm型三个系列，最大基础质量2917kg一5969kg。经试验，该机性能可靠，但种、肥没有分施，只能在播种同时施少量种肥，不能同时施足底肥，若需要施肥时，只能先在种箱中加入化肥，进地作业一遍，将作业深度调到最大，然后二次进地播种。图1-1 John Deere 1560免耕条播图1-2为美国Case公司生产的SOX30型免耕播种机。该机采用单圆盘开沟器，排种方式为气力式，可以在高茬覆盖地作业。该机采用开放式结构设计，使得用户可以在前面或后面方便地调整开沟器。每一个开沟器都是通过气力加压，并且气压可单独调节以满足不同的播种深度要求。整机重量为11.9吨，整机结实的结构和很大的重量是高速播种和高效率的保证，难以在我国农业生产中应用。图1-2 Fig.2 Case SDX30型免耕播种机图1-3为美Great plains公司生产3P605NT型免耕播种机。该机为悬挂式，.讨端采用大波纹圆盘破茬、松土，在地表开出1020宽的沟，其后用单体仿形的双圆盘开沟器播种施肥，种、肥混施。机具重量为1.034吨，工作幅宽为1.83米，行距为19.05cm，共9行。大波纹例盘需要的压力为203kg，双圆盘需要40一80kg，该机结构设计一合理，工作过程中重心位置在大波纹圆盘卜，切茬能力较强。图1-4为加拿大Flexi-coil公司生产的5000型免耕播利，机。整机长为18.3m，种行宽度可为18.3， 22.9，30.5和36.6cm。气力式排种装置与铲式开沟器组合，镇压轮为多排结构，开沟器也为多梁结构，因而能够较好地防堵，另外压缩空气与种子箱系统在最后方，其重量为自身的轮子支承，所以不论种子多少，开沟器对土壤的压力是一定的，以保证精确的开沟深度。 图1-3 p605NT型免耕播种机 图1-4Flexi一coil一500型免耕播种机图1-5为澳大利亚John Sheare:公司生产的4BIN DIRECT DIULLS免耕条播机，其开沟器为单.体仿形，双弹簧结构给开沟器以足够的压力进行免耕作业，全液压提升和两侧巨大的轮子能保证开沟器精确的开沟深度。开沟器为铲式多梁结构，梅个梁卜装4一6个，每个开沟器的间隔较大，以保证良好的防堵性能。图1-6为巴西Baldan公司生产的SPD3O00玉米秸秆覆盖地小麦播种机，该机采用双圆盘开沟，整机质量大，切土能力强，开沟深度最大可达12cm。能在每亩2t玉米粉碎秸秆下顺利播种，气力排种装置不损伤种子，其作业性能完全可以和美国John Deere等著名公司的产品相比，但价格只有美国产品的70%，性价比优于美国，被称为世界上最成功的免耕播种机。从以上分析可知，目前国外的免耕播种机几乎全都是联合作业机，一次完成破茬、松土、开沟、施肥、播种、撒药等项作业。国外农场的土地面积一般比较大，拖拉机的功率也较大，免耕播种机一般都是牵引式的，播种机横梁多，多排安排开沟器，各开沟器之间间隔大，多用圆盘开沟器;机具宽而重，一般都是气力式排种，土壤工作部件也做得比较复杂。 图1-5 John Shearer 4 Bin免耕播种 图1-6巴西SPD400免耕播种机1.2.2 国内免耕播种机的发展现状我国免耕播种机的研究起步比较晚，20世纪90年代之前主要研究玉米免耕播种机，用于玉米播种的免耕播种机有原北京农业大学胡鸿烈等人设计的2BQM一6和它的改进型2BQM一6D(如图7)，大连农牧机械制造厂生产的2BQM一6A，石家庄农机厂生产的ZBFY一3型，山西省新绛机械厂生产的2BGM一3等。原北京农业大学研制、大连农牧机械厂批量生产的2BQM一6A型免耕播种机是目前较为成熟的一种，其通过性能经测定在小麦秸秆经粉碎后覆盖量为9650秸秆含水率为64.3%时，通过性系数为0.97，20世纪90年代以后，以中国农业大学保护性耕作研究中心为代表，在玉米、小麦免耕播种机方面研究较多，中国农业大学杜兵对圆盘式开沟器的结构计算进行了研究，在玉米免耕播种机方面:中国农业大学陈君达、李洪文等研究了玉米免耕播种机的圆盘刀加压草轮组合式防堵装置，作了一些田间试验，还研制了轮齿拨草式免耕播种机(如图8) 图1-7 2BQM一6。型免耕精量播种机 图1-8轮齿拨草式免耕播种机取得了较理想的防堵效果，这些都有力地促进了我国免耕播种机的研究进程另外，山东工程学院的王丰元等在玉米贴茬播种机开沟器前安装了用钢板制成的横截面为抛物线形的分草器，有一定的分草效果。但是，对于华北一年两熟高产区大覆盖量或高茬覆盖不经切碎的情况下的免耕播种，目前的免耕播种机防堵性能还不够理想，急需研究此类机具，以促进保护性耕作在北方一年两熟地区的推广。1990年施森宝、胡洪烈等人研制了凿形刀式破茬松土器，其工作原理为推力分茬，工作时秸秆在机具牵引力和地面摩擦力作用下沿凿形刀斜面上移，在上移的过程中，因分草板的作用向两侧滑走。1992年他们又在此基础上作了改进，重新设计了破茬松土器的刀头，由弧形状改为片状，以提高其入土性能和减小入土阻力。在设计的免耕播种机(2BQM一6D、2BQM一6A) 采用分置式种肥侧位分施方式，用破茬松土器施肥、双圆盘开沟器播种，双斜镇压轮镇压种行和合垄种沟;山西省新绛机械厂生产的2BGM一3、河北省无极县机电厂生产了2BY-3型小型玉米免耕播种机，均采用整体式种肥侧位分施方式，开沟器为锄铲式，开沟器后面有两个腔体，一个装有排种管，另一个安装排肥管，招个开沟器幅宽较人，侧板比较长。这种开沟器阻力比较大、入土能力不强、种肥间距比较小。石家庄农机厂生产的2BFY一3型小型免耕硬茬播种机，采用分置式种肥正位分施机构，用破茬松土器破茬开沟施肥，用锐角开沟器播种。整机防堵性能不好。张云文(1991)对免耕播种机防堵装置和分草器的曲面形状进行了初步研究，但这种分草器的实际分草作用并不明显。中国农业大学的高焕文、陈君达、李洪文等(1994) 人研究了长米免耕播种机的防堵装置，设计了行间压草轮、轮齿拨草盘等机构，可在玉米残茬和小麦残茬地里播玉米。试验表明，在粉碎的玉米秸秆地可正常工作。在设计的样机_卜选用了引自澳人利亚的尖角型开沟器，这种开沟器入土能力强。在小麦免耕播种机方面:原北京农业工程大学王耀发、李问监、杜兵(1995)等人对小麦免耕播种机的开沟器和种肥分施机构进行了研究，设计出一种整体式种肥正位分施机构，_井研制了小麦免耕播种机的样机，可在小麦残茬地里播小麦。于丽娟、高焕文(1994)对传统的单圆盘开沟器进行了改进，设计了一种种肥侧位分施机构，可在小麦残茬地里播小麦。并对相关参数进行了分析90年代后国内其它单位进行了小麦免耕播种机的研制由内蒙古农业大学与内蒙古农业人学农业工程成套设备机械厂共同开发研制的2BMF一9型小麦免耕播种(图1-9)，该机是在吸收原加拿大免耕播种的基础上，结合我国北方旱作农业实际情况改进设计的机型。该机采用双梁结构，使同一梁.上的开沟器间距达到40cm(行距20cm)，开沟铲采用试验筛选出的澳大利亚短翼型尖角铲，阻力小，对土壤的搅动小，有利于保墒。在开沟器前安装限深切草圆盘，能在一定的秸秆覆盖下顺利播种(250kg/亩产量的全部秸秆还田);采用自行研制的专利产品 “复合型开沟器”，实现种肥垂直分施，通过调节下肥管与种管之间的距离及下种管的垂直高度，可以改变肥、种间距，肥种间距最大可达5cm，满足播种的同时施肥量大和深施肥的要求; 开沟器安装在平行四边杆仿形机构上，能在地表不平的条件下保证播种质量。该机通过了农业部农机鉴定总站的性能检测。2BMF一9型小麦免耕播种机配套动力为铁牛一55(65)拖拉机，但该机有自重大(约900kg)，对拖拉机的悬挂机构要求高及价格相对较高的缺点，使该机的推广受到了一定的限制。该机主要特点:是开沟宽度小、破茬能力强，采用无级调速器控制调节播量，液压控制调节播种深度，使播深、播量调节准确、方便，排种(肥)器为加拿大进口，特别适应于内蒙古及周边干早、半干旱地区的播种作业。 图1-9 2BMF-9型免耕播种机以2BMF一5型小麦免耕播种机(如图10)为原型，中国农业大学、山西省农机局和山西新绛机械厂合作，共同开发了2BMF一11(9)(中型机)、2BMF一6(7) (小型机)等系列产品。其共同特点是采用短翼尖角开沟铲和“复合型开沟器”，取消了限深切草圆盘，取消限四边杆仿形机构，使得整机重量和价格下降，适应了推广的要求。此系列播种机目前已批量生产。新绛机械厂生产的2BMF-11(9)型小麦免耕播种机，该机除采用短翼尖角铲和“复合型开沟器”外，地轮采用充气橡胶轮，可减少在秸秆覆盖地上的打滑现象，也不易粘土;镇压轮为空心橡胶型，也是为了减少粘土。该机配套动力为上海一50或铁牛一55(65)等拖拉机，其中11行机可适应较大、较平整的地块，工效较高; 9行机则适应稍小地块，可减少小地块最后一趟播种时的重播量，同时由于整机幅宽较小，在地表不平的地块上播种时有利于提高播种质量。整机质量(kg): 450; 外形尺寸():1640X2394X1470; 作业行数:11; 排肥器型式:外槽轮式; 工作幅宽():2200; 排种器型式:外槽轮式; 播种深度 (): 30一70; 适用播种作物: 小麦、玉米; 行距(): 200; 开沟器型式: 窄形箭铲式; 施肥方式: 正深分层施肥;配套动力44.1kw轮式拖拉机。 图1-10 2BM-11型免耕播种 山西省临汾市农机局研制了“秸秆条带切碎覆盖与施肥播种机”本质上是一种旋耕施肥播种机存在动土量大、功耗高、种肥分施效果差、刀轴缠草等问题。西北农林科技大学从2002年开始研究“秸秆粉碎覆盖与施肥播种联合作业机”，其原理是首先将玉米秸秆捡拾粉碎、与此同时进行小麦播种，粉碎后的秸秆落在播种机的后方，存在的问题是捡拾不净的秸秆仍然堵塞机具;玉米根茬问题没有解决，也会堵塞机具，影响播种质量，秸秆粉碎机与小麦播种机的简单联接，机器前后距离太长达1.9米。动力消耗大55马力的拖拉机只能带动8行播种机。1.3 国内播种机存在的问题 1.3.1 工作速度低工作速度低。目前国外谷物播种机的工作速度已达到15km/h，个别机型甚至达到20 km/h，由于受整地质量、土壤各方面条件的限制，工作速度大多采用812 km/h。目前我国的谷物播种机的速度大约为417 km/h，常在56 km/h范围内使用。播种机工作幅宽小。目前西欧谷物播种机的工作幅宽一般为56m，而美国、加拿大、前苏联等国家，不少机型可达1015m，现在我国生产和使用的谷物播种机工作幅宽较大的达到3.6m。排种器的排种效率低。因为传统的排种器都是“一器一行”，即一个排种器播一行种子。1.3.2 外槽轮排种器工作效果不理想外槽轮排种器工作效果不理想。目前国内谷物播种机大多是以外槽轮式排种器为核心工作的部件，型号虽然很多，但由于外槽轮排种器的结构所限，排种脉动性和种子沟内分布不均匀性，是半精密播种难以实现的主要因素。为了克服传统的外槽轮排种器的缺点，采用新的排种器，其种类很多，有水平圆盘式排种器、窝眼轮式、离心式排种器、摆杆式排种器、锥盘式排种器、气力式排种器和气压式精密排种器等。1.4 该设计的设计路线调研与资料的查询确认设计的方案机构与部件选型的设计绘制各部件的草图用CAXA制图软件绘制整机的装配图对该设计的播种机进行田间试验改进设计2 播种机各工作部件的设计2.1 排种器的设计2.1.1 气吸式排种器的理论分析及工作原理排种器吸附原理及种子受力分析气吸式排种器的吸附部件主要由真空室壳体、排种盘、真空连接管、风机组成，等结构如图2-1所示 图2-1气吸式排种器结构示意图1真空室壳体 2真空连接管 3种子室 4排种盘气吸式排种器是应用气吸原理进行排种的，其排种圆盘呈垂直状安装在种子箱底面，一侧与种子室相接，另一侧与气吸室相接，在排种圆盘上开有气流通道孔。排种盘上设有搅拌轮，以防种子架空，并通过压紧装置压住排种盘以减少漏气。在种子室内还装有刮种板，工作时可以剔除多余的种子。气吸室和风机相连，风机工作时使气吸室产生真空度，因而在排种盘两侧形成一定的压力差，在该压力差的作用下，种子被吸附在吸种孔上。由于排种盘的转动，当吸种孔带着种子通过刮种板时，多余的种子便被剔除掉。当排种盘旋转到离开气吸室时，便失去了对种子的吸附作用，此时种子便靠自身的重量下落，直接或经导种管落入种沟。排种盘继续旋转，吸种孔再次进入气吸室，在压力差的作用下再次吸附种子，如此循环连续进行排种。2.1.2 工作过程中种子的受力情况以垂直圆盘式排种盘为例，当排种器工作时，种子所受外力主要有种子重力G、种子旋转惯性力J、吸孔吸附力P及吸孔处产生的支持力N。种子离开种子群开始移动时产生的摩擦力可忽略，如图2-2所示图2-2为工作过程中种子的受力情况G-种子所受重力J-种子所受惯性力T-G、J的合力d-吸种孔直径h-种子重心与排种盘的距离F-种子所受吸附力N-种子所受支持力其中：J=m r(为排种盘的角速度，r为种子重心到排种盘转动轴的距离)。当排种盘等速转动时，惯性力J的大小保持恒定，而其方向不断变化，重力G的大小和方向恒定不变。从受力分析图可以看出，合力的大小在开始吸种时最大随后减小，到排种盘顶部时所受合力最小，随后又开始增大。当G与J方向相反时即种子达到排种盘顶部时种子所受外力的合力最小，此时所需吸孔的吸附力最小，要求的真空度亦最小。当种子转过顶部逐渐下降时所受合力又逐渐增大。计算真空室所需最小真空压力时，应以充种区所需真空压力为基准。因此要使吸孔吸住种子必须满足下列条件:F×d/2T×h （1）式中：F种子受到的吸附力，F=，其中为大气压力，为真空室压力。由式（1）可以看出，随着孔径的增大，孔径面积增大，吸附种子所需要的真空度降低，排种性能逐渐提高；而当孔径增大到一定值时，漏气量逐渐增大，排种性能又开始逐渐降低。因此，吸种孔直径需要根据种子的尺寸来确定，由试验方法确定的吸种孔直径如下式 d =(0.640.66)b （2）式中：b为种子平均宽度。2.2 吸孔直径和吸室真空度的确定吸室的真空度直接影响到排种孔吸种的性能，各吸种孔处的均匀程度对排种质量有较大影响。对于不同类型和品种的种子都有一个最佳的真空度范围，真空度减小时，漏吸率会增大，当真空度超过一定值时，重吸率会增加。在实际工作中，由于风机与排种器之间存在管路压力损失及机器振动的影响，在设计时真空度应取大值。吸室所需真空度的最大值计算公式为： 式中：气吸式真空度最大值，k；C种子重心离排种盘之间距，cm；m粒种子的质量，kg；v排种盘吸孔中心处的线速度，m/s；r排种盘吸孔处的转动半径，m；g重力加速度，g/种子的摩擦阻力综合系数,=（610）tan,为种子自然休止角；吸种可靠性系数，一般在种子千粒重小，形状近似球形时选择较小值，反之则选择较大值，一般的中耕作物，如大豆、玉米、高粱等=1.82.0；工作稳定可靠性系数，一般=1.62.0，种子千粒重大时取大值。由计算公式（3）可知，气吸式排种器所需真空度极限值与吸孔直径、排种盘吸孔处线速度及种子物理特性等有关。表2-1为一般作物吸室的真空度和吸孔直径选取作物 吸孔直径（） 吸室真空度（）玉米45.52.752.95大豆3.54.52.752.95高粱22.52.162.36向日葵2.53.52.352.55小花生5.55.887.85丸粒化甜菜22.5谷子长孔24×0.6番茄1.11.5该设计排种盘直径取250，吸孔直径取4，吸室真空度为2.80k，外侧吸孔直径为220，内侧细孔直径为180，两侧吸孔个数都为35个，排种盘的转速为0.63充种时间为0.7s。2.3 排肥器的设计该设计采用外槽轮式排肥器，外槽轮式排肥器主要由排肥轴、外槽轮、阻塞轮、排肥盒、排肥舌、定位卡箍等组成。槽轮转动时,阻塞套不转。内齿型挡圈则随槽轮一起转动。阻塞套与内齿型挡圈可防止肥料从种子盒两侧壁漏出。凹槽内肥料随槽轮一起转动。另外，在槽轮外层有一层肥料随槽轮齿及凹槽内的肥料一起转动。这一层称为带动层。在带动层外，则是不流动的静止层。凹槽排肥和带动层排肥均为强制排肥，因而外槽轮排肥器的排肥量比较稳定。图2-3为外槽轮式排肥器结构图1.定位卡箍 2.排种轴 3.外槽轮 4.排肥盒 5.排肥舌 6.排肥舌销轴 7.阻塞轮 8.内齿型挡圈外槽轮式排肥器转动一周的排肥量q为：式中：q排肥器每转的排肥量 (g)；、排肥器每转强制层和带动层的排肥量 (g)；d外槽轮直径(mm)；L外槽轮工作长度(mm)；肥料容重；肥料对凹槽的充满系数f每个凹槽的断面积（）t槽的节距(mm)；C n带动层的特性系数或计算厚度(mm)。其中d，L，f，t反映了排肥器的结构及其尺寸，反映了肥料的物理性质，和C n反映了排肥器和肥料物理性质之间的关系受排肥器转速影响变化。由式可知，这些参数都会对排肥器的排肥量产生影响。一般，地轮传动时槽轮排肥器槽轮转速范围n960r/min时，每转排量较稳定。外槽轮式排肥器在我国应用最为广泛，已经形成标准化，各厂家均按ZB B91 02990播种机塑料排种器、排肥器技术条件的要求生产。如安装尺寸，槽轮外径等均有固定尺寸。所以在对排肥器参数对施肥精度研究中也以排肥器参数改变在标准要求范围内为原则。2.4 开沟器的设计2.4.1 开沟器的基本类型保护性耕作具有增产增收、蓄水保墒、减少水土流失、减少作业工序和动土量、提高土壤力等优点，适用于早地雨养农业。保护性耕作对开沟器有严格的要求，免耕播种开沟器应足够的入土能力，要能在未耕地上开出有利于种子和作物根系生长发育的种沟，因此开沟器的设计对播种机的工作性能和作物的出苗有重要的影响。开沟器是免耕播种机的重要工作部件，使用什么样的开沟器将直接影响镇压装置的选择，压效果的播种质量等。因此，选择合适的开沟器是保证播种质量和好的镇压效果的先决条件。开沟器的作用是在田地上开出种沟或掘出种穴并将种子导入沟穴内，然后盖上湿土。对开沟器的要求是:开沟直、掘穴整齐、深度一致且符合要求，不乱土层，不让土中杂物(作物残茬、杂草及肥料等)造成拥塞，不让干土覆盖种子，对土壤湿度的适应性好，结构简单，阻力小。由于保护性耕作地地表有作物残茬和秸秆覆盖、土壤容重大、地表地温低。因而对免耕播种开沟器有更加严格的要求:有良好的田间通过性，强度好、耐磨损、不易变形，有足够的入土能力，能创造良好的种床环境，以满足播深均匀度的要求。它的选用主要决定于土壤类型和耕作制度。锐角开沟器广泛长期流行于中国，可以说是传统的中国式开沟器。锐角开沟器也曾优先应用于美洲大陆，甚至一度在某些国家称其为美洲式开沟器。钝角开沟器创制于英国并广泛应用于欧洲，在早期开沟器分类时曾被称之为欧洲式开沟器。免耕播种开沟器工作条件与传统耕作地不同，因而不能采用传统耕作地使用的开沟器。同时由于免耕播种对作物的播种质量有着更高的要求，这就需要针对保护性耕作的特点，选用和设计能够满足要求的开沟器。自从开展保护性耕作体系研究以来，世界各国己经设计了多种适合于免耕播种的开沟器。几种常用的类型见图2-4图2-4为几种常用开沟器主要有双圆盘开沟器、错开式双圆盘开沟器、三圆盘开沟器、单圆盘开沟器、圆盘切刀开沟器、动力驱动圆盘切刀开沟器、滑刀式开沟器、短滑刀式开沟器、尖角型开沟器、凿形开沟器等。这些开沟器大多数是根据圆盘开沟器和锐角开沟器发展而来的。这两种类型的开沟器的土壤适应性均较强，与破茬分草部件配合使用，可以在残茬覆盖地工作。其中双圆盘开沟器是在美国和欧洲最为常用的一种开沟器，而尖角型开沟器是在澳大利亚较常用的一种开沟器。目前我国对免耕播种开沟器的研究主要也是以这两种开沟器为基本模型展开的。圆盘开沟器属于钝角开沟器，入土角为钝角，入土阻力大。工作时的土壤垂直反力向上，当遇到石块或草根就从其上方越过，不能保证一定的开沟深度。这就要求作用在圆盘开沟器上的重力足够大，才能保证圆盘开沟器入土。在实际生产中，要想达到要求的深度，需要安装弹簧或增加播种机的总质量。这样将使机器结构变得复杂，增加了机器的质量，若机器过重，拖拉机的液压机构将不能把机器举起来。尖角开沟器属于锐角开沟器，其入土角为锐角。工作时土壤垂直反力的方向向下，因而它在遇到阻力增大或障碍时向下扎，因而其入土能力强。对粘重土壤比较适应，无需增加很大的配重。免耕播种相对于传统耕作方式下精耕细耙的播种作业开沟阻力大，因此要求开沟器铲柄强度高，同时要尽可能减小受力面积。粉碎排堵机构由开沟器与粉碎刀相配合完成作业，故开沟器的结构要尽可能简洁以减少发生碰撞的可能性铲柄式开沟器的铲尖有宽翼或窄翼或不带翼等多种形式，其中带有宽翼的开沟器开沟阻力大、动土量大、不易保墒，因此不适用于免耕播种机要求。而带有窄翼的开沟器铲尖，入土能力强、开沟窄、动土少、回土快、不会使上下层土壤混杂，有利于保墒。安装此类铲尖所需的装配组件结构紧凑，很适合与粉碎刀相配合完成防堵功能。2.4.2 施肥开沟器的选择该设计的施肥开沟器选择破茬施肥开沟器，因为该播种的工作地块为未耕地，施肥的时候需要和破茬相结合，该施肥开沟器可以根据不同的施肥要求调节入土的深度已达到不同的施肥深度。2.4.3 播种开沟器的选择该播种机的播种开沟器选择双圆盘开沟器，双圆盘开沟器的刃口在前下方相交于一点，形成一夹角。工作时靠自身的重量及附加弹簧压力入土。两圆盘滚动前进，将土切开和推向两侧，形成种沟。种子、肥料通过开沟器体中部的导种管落入沟底。由于圆盘周边有刃口，滚动时可以切割土块、草根和残茬。因此，在整地条件差和土壤湿度较大时，也能正确工作，而且工作较稳定，能适应高速作业。开沟过程不粘土、堵塞，上下土层相混合的现象较少。2.5 镇压装置的设计2.5.1 镇压装置的类型镇压可以使过松的耕作层达到适宜的紧实度，增加容重，孔隙率适中，并有反润作用，土壤与湿土紧密相连，利于种子吸水萌动。在播种机土壤工作部件中，镇压轮是一个重要部件。合适的镇压，可减少土壤中的大空隙，减少水分蒸发，使土壤保墒;加强土壤毛细管作用，起到“调水”和“保墒”的作用。镇压可使种子与土壤紧密接触。在影响种子发芽和出苗的田间环境条件中，包括土壤水分、土壤温度、氧气、土壤坚实度、土壤盐分和肥料及播种深度，液态水是土壤水的主要来源和影响发芽(首先是影响吸水过程)的主要因素。种子发芽过程中的吸水效应也取决于种子与土壤的密接程度，以及土壤的结构和水势，扩大种子表面与土壤中液态水的接触，可以缩短发芽过程和提高发芽率。所以，合理的镇压有利于种子的发芽和生长。一个良好的镇压轮必须转动灵活，不粘土，不雍土，镇压力可适当调整，镇压后地表不产生鳞状裂纹。图2-5为几种常用镇压轮的形式2.5.2 常用的镇压装置圆柱镇压轮由薄钢板制成。有光面圆柱形和网面圆柱形两种，其镇压轮面较宽，压力分布均匀。适用于蔬菜播种和宽苗幅垄播的播种机。凹面和凸面镇压轮是整体形空心铸铁轮，靠本身重量或在其空腔内灌入适量的沙土产生镇压力。凹面轮对种子上层土壤的压实不如两侧的土壤被压得紧实，有利于种子幼苗出土，适于棉花、豆类及其它双子叶作物的播种镇压。凸面轮则对种子上层镇压紧实，适用于谷子、玉米、小麦等单子叶作物的镇压。圆锥复合镇压轮由两个钢板冲制成的锥形轮组合而成。可根据需要来改变两锥形轮间距成为宽窄不同的圆锥复合轮，其镇压力可由附加弹簧调节。胶圈镇压轮由于胶圈具有弹性，在镇压轮与土壤紧压时，胶圈变形:而当它滚动到上方，无外力时，胶圈复原。因此，镇压轮胶圈在滚动过程中变形与复原交替作用，使湿土难以粘结在胶圈表面上。即使少部分土壤粘上，由于湿土与胶圈的附着力较小，稍有震动，粘土很容易脱落。该镇压轮结构复杂，镇压效果较好，大多用于垄作播种机上。宽型橡胶镇压轮由于橡胶内腔是空腔，并通过小孔与外界大气相通，故又称为零压镇压轮，在其滚动镇压土壤时，橡胶轮变形与复原相互交替反复，因此，粘土少，脱土容易，镇压质量好，压后地表产生鳞片状裂纹较少，有