小麦播种机设计毕业设计论文.docx

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小麦播种机设计毕业设计论文

摘要

播种机播种质量的优劣直接影响到农作物的产量以及农产品的成本,因此研制高质量的播种机械是现代农业的迫切要求。

尽管我国大部分地区早已实现播种机械化,但目前的播种机质量还不能满足高产的要求。

现在大面积麦田普遍存在着植株疏密不匀,出苗参差不齐,单株个体之间性状也表现较大差异等问题,限制了小麦产量的进一步提高。

生产实践证明,解决这一问题的关键在于实行均匀播种。

本课题的目的是针对现有小麦播种机播种中存在缺苗烧苗现象严重,存在疙瘩苗,设计制造了一种装配有种肥分施开沟器的小麦播种机,该小麦播种机能够显著提高小麦播种的均匀性,实现种肥分施，达到了节种、增产的目的。

关键词：

小麦播种机；开沟器；排种器

Abstract

Thequalityofsowingmachineaffectstheoutputsandthecostsoftheagriculturalproductsdirectly,thereforeitisurgentformodernagriculturetodevelopthehighqualitysowingmachine.Althoughmostareasinourcountryhavealreadyrealizedthesowingmechanization,thequalityofthepresentsowingmachinecannotsatisfythedemandofhighyield.Atpresenttherearesomeproblemsrestrictingfutureimprovementofwheatyieldinmostareas,suchas,differentinterspaceamongplants,varioussizesbetweenseedlingsanddistinctivetraitsinindividuals.Throughproductionpractices,thekeytosolvethisproblemliesinimplementingbalancesowing.themainpurposeofthissubjectisdesignakindofwheatsowingmachineassemblingwithequalizingdeviceandfurrowopenertoreplacetheexistingwheatsowingmachinethatresulttosevereabsenceandburningoftheseedlings.thissortofwheatsowingmachineinthisbookcanimprovesignificantlyandremarkablythebalanceofwheatsowingandrealizehigherproductivity.

Keywords:

Wheatseeder；Furrowopener；Seedmetering

1绪论

1.1小麦播种机的国内外研究现状及发展趋势

①国外小麦播种机的研究现状

麦类作物精密播种是一个世界性难题.上世纪60～70年代，苏联、英国、德国等欧洲发达国家曾先后起步试验研究小麦等精密播种技术。

苏联:

1960～1975年国家曾高悬重赏（1万卢布）解决小麦（黑麦等）精密播种问题。

BHCX傲等单位曾列题解决小麦精密播种的技术问题，但三起三落。

英国:

1971一1974年进行了小麦精播机试验，stanhey公司设计制造了PSD-80小麦精播机，由于结构笨重、通过性能差、种子破碎率大等一系列缺点，只生产了20台样机便停产了。

80年代至今，英国再没有新精播机出现。

德国:

约与英国同时，制造了GS-23气吸式小麦精播机试验样机，没有进行批童生产。

近几年，国外在发展播种机时所遵循的原则是不断更新工作原理，尽量完善其结构，使其具备良好的工作性能，以提高播种质量，并注重提高播种机具的通用性和适应性，例如配备多种排种部件以适应不同作物种子的要求;采用不同的开沟器和镇压轮以适应不同的土坡条件，运用变速装里加大播里与施肥量的调节范围:

增加播种机的系列型号，以适应与不同功率的拖拉机配套;通过提高作业速度或加大工作幅宽来提高工作效率，目前国外谷物播种机的最高工作速度已达到15km/h，个别机型甚至达20km/h，己达到驾驶员所能忍受的极限速度.由于播种速度的提高不是无限制的，速度过高将导致播种质量的恶化。

目前西欧谷物播种机的工作幅宽一般在5-6m，而美国、加拿大、俄罗斯等幅员辽阔的国家，不少机型已达10m～15m。

80年代，美国、澳大利亚、加拿大、法国等国家开始研制并广泛使用气力式精密播种机械，其中气流一阶分配式集排排种系统大量应用在谷物条播机上，例如美国的、法国的、澳大利亚的、加拿大等的大型集排条播机，工作幅宽可达8一15m。

目前，美国的、加拿大的谷物播种机已开始使用二阶分配式集排系统，工作幅宽已达19.52m，大大提高了播种作业的各行一致性和生产效率。

机械式精密排种器播种小粒距作物在国外研究较少，近几年也没有相应的文章发表。

目前国外的精密播种机已达到相当完善的程度。

在精密播种机上除了设有完善的整地、搜土、镇压及施肥、撤农药装置外其排种装置多采用新的工作原理，包括各种气力式排种原理与机械式排种原理，以保证单粒精密播种.欧美国家地广人稀的特点决定了对排种器的漏播、重播及种子破损问题在实际作业中要求相对宽松，日本岛国人口众多与国土面积狭小的矛盾又不适合播种中耕作物，同时，欧美及日本都是机械化程度较高的国家.因此，国内外对精密排种器的研究方向各有特点。

日本生产的试验样机为TW-50DS型小麦播种（施肥）机，该机主要部件除排种（肥）装里外，还有输种（肥）管、开沟器、单圆盘搜土器、镇压器、单体种（肥）箱、地轮及传动机构等，整体结构与国产同类机型类似。

排种装置的结构型式为横槽式，与国产播种机的直外槽轮排种器结构近似，只是在其一半槽轮上设有轴向槽，旋转排种，用设定刻度的螺钉调节槽轮容量来改变排种量大小。

工作时，地轮通过封闭的链轮传动机构驱动排种轴转动，种子靠自重由种箱流出并被压附在槽轮中，随着排种轴的旋转，将横槽中的种子排入输种管，随后落入由双圆盘式开沟器形成的种沟内，覆盖后由单行镇压器分别镇压。

观察和试验表明，日本小麦播种（施肥）机设计合理.安装时不需任何辅助工具、方便快捷.排量调节方便准确，制造精良，工艺先进.虽然其结构设计与国内同类机型相差无几.但国产机型的作业性能与其差距较大，其主要原因是制造工艺落后

②国内小麦播种机的研究现状

我国到1998年，全国机播面积预计达368.73万h

，比1978年增加了177%，播种机械化程度已达到24%，这大大改变了传统的谷物种植制度.但根据我国国情，人多地少，仅仅实现机械化是不够的，目前的播种机质量还不能满足高产的要求。

播种机播种质量的优劣直接影响到农作物的产量以及农产品的成本，因此研制高质量的播种机械是现代农业的迫切要求。

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，排种脉动性和种沟内分布不均匀性一直是半精密播种难以实现的主要因素。

应用量较小的锥盘式小麦精播机，虽然播量和种沟内分布均匀性方面较传统排种器有所突破和提高，但其种子破碎率却高达20%以上，严重影响了种子的出苗率，根本无法实现真正意义上的半精量播种的技术要求。

我国从70年代便开始研制精密播种机械。

精密播种是指将定量的种子按精确的粒距与播深播入土壤中。

其较早的代表机型主要有2B-Y24压轮式谷物播种机、2BQ-6气吸式精密播种机等。

由于种子质量、整地条件、机器制造水平及机器价格等因素制约，我国80年代主要是推广半精量播种机为适应农村生产责任制的要求，大量推广了小型单体播种机。

90年代以来，我国逐步推广精密播种机，有10多个企业生产了20多种型号的精密播种机。

精密播种机依作物种类分为玉米及大豆精密播种机、谷物（小麦）精密播种机、甜菜精密播种机；依配套动力分为小型（5.8-13.2kw）、中型（l.62-3.68kw）和大型（40.4kw以上）精密播种机:

依排种器形式分为机械式和气力式两大类精密播种机;机械式中又可分为垂直圆盘式、垂直窝眼式、锥盘式、纹盘式、水平圆盘式、带夹式等型式精密播种机。

我国目前生产的精播机可分为3类:

（1）单粒精密播种机；

（2）穴播机；（3）少、小量条播机。

第一种类型机具，主要适用于大豆、玉米、高粱大粒或圆形种子的垄上和平地单粒等距点播，其中尤以大豆播种采用得最多，主要种植代表地区为东北。

第二种类型机具，主要适用于玉米、高粱的等距定量穴播。

在参选的机型中，仅具有穴播单项功能的机具很少，大多是兼有第一类和第二类的通用性机型，即既可单粒等距点播，更换型孔式排种轮，又可进行等距定量穴播。

第三种类型机具，主要适用于小麦的少、小量条播.该类机型占参选机型总数的36%，推荐机型中有5种，占推荐机型总数的25%.目前全国精播的面积还很少，迄今精密播种的作物基本上局限于中耕作物.谷物精播的难度较大，至今国内尚无成熟的机型网。

精密播种受高速作业的影响很大.现有的精密播种机试验结果表明，一般作业速度在4-8km/h时，其株距合格率达80%以上;而作业速度提高到11-12km/h，株距合格率下降到60%以下，可见高速精密播种机还有待进一步发展、完善.

在条件适宜的地区积极推广小麦精播技术是农业部近几年开展的“节本增效工程”中的一个重要内容.我国小麦种植面积很大，随着人们对精少量播种技术认识的加深，市场对机具的需求也会加大。

以小麦为主的机械精少量播种技术，是一项新开发成功并迅速得到推广的农机化新技术。

谈起这项技术的来源，要追溯到70年代末，当时，山东农学院教授于松烈等人通过科学研究与试验，提出了“冬小麦精播高产载培技术”，基本内容是:

在地力较高、土坡水肥条件好的地块，小麦亩播量可减少1/2-1/6，但由于人们传统观念的约束，再加上没有先进适宜的播种机具，一直未能得到大面积推广。

1984年，山东省诸城县农机局在6.67

的试验田里进行了小麦精少量机播试验，并获得了成功。

在播量为45kg/

的试验田块取得了7620kg/

的产量，从此，这项技术被迅速推广。

目前，我国的小麦精播机，装有密齿外槽轮式排种器、小外槽轮式排种器和锥盘式排种器的只有几种机型.但总的看来，这类机型品种少，批量小，不能满足市场的需求。

小麦精少量播种技术的开发成功和大面积推广，不仅是我国播种技术上的重大突破，而且在世界上也是首创.这项技术得到了国内外农业专家的很高评价.这项技术山东省一直处于全国领先水平。

1985-1987年，山东省推广小麦精少量播种面积28.53万公顷，节省良种1582万公斤，增收小麦17976万公斤，获农业部“丰收奖”.近几年河南、河北、江苏、安徽等20多个省、市、自治区大面积地推广了这项技术，效果都很好.小麦精少量播种，并不仅仅是单纯地减少亩播量，它是一项现代化综合技术措施，它涉及优种选育、深耕细作、抗早保墒、科学施肥、精密播种机具、种床准备、病虫害及杂草的防治等一系列技术的综合应用。

在近几年的推广中，各地的经验指出，小麦精少量播种的播种最应因地区、气候的不同因地制宜。

如山东等地小麦播量为45～90kg/

，河北省廊坊地区的播童为90～12Okg/

，这样的播量可使小麦的株距为普通常量播种的3～4倍，从而使分萦成移率大大提高，从而获得增产。

我国从70年代末开始精密播种机的开发和研究，至今还没有得到普遍应用，其中主要原因是没有适用的排种器、种子的质量不能保证等.我国的排种器型式主要也是气力式和机械式两人类，其它还有磁力式和振动式等。

近几年来，随着国外不同类型精密播种机的相继引进，我国对精密播种机的研制上不断出现新的高潮，新式播种机和不同型式的排种器也不断出现，如吉林工业大学李成华搏士后研制成功的倾斜圆盘勺式排种器等都是比较新颖的精密播种机.

陕西省农机安全监理总站研制的ZBFJ-10型秸秆粉碎覆盖免耕施肥播种机适用于小麦、玉米等作物的机械化保护性耕作。

该机除具有传统播种机的功能外，还能较好的解决清草排堵、破茬入土、种肥分施和地面仿形问题，可以满足免耕覆盖地播种的特殊要求并可做到播深一致，排种稳定，种子分布均匀，无拥草堵塞现象，可一次完成秸秆粉碎覆盖、破茬开沟、深施化肥、播种和镇压等项作业。

该机选用多功能排种器的设计，排种器主要有排种盒、小外槽轮、小外槽轮挡圈、大外槽轮、大外槽轮挡圈、排种舌、止动销和两个卡箍等组成。

镇压轮采用圆柱凸面型式，镇压装置的位置随开沟器组合机构的位置可调，其接地压力也可根据要求进行调整。

作业时，镇压轮压实土壤，使种子与土壤有一定紧密度，有利于种子发芽，同时还有压碎土块和平整地面的作用。

中国农业机械化科学研究院的成果，研究的ZBSJ-16小麦深施肥精少量播种机关键是研究了小麦控制室密齿型排种器，实现小麦精少量均匀播种。

该机一次进地完成开沟，深施肥、精少量均匀播种、覆土、平地等作业。

采用地抡屋脊调节开沟器深度，采用地轮无级调节开沟器深度，传动可靠，调整方便。

龙口市农机研究所的成果，研究的2BJP-6型小麦精密播种机，采用龙口市农机研究所最新研制的“水平圆盘圆形孔式排种器”与双圆盘开沟器的最佳组合，既提高了排种的均匀性，又提高了生产环境尤其是秸秆还田后的小麦播种的适应性，提高播种质量，满足小麦精播的农艺要求。

其主要技术指标播种均匀性变异系数<35%，具有结构简单，播种均匀性高，排种盘圆形型孔的加工精度易于保证，生产成本低易于推广等优点。

河北农业大学从排种器的结构参数和运动参数进行分析。

针对型孔式排种器，利用数学方法，分析了种子尺寸均齐性，排种器的加工精度误差与排种器的结构参数对排种均匀性的共同影响。

讨论了提高均匀性的方法和途径。

内蒙古农业大学研究了2BM-9型免耕播种机的构造及关键部件:

开沟器与排种器的设计与参数的计算与确定，为满足排种均匀稳定、各排种器排种量一致、不伤或少伤种子、通过性好等要求，设计了钉轮组合式排种器，主要优点是可排各种不同粒径的种子。

山东农业大学研制了2BF-6型高产小麦精量播种机，该机由机架、开沟器、筑埂器、动力传动、镇压器、排种装置及排肥器等组成。

动力由拖拉机输出.工作时，拖拉机牵引播种机向前行驶，首先筑埂器可将土壤松碎，翻向两侧完成培土和开沟工作;同时镇压轮带动外槽轮式排种器进行强制排种，种子经导种管播入已开好的沟内:

然后进行覆土，再由镇压轮镇压，从而一次可完成起垄、开沟、播种、施肥等多项作业。

③发展趋势主要有四点：

1．提高精密播种机的作业效率

提高作业效率是播种机发展的重要一环,是播种机械发展的第一走向。

随着高速排种器的发展,特别是大功率拖拉机的不断发展,近年来播种机工作速度提高得很快。

但是精密播种机不同于一般的播种机,其播种速度的提高非常困难,速度过高将导致精密播种的恶化。

因此,在满足精密播种要求的条件下,在尽量提高其工作速度的同时,增大工作幅宽也是提高精密播种机作业效率的有效途径。

2．发展联合作业和直接播种技术

以播种为主的联合作业发展相当迅速,包括耕整地与播种联合作业、播种与施肥联合作业、播种与铺膜联合作业等。

同时,少耕法和免耕法的优点使得直接播种技术也很快发展起来,这必然导致了耕整地和播种联合作业机及其它型式联合作业机的出现和发展。

精密播种机的发展也应当满足这样的要求,因为精密播种不只是为了实现播种的均匀性,更重要的是提高产量和经济效益。

联合作业和直接播种,可以减少拖拉机的进地次数,减轻拖拉机轮胎对土壤结构的破坏;有利于增产,能充分发挥拖拉机功率,提高劳动生产率,降低农产品生产成本。

目前,硬茬精密播种机成为直接播种技术的热点,由山西农业大学农工系教师贺俊林主持研制的2BQYF—6A气压式硬茬精密播种机样机已经通过鉴定。

3．全面改进和提高精密播种机的使用性能

一台播种机问世后,为了更好地接近或满足精密播种的要求,它的使用性能是需要不断改进和完善的。

精播机的排种器从水平圆盘式发展到气力式,经历了很长的一段时间,排种器的排种性能有了很大的提高。

为了达到精密播种的要求,在不断改进排种器的同时,其它的辅助设备也需要不断完善。

种子从排种器排出后,经过输种管、排种器和开沟器,中间夹杂着一系列的动态随机因素,最后是不是能达到排种的均匀一致性,还有待于进一步研究。

在投种高度一定的条件下,还要考虑投种时种子在机器前进方向的绝对水平分速,模拟种子的运动轨迹,设计合理的输种管,消除种子与输种管壁之间碰撞,使种子保持初始时的均匀间距。

为了在高速情况下实现零速投种,在乌克龙、A697等排种器上,采用了排种过程与投种过程分离的二次排种结构。

另外,在形成精密粒距的诸因素中,种沟形状及表面形态具有十分重要的作用。

传统开沟器开出的沟底不利于精确粒距的形成,实验证明,种子落入夹角较小的V型种沟时只会滑动而不会弹射,按此原理设计的精密

播种开沟器已在欧美许多精密播种机上应用。

精密播种机开沟器发展的另一个特点是缩小宽度和长度,如精播小麦的开沟器宽度已经缩小到4～6mm。

4．广泛采用新技术

随着电子技术和计算机技术的飞速发展,电子监视装置在国外播种机上已被广泛使用。

电子监视器可以利用光电信号显示排种轴转动情况,用数字显示每行的播量、单位播量和已播面积累加数,用光信号和声信号对输种管、开沟器的堵塞进行报警等。

在我国,许多省份已率先着手研制电子监视装置,目前已取得成效。

采用电子监视装置能及时发现和排除故障,提高播种质量,更有利于满足精密播种的需要,提高精密播种的可靠性和一致性。

另外,液压技术在精播机上也得到广泛应用,如德国A-697型精密播种机上装有供驱动排种锥体的液压马达,当地轮滑动时,液压马达启动,以保证排种锥体的转速

与机器前进速度相协调。

还有一些播种机采用液压油缸来升降、变换工作状态、运输状态以及用油缸控制开沟器的起落等。

虽然这些装置提高了播种机的造价,但还是很具有发展前途的。

1.2小麦播种机的介绍

播种机的功用是以一定的播量或株穴距，将农作物种子均匀地拨入一定深度的种沟覆以适量的细湿土，同时也可施种肥并适当镇压，有时还喷洒农药和除草剂，为种子发芽提供良好条件，以达到高产稳产，提高播种作业的劳动生产率，减轻使用者的劳动强度。

播种机的类型很多，有多种分类方法。

按播种方法可分为撒播机、条播机、点播机；按联合作业可分为施肥播种机、播种中耕通用机、旋耕播种机、铺地膜播种机；按牵引动力可分为畜力播种机和机引播种机，而机引播种机，根据和拖拉机不同的牵引方式，可分为牵引式、悬挂式和半悬挂式；按排种原理可分为气力式播种机和离心式播种机等。

目前国内外大量生产的谷物条播机，都是以条播麦类为主，兼施种肥（化肥或颗粒复合肥）。

增设附加装置可以拨草籽、覆土、镇压等作业。

国外免耕播种机械主要是大型机械,大多采用被动式圆盘式开沟器本身自重产生压力，进行开沟作业，改善播种机的防堵性能；但在秸秆量大或土壤坚硬时，开沟圆盘很难入土。

我国一年一作区常用的移动圆盘开沟器，在小麦玉米两作区，易发生堵塞；驱动缺口圆盘开沟器，对秸秆撕拉和向上跳动大。

小麦玉米两作免耕播种机采用动力驱动型旋耕刀开沟装置，工作平稳、秸秆与土壤混合、蓄水保墒效果好,播种施肥部件在流动的土壤中行进，工作阻力小，可以减少钢材强度和用量。

同时,可利用不断流动土壤的下落的位置和时间差异，实现对肥种的分层覆盖，使机械去掉覆土部件，减少整机工作阻力。

2小麦播种机的设计

2.1小麦播种机的结构特点

小麦播种机主要由机架、排种排肥部分、开沟覆土部分和传动部分组成。

主要工作部件有排种器、排肥器、开沟器及其起落机构、输种管、覆土器、镇压轮及筑埂器、连接器和运输装置等。

2.2小麦播种机的机构设计

2.2.1机架的设计

机架是整机的骨架,采用双梁设计,材料为矩形钢,尺寸160X140,它支持整机及安装各种工作部件。

图2-11-主梁2-二梁3-拉筋4-踏板

2.2.2排种器的设计

排种器采用采用外槽轮排种器。

简图如下：

图2-2外槽轮式排种器

1-外槽轮2-种子3-排种盒

①外槽轮的工作过程

外槽轮排种器工作时，种子靠重力充满槽轮凹槽，并被槽轮带着一起旋转进行强制排种；处在槽轮外面的一层种子在槽轮外圆的拨动和种子粒间的摩擦力作用下也被带动起来，其运动速度从槽轮圆周的线速度

逐渐向外递减直至静止层。

由槽轮强制带出和带动层带出的种子从排种舌上掉入输种管，然后经开沟器而落入种沟中。

图2-3带动层曲线

②外槽轮排种器的排量计算

计算外槽轮的基本出发点是根据排种原理决定的槽轮每一转的排种量

和农业技术要求的排种量

相等。

按下式计算：

式中d——外槽轮外径（cm）

——槽轮的有效工作长度（cm）

——种子密度（

）

——槽内种子充满系数，由实验得出

——单个凹槽的截面积（

），可由计算或实验求得

t——槽轮凹槽节距（cm），

，z为槽数

——带动层特性系数，由实验得出

可由槽轮的几何图形求得。

圆弧行凹槽截面积的计算式为：

（

）

式中

，

以弧度计，

和

的

，

以度计。

和

的计算式为：

其中

按下式计算：

式中D——地轮直径（m）

2.工作可靠，仿形能力稳定，沟底平整，开沟深浅一致。

3.杆件紧凑，有足够的强度和刚度。

仿形机构主要有整体仿形和单组仿形两种形式。

大多数播种机既采用整体仿形，又采用单组仿形，只有少数把开沟器刚性固定在机架上的播种机只采用整体仿形。

整体仿形即播种机随地形起浮，能够上下仿形。

其方式有：

一是拖拉机液压悬挂机构放在浮动位置，使悬挂式播种机的地轮能随地形形的起浮山下运动，达到整体仿形；拖拉机两个下悬挂杆的提升吊杆下端有一长孔，播种时，应使提升吊杆的长孔与下悬挂杆铰接，这可使播种机实现整体上下左右仿形。

在拖拉机升吊杆没有长孔时，在播种机上两个下悬挂孔做成长孔，采用整体式下悬挂杆与拖拉机相连，同时实现整体仿形的目的。

整体仿形机构简单，但在整体工作幅内播深不一致，所以还需要单组仿形。

单组仿形机构是每一播种单组铰接在机架上，达到单组仿形，而单组上的其他工作部件如覆土器、镇压轮、施肥开沟器等还可以相对于单组进行分别仿形。

因此，可根据不用地形各自进行上下仿形。

仿形性能较好。

④划行器

划行器安装在播种机的机架两侧，其作用是保证播种机机组在田间作业时，直线行驶和往返行间有正确的邻接行距。

划行器包括程度可调节的划行器臂、划出浅沟的划印部分和起落机构。

划印部件常用的有球面圆盘、缺口球面圆盘、锄铲和刮板等。

划行器臂长指从安装划行器的播种机外侧开沟器中心线到所划印之间的垂直距离。

计算划行器臂长的方法与拖拉机手采用的对行方法直接相关，当播种机采用梭形播法以拖拉机右前轮对行时，划行器臂长有左

、右

之分，可按下式计算：

（m）

（m）

式中A——播种机两外侧开沟器的距离（m）

a——拖拉机前轮中心线间距，或履带内侧间距（m）

b——行距（m）

当采用梭形播法，按拖拉机中心对行时，左右划行器支臂长度相等，其长度为：

（m）

当采用梭形播法，右转弯时对拖拉