免耕播种机工作部分设计.docx
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免耕播种机工作部分设计
摘要
免耕播种机工作部分是由排肥系统、排种系统、镇压传动轮、圆盘开沟器、破茬开沟铲组成。
排肥系统采用振动式排肥器，排种器采用窝眼轮式排种器。
本设计在给定的原始数据和相关参考资料基础上，通过分析和计算完成了免耕播种机工作部分的总体设计。
该机构适应能力强，通用性广，操作灵活，综合利用率高，节能，省工，省种，减少农耗等特点。
是目前中耕作物机械中比较理想的机具之一。
关键字：
免耕播种机；排肥系统；排种系统；开沟器；开沟铲；
Abstract
No-tillseederworkingpartismadeupofdistributingsystem,exhaustsystem,suppressionofdrivingwheel,discopener,piecesoftrenchingshovel.Distributingsystemadoptsvibratingdistributingdevice,meteringdeviceadoptstheeyesocketwheeldevice.Thisdesigninagivenonthebasisoftheoriginaldataandrelatedreferencematerials,throughtheanalysisandcalculationdoneno-tillseederworkingpartoftheoveralldesign.Theadaptabilityisstrong,widegenerality,flexibleoperation,highcomprehensiveutilization,energysaving,province,province,reducefarmers'consumptioncharacteristics.Istherowcroponeofidealtoolsinmachinery.
前言
播种作业是农业生产过程的关键环节，必须根据农业技术要求做到适时、适量、满足农艺环境条件，使作物获得良好的生长发育基础。
施肥是调节土壤构成、改善植物生育和营养条件的重要措施。
同样需要采取科学的手段，保质保量满足作物生长需要。
机械化播种施肥较人工均匀准确，深浅一致，而且效率高、速度快，同时为田间管理作业创造良好的条件，是实现农业现代化的重要技术手段之一。
目前，一年一熟地区免耕播种机的研究已趋于成熟，但在一年两熟地区的研究还有待于进一步提高，特别是收获玉米后免耕播种小麦扔存在一些问题。
大垄种植与保护性耕作技术相结合是一门新技术。
大垄免耕模式要求永久保持垄形，并使用秸秆覆盖技术，防止水蚀、风蚀、改善土壤结构。
该技术可以减少工序，大大减轻农民的劳动强度，提高了劳动生产率，能够减少成本25%~30%。
车轮沿垄沟行走，增加作业准确性的作用。
目前限制本技术推广的主要因素是缺乏合适的作业机具，特别是合适的播种机具。
所以以高新技术投入和科学管理取得对自然环境的最大节约和利用，是促成高产、优质、高效、低耗、环保型可持续发展农业的保证。
播种机的发展趋势
（1）发展联合作业的直接播种。
播种联合作业是指在播种的同时，完成耕整地，施肥，喷洒液等作业，其优点是一次可完成多项作业，作业效率高，保证及时播种，提高产量，可以充分利用配套动力，节省能源，降低作业成本，与传统播种方法相比，联合播种的劳动消耗的作业费用约降低百分之三十。
同时，可以减少机组进地次数，使土壤免受机具的过度压实。
直接播种是指将作物种子直接播在留茬地里，用于直接播种的机具称为免耕法或少耕法播种机。
直接播种机和一般播种机相比，其结构特点主要是在开沟装置上，通常在播种机组前面加装一个种床式开沟器，用以切断地表的残茬和硬杆或耕出窄带作为种床，然后再由装在后面的开沟器在其上开出种沟。
（2）进一步推广精密播种。
目前在欧美国家，播种已基本实现了精密化。
我们自20世纪70年代初开始研究精密播种，目前全国精密播种的面积还很少，迄今精密播种的作物基本局限于中耕作物。
谷物精播的难度较大，至今国内尚无成熟的机型。
气力式播种机由于对种子尺寸要求不严，不需要精选分级，伤种少，易达到单粒点播，通用性较好，同时它也具备告诉作业的性能，满足了对大功率拖拉机的配套和宽幅作业的要求，作业速度可以达到10——12km|h，工作宽幅也可加大到8——12m以上。
因此，气力式播种机应用越来越广泛。
可以说，气力式精密播种机式21世纪播种机械的发展方向。
第一章总体参数设计
1.1参数设计
作业速度：
应在满足一定播种质量的前提下尽可能提高生产率，考虑配套动力和排种器转速，确定该机作业速度为6km/h。
工作幅宽：
根据常用速度下配套拖拉机的牵引力，机具的工作阻力，悬挂装置提升能力，机组纵向稳定性等因素，计算工作幅宽，确定该工作幅宽为3600mm。
播深（mm）：
40—70施肥深度（mm）：
80—100
箱容积（L）：
25肥箱容积（L）：
37
株距（mm）：
200、160、130行距（mm）：
450—700
配套动力（kw）：
36.75—40.4外形尺寸（mm）：
3600*1396*1110
传动方式：
链传动运输间隙（mm）：
300
排肥器形式：
振动式排种器形式：
窝眼式
第二章对排肥系统的设计和计算
2.1设计排肥器要求：
（1）要有一定的排肥能力，排肥量应符合农业技术要求。
排肥量要稳定、均匀和不架空。
能对肥箱中肥料的多少、地形的倾斜起伏以及作业时意外的振动颠簸等反应不敏感。
（2）要能施播多种肥料，通用性好。
由于我国生产和使用的肥料品种很多，其机械物理特性各异，因此，要求排肥器除了能排施流动性好的晶粒状化肥和复合肥颗粒外，应还能排施粉状的易吸湿和潮解的和结块的流动性差的化肥。
（3）排肥器的工作阻力要小，使用调节方便，工作可靠；要便于作业后肥箱内肥料的清理。
（4）排肥器所有与肥料接触的机构、零件应能防腐和耐磨。
最好采用防腐耐磨的材料。
综上所述，排肥器选择带搅龙的振动式排肥器，它是一种通用型排肥器，能有效消除肥料“架空”，能可靠的排施含水量大的碳酸氢氨，排肥稳定性好和均匀性好，还可用于播种玉米、大豆与机械脱绒棉籽。
2.2结构特点及工作原理
振动式排肥器主要由肥箱、振动板、密胶帆布、肥量调节板、排肥轴、凸轮、插板组成。
排肥器通过链传动使排肥凸轮转动，旋转的凸轮使排肥箱底部的排肥振动板不停的振动，肥料在振动力和重力作用下，往下运动到排肥口，并经过搅龙均匀的落入种沟内。
而位于排肥口周围未能排施出去的肥料，继续受振动的振动作用，按振动板运动的速度方向，形成不
停的肥料流。
因此，不容易发生堵塞、架空和结块，使它能够排施粉状的易潮解的化肥。
图1排肥器
2.3对排肥器各部件的说明
1.排肥箱：
其结构应能使肥料顺利流动。
振动板的倾斜角要大于肥料对振动板的摩擦角。
振动板底部也要呈斜面以免堆积肥料。
振动板与肥箱之间要有弹性的胶布加以密封，否则密封不好易漏肥。
2振动板：
即肥箱的活动底板，它绕铰链转动。
振动板振动，肥料沿振动板产生一个由上到下，又由下到上的不断循环的肥料流，破坏了肥料颗粒之间的粘结力和摩擦力，使肥料呈松散状态，消除了架空，使肥料能顺利排出。
为使箱内肥料全部处于运动状态，振动板倾角应大于化肥与涂漆金属板间的摩擦角，一般取60°较好。
3肥量调节板：
排肥量的调节主要靠移动调节板，改变排肥孔大小来达到。
在排施流动性好的化肥时，即使振动板停止振动后，肥料仍有自流现象。
为此，设有孔状调节板，即在调节板上有300个直径为3.8毫米的圆孔。
移动调节板，改变排肥圆孔的数目，可达到不同的排肥量，并较好的控制了自流现象。
4凸轮：
凸轮是决定振动板振幅大小和振动频率的主要因素。
振幅大小决定凸轮凸齿的高度。
为了形成不断循环的肥料流，在震动过程中，使肥料离开振动板，在震动作用下向下运动，必须合理选择振动板的振幅。
振幅过小易出现架空，振幅过大，动力消耗大，增加传动阻力。
现有结构上采用的振幅一般为18-20毫米。
凸轮的升高曲线部分应光滑，不可太陡，以便阻力小些。
在同一轴上如安装多个凸轮，应相互交错配置，、使传动轴的工作阻力均衡。
凸轮齿数及其转速决定了振动频率，而振动频率的大小直接影响排肥均匀性。
振动频率太高，则肥料被振动后尚未落下，第二次振动又使肥料振起，结果使实际振幅变小，达不到预期的目的；振动频率太低，则排肥均匀性变坏。
因此，要合理选择振动频率。
在现有结构上，排施易潮解的粉状化肥，振动频率为250-280次/分较好。
振动频率的计算式如下：
排肥器各部件参数选择参考如下：
/
机器型号
肥箱容积（L）
振幅（mm）
振频（min-1）
凸轮转速（r/min）
凸轮齿数
排肥口个数
排肥尺寸（mm）
2BZ-46
30
18
225-310
56-78
4
2
50*60
BZT-2
16
15
150-170
37-42
4
2
20*40
BZT-46
35
20
270-280
67-70
4
1
32*132
所以凸轮转速选为70r/min。
第三章开沟部件
3.1开沟器的作用和参数
开沟器的作用是在播种机作业时开出种沟，将种子或肥料导入沟穴内，并使覆土完好。
对开沟器的要求是：
开沟直，深度一直，掘穴整齐、符合要求，种子在行内分布均匀，不乱土层，不让土中杂物造成拥塞，对土壤适应性好，结构简单，阻力小。
开沟宽度b=D（1-sinα）sin
/α
其中参数：
圆盘直径：
250m
3.2对开沟器的要求
开沟器应根据行距的要求进行正确的配列。
即使行距要求与播种机原来的行距相符，也要注意前后开沟器不能装错，若行距要求不同，例如要进行宽行条播，则需要另行计算，然后进行配列。
正确配列开沟器时应注意：
（1）行距正确而一致，
（2）为充分发挥播种机的效率，应尽量在开沟器梁上布满开沟器
（3）播种机中心线两侧的开沟器应完全对称
（4）开沟器配列数目应照顾到以后中耕除草机工作的方便开沟器的计算：
首先根据以下计算出应装的开沟器数：
式中
——条播时，开沟器梁的有效安装长度（实际长度L减去一个开沟器拉杆叉的宽度），
——行距，
——开沟器的间隔数，
——可安装的开沟器数,其总的工作幅宽为：
——拖拉机的额定牵引力，
----拖拉机牵引力利用系数,
-----播种机单行工作部件阻力,
图二圆盘开沟器
第四章破茬开沟铲部分
破茬开沟铲由破茬铲柄、破茬铲刀、左右分土板等组成，具有开沟深、入土阻力小等特点，
开沟的同时可根据要求深施种肥，开沟的深度可根据固结器调整。
第五章对排种器的设计和计算
5.1对排种器的要求
排种器是播种机的主要工作部件，其功用是将种子箱内的种子按播种要求定量地、均匀地排出。
种子经由输种管、开沟器落入种沟内。
为此，排种器必须满足下列要求：
（1）排种均匀稳定，能达到排量精确，即每穴粒数一致，排出间隔相等。
（2）排种过程不损伤种子。
（3）排种均匀性应不受种子箱内存种量多少的影响，不受地面起伏不平、行进速度变化、工作阻力变化以及振动、倾斜、撞击等因素的影响。
（4）通用性好，能播多种作物；排量调节范围较大，能满足各地区不同作物和品种的农业技术要求。
（5）工作可靠，不易堵塞，调节方便，并能迅速清除排种器内的残种。
（6）要能再高速下作业，并保持排种性能良好和工作可靠。
5.2对窝眼轮的总体设计
本设计选择的是窝眼排种器，排种部分由种子箱、排种器、排种链轮和排种轴组成，该排种器材质为高密度增强塑料，具有耐磨，不易老化等优点，排种轮为窝眼式，12孔，每穴可播1-2粒，种箱上有清洁毛刷轮，可清理掉多余的种子，得到理想的排种效果。
图三排种器
5.3窝眼轮直径与线速度的选择
窝眼轮直径不宜太小，因为窝眼轮直径越小，其曲率越大，越不利于种子充填；直径小的窝眼轮不如直径大的充种情况好，因此，窝眼轮直径适当大些有利。
但直径过大，又会造成排种器结构庞大和重量增加。
我国一般采用的窝眼轮直径为140毫米左右。
本设计选择窝眼轮直径为120毫米。
窝眼轮线速度对冲种性能影响也很大，窝眼轮线速度较小时，充种机率较大；反之，若速度过高，则种子有可能来不及进入型孔，从而造成少播漏播。
所以合适的线速度很重要，由窝眼轮的型孔数计算公式反推窝眼轮直径：
其中：
——为窝眼轮直径（mm）
-------行走轮的滑移率（一般
=5-12%）
——机组前进速度（m/s）
-------窝眼轮线速度（m/s）
-------株距（mm）
由于已选定窝眼轮直径为120mm，窝眼轮型孔数为12孔，机组前进速度为6km/h,株距为160mm,滑移率为10%。
图四窝眼轮
5.4关于型孔的计算
（一）种子的填充
1.型孔的形状和尺寸参考下表：
作物
玉米
大豆
高梁
型孔直径d（mm）
8~12
9~11
6~9
型孔深度h（mm）
6~12
6~8
4~8
每孔粒数
或
1
5~9
由上表所知：
型孔直径选为：
9mm
型孔深度选为：
8mm
2.型孔的运动速度
种子是在自重作用下落入型孔中，故从运动学角度考查种子充填条件，种子应该在限定时间充填到型孔中去。
以玉米为例型孔的线速度存在一个极限值：
v——型孔的线速度；D——型孔直径；
——种子长度；
——种子的最大宽度；g——重力加速度；
总结
经过两个多月的准备及实际工作，此次毕业设计终于顺利完成了。
虽然由于自身认识有限，时间不充足，同时自身又缺乏实践经验，在设计的过程中遇到很多问题难以解决，但在严老师和吴老师的亲切指导下和同学的帮助下，经过努力大部分困难都已经攻克，但在设计过程中存在缺陷还是在所难免的。
如各零件的加工工艺的复杂程度，制造成本，及其使用寿命等。
当然在机器结构部分也存在一些技术问题，比如排种器排种方式选定以后，对排种间距安排的不是很好的话，可能会对排种量的多少造成影响。
通过这次毕业设计，让我对大学四年各专业知识又进行了一次系统性的复习。
对知识的综合运用，也有了一定程度上的把握。
在这段时间里，我经历查阅资料、到厂参观、对机器动手拆卸再安装，绘制零件草图、绘制装配图、绘制零件图、修改装配图这系列的过程，虽然有点累，但使我学到了很多东西，让我对小型谷物播种器的工作原理有了深入的了解，明白了再设计过程中应该克服的技术难关，以及对现如今谷物播种器在我国发展前景等都有了一定的了解。
在整个设计过程中，我在绘制机器CAD图纸和Pro/E三维图花费了很长的时间再次熟练操作。
CAD对装配关系的考虑是最主要的难关。
而CAD因为太长时间没用，不熟练。
很多零件都是在边学边画，出现了很多问题。
但通过努力和同学的帮助还是基本上解决了。
这次的设计过程使我又一次温习了三维建模、二维制图等各软件的操作，运用并熟悉相关设计资料以及进行经验估算等方面也有了一定的提高。
总之，此次毕业设计是我迈出大学校园，走向工作岗位的综合演练，它让我得到了一次印象深刻的锻炼，也为我今后的工作打下了见识而牢固的基础。
由于这是我第一次根据实习需要而做的设计，设计过程中难免会有许多疏漏或错误，恳请各位导师、教授、多多指点，殷切希望广大老师批评指正。
参考文献
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致谢
本设计是在我的指导老师严霖元、吴彦红老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。
他们为了使我们对机器有一定的认识，带我们带工厂去观察我要设计的机器。
他们严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。
从课题的选择到项目的最总完成，严老师和吴老师始终给予我细心的指导和不懈的支持。
在此我谨向严老师和吴老师两位老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
在此，我还要感谢大学期间给我授课的可敬的老师们，陪我一起度过大学四年可爱的同学们，还有生活在同一个宿舍可亲的室友们，正是你们的帮助和支持，我才能克服一个又一个的困难和疑惑，直至毕业设计的顺利完成。
最后我还要感谢各位评委老师，你们辛苦了！
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