精密播种机的设计.docx

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精密播种机的设计

摘要

本设计是根据国内外播种机的发展趋势，通用性和适应性不断提高以及本着结构简单操作灵活的原则，而设计的一种能同时完成播种施肥工作的小型多功能精密播种机。

该机结构上优点，使之能适应各种田地的播种。

小到1-2分大的田块，大到上百亩的田块，不管是平坝、还是浅丘地区；无论是板结的土质，还是疏松的土质都能适应。

还可以根据用户的不同需求，配置合适的播种器。

通过调节犁铧和种子储存孔的行距，能够轻松地播种小麦、大麦、高粱、大豆、玉米等旱粮作物。

本例着重对播种机排种器、排肥器、开沟器、覆土器以及镇压轮等结构进行设计选择。

关键词：

精密播种播种机播种施肥

Abstract

Thedesignisbasedonthedevelopmenttrendsandseeder,interoperabilityandadaptabilityinaconstantlyimprovingthestructureandoperationofflexiblesimpleprinciplesdesignedtosimultaneouslyaccomplishasmallplantingfertilizationworkmultifunctionalsophisticatedseeder.Thisstructuraladvantagessothattheycanadapttoavarietyoffieldsplanting.Applicabletoallsizesofland;Whetherplainsorhills;Whetherhardsoilorloosesoil.Wecanselecttheplantingmachineaccordingtothedifferentneedsofusers.Byregulatingplatoonofvehiclesandplowcaneasilysowwheat,barley,sorghum,soybean,cornandothercrops.Thisexamplefocusesonthedesignseederplatoonofvehicles,fertilizationdevices,trenchingvehiclesstructure.

Keywords：

precisionplantingseederplantingfertilization

摘要………………………………………………………………………………I

Abstract………………………………………………………………………II

第1章精密播种机发展现状与趋势…………………………………………1

1.1我国精密播种机发展现状…………………………………………1

1.2精密播种机的发展前景……………………………………………1

第2章播种机概述……………………………………………………………5

2.1播种机类型…………………………………………………………5

2.2播种机主要结构及功能……………………………………………5

2.3总体配置……………………………………………………………6

第3章中耕作物精密播种排种器……………………………………………9

3.1排种器的技术要求…………………………………………………9

3.2精密播种机的发展前景……………………………………………9

3.3立式排种器的特点…………………………………………………18

第4章排肥器…………………………………………………………………13

4.1排肥器的要求………………………………………………………13

4.2排肥器的类型、特点和适用范围…………………………………13

第5章开沟器及其起落机构…………………………………………………16

5.1开沟器的要求………………………………………………………16

5.2开沟器的结构类型…………………………………………………16

5.3开沟器使用行距与前后列距离……………………………………18

5.4芯铧式开沟器………………………………………………………18

第6章输种管、覆土器、镇压轮及筑埂器…………………………………21

6.1输种管………………………………………………………………21

6.1.1输种管的类型…………………………………………………21

6.1.2输种管的主要参数……………………………………………21

6.2覆土器………………………………………………………………21

6.3镇压轮………………………………………………………………22

6.3.1镇压轮的结构类型和特点……………………………………23

6.3.2镇压轮直径的确定……………………………………………24

第7章其他工作部件和机构…………………………………………………25

7.1种子、肥箱…………………………………………………………25

7.1.1种子、肥料箱容量计算………………………………………25

7.1.2种子、肥料箱结构特点………………………………………26

7.2仿形机构……………………………………………………………26

7.2.1仿形机构类型…………………………………………………26

7.2.2仿形机构主要参数……………………………………………27

第八章保养与保管…………………………………………………………29

第九章播种机使用及注意事项……………………………………………30

第十章安全规则……………………………………………………………32

第十一章常见故障与排除…………………………………………………33

第十二章经济效益分析……………………………………………………34

结论……………………………………………………………………………35

致谢……………………………………………………………………………36

参考文献………………………………………………………………………37

附录1专题轴加工工艺………………………………………………………38

附录2外文（汉）………………………………………………………………42

附录3外文（英）………………………………………………………………47

第一章精密播种机发展现状与趋势

播种机是农业生产中关键作业环节，必须在较短的播种农时内，根据农业技术要求，将种子播到田地里去，使作物获得良好的发育生长条件。

播种质量的好坏，将直接影响到作物的出苗、苗全和苗壮，因而对产量的影响很大。

由于精密播种可以保证种子在田间最合理分布，播种量精确，株距均匀，播深一致，为种子的生长发育创造最佳条件，可以大量节省种子，减少田间间苗用工，保证作物稳产高产。

因此，现代农业对精密播种机械的要求越来越迫切。

1.1我国精密播种机发展现状

我国从80年代末便开始研制精密播种机械。

由于种子质量、整地条件、机械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。

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。

精密播种机以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；以配套动力分为小型（5.8～13.2kw）、中型（16.2～36.8kw）和大型播种机（40.4kw以上）精密播种机；以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、带夹式等形式精密播种机。

1.2精密播种机的发展前景

1.单粒精密播种机迅速发展

在国外，中耕作物如甜菜、玉米、棉花和某些蔬菜、豆类的播种都已大量采用精密播种，主要采用机械式和气力式两种精密播种机。

由于气力式播种机对种子尺寸要求不严，不需精选分级，容易达到单粒精播，而且通用性较好，又能适合较高速播种，因此使用气力式播种机越来越多。

为了达到单粒精播，提高株距均匀性，大多采用可精调的刮种器，将多余的种子清除掉；为了降低投种高度，减小种子下抛速度与前进速度之间的相对速差，而设置导种轮或导种管。

但是，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时，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。

2.播种机的通用性和适应性不断提高

大多数精密播种机都可以播多种作物，通过更换不同孔径的排种盘（轮）或排种滚筒，使排种器能适应多种作物种子的播种要求。

改变型孔大小或增加成穴机构，使之能达到穴播的要求；改变排种器工作转速以达到不同株距的要求。

所有这些均提高了播种机的通用性。

为了适应不同地区、不同土壤、不同整地条件的要求，大多数播种机上配有多种类型的开沟器（双圆盘式、滑刀式等）和镇压轮（橡胶轮、钢板冲压轮、铸铁轮、宽轮、窄轮等），供选用。

同一型号的精密播种机又成系列，有多种行距和行数的变型。

如美国CYCLO气压式播种机有牵引式和悬挂式，有4、6、8、12、16行等共16种机型，可为多种功率的拖拉机配套。

3.精密播种机向高速宽幅发展

为了在最适宦的农业技术条件下、用最短的时间做到适时播种，以及随着拖拉机功率不断增大，为了充分利用其功率，因此要求提高播种机作业的生产率。

影响提高播种机组生产率的因素很多。

除了提高机组的工作可靠性、减少故障、简化操作以减少辅助作业时间、提高纯工作时间的利用率外，提高生产率的最主要途径是增大播种机的工作幅宽和提高作业速度。

增大播种机工作幅宽虽能直接有效地提高生产率，但加大工作幅宽使机体庞大，消耗金属多，成本高。

同时，庞大的机体将受到田块大小、地头转弯以及道路运输的限制，使用不方便。

因此，国外很重视提高作业速度的研究。

70年代，中耕作物播种机作业速度一般从4～6km／h提高到8～10km／h。

如西德AermoatⅡ型气力式播种机、法国Pneumasem气吸式播种机和美国7000型指夹式播种机的作业速度为8～10km／h，作业质量仍能符合要求。

但是，播种机高速作业带来一些问题，如排种性能下降，开沟深度变浅，种子在沟里弹跳、滚动加剧，以及驾驶条件恶化等等。

因此，目前作业速度不能太高。

中耕作物播种机的工作幅宽，一般单机都由3～4m增大到5～6m有的工作幅宽更大，如美国CYCLO气压式播种机系列中的16行播种机，其幅宽达11.68m。

加大幅宽使播种机结构庞大笨重，使悬挂式播种机组纵向稳定性变坏，还受到地块大小、道路运输的限制。

4.广泛采用联合作业

播种同时进行联合作业的方式发展很快，形式也比较多，主要有两种：

一是在大多数中耕作物精密播种机上都配置排肥器、施肥开沟器以及施撒农药和除莠剂的装置。

如西德、法国和美国的几种精密播种机都可以在播种同时施化肥、撒农药和除莠剂。

二是播前整地和播种联合作业，如旋耕播种机、犁播机以及有的在开沟器前方加波形圆盘或锄铲进行灭茬播种或少耕法播种，以减少耕作次数，提高生产率，降低作业成本，还可以减少土壤风蚀和起到保墒的作用。

5.新技术的应用不断普及

为了提高播种机作业性能和工作可靠性，简化操作、减轻劳动强度、减少辅助作业时间、提高生产率，播种机上越来越多地采用新技术。

如用液压油缸来升降和调节开沟器、划行器、折叠机架；采用液压马达驱动风机或装肥搅龙；采用信号装置、电子监视装置或监控装置来及时报警故障的发生，显示播量或自控凋节排种量大小；开沟器装备一次润滑的滚动轴承；行走轮采用无内胎充气轮；快速挂接装置；宽幅播种机加装横向运输轮等。

在工艺材料方面，播种机上采用塑料或尼龙的零件更多了，如排种盘、排肥盘、轴套、输种管等；采用铝金压铸排种轮、排种器体壳，提高了零件精度，减轻了重量；播种机机架和各种杆件采用薄钢板冷压成异形断面以代替扁钢、角钢和槽钢，增加了刚度和强度，又减轻了重量。

第二章播种机概述

播种机的功用是以一定的播量或株穴距，将其均匀地播入一定深度的种沟，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。

2.1播种机类型

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（穴）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，而机引播种机中，根据和拖拉机不同的连接方式，可分为牵引式、悬挂式和半悬挂式；安排中原理可分为气力式播种机和离心式播种机。

2.2播种机主要结构及功能

目前国内外播种玉米、大豆、甜菜、棉花等中各作物的播种机多数采用精密播种，即单粒点播和穴播。

一般中耕作物精密播种机的结构如图2-1。

其组成分为以下几部分：

图2-1播种中耕通用机

1—种箱2—后支臂3—仿形机构4—主梁5—肥箱6—下悬挂点

7—仿形轮8—前支臂9—施肥铲10—开沟器11—划沟刀

12—排种器13—镇压弹簧14—覆土板15—镇压轮

（1）机架多数为单梁式。

各工作部件都安装其上，并支承整机。

（2）排种部件种子相和能达到精密播种的机械式或气力式排种器，包括可调节的刮种器和推种器。

（3）排肥部件包括排肥箱、排肥器、输肥管和施肥开沟器。

（4）土壤工作部件及其仿形机构包括开沟器、覆土器、仿形轮、镇压轮、压种轮及其连杆机构等。

有的精密播种机还配备施撒农药和除草剂的装置。

2.3总体配置

目前主要是与12-T5马力小四轮拖拉机配套，播种机自带悬挂提升装置。

每台（套）播两垄。

垄上播平播均可。

1.排种器的参数设计

用机械方法进行精量播种的排种器大多属于孔型孔式排种器。

根据种子的型状和尺寸等因素，设计出各种行孔或窝眼，用以播下每穴数量相等的种子。

型孔轮用硬塑料和金属制成，其直径常为120-180mm。

窝眼形状可设计成圆锥形、圆弧形或圆柱形。

本次设计的型孔轮为圆柱形。

表2-1型孔参数表

作物种类

玉米

大豆

高粱

型孔直径

8-24

9-11

6-9

型孔深度

6-12

6-8

4-8

每孔粒数

3±1或4±1

1

5-9

2.开沟器参数设计

开沟器要求入土性能好，开沟器能在2-10cm内调节入土深度。

（3）镇压轮：

镇压轮的压强要求0.3-0.5kg/cm2，要求转动灵活，不粘土。

镇压轮的宽度应稍大于苗幅宽，直径不可过小，否则转动不灵活，土壤易产生裂纹。

常取直径d=300-400mm，本次设计的镇压轮直径为250mm；宽度为125mm。

（4）镇压弹簧参数设计：

要求为0.3-0.5kgf/cm2

镇压轮与地面的接触面积可初步估计为：

S=30×170=5100mm2。

所需压力N=（0.03-0.05）×5100=153-225N

受力图如下：

其中：

F：

弹簧作用力

N：

镇压轮接触地面的压力

AC：

弹簧作用点与支点距离

AB：

支点与镇压轮轴之间的距离

有AC=82cmAB=185mm由F×AC=N×AB可得：

Fmin=N×AB÷AC=153×185÷82=345.2N

因为镇压轮有自重，所以选用下述（表2-2）弹簧即可满足要求

表2-2弹簧主要参数

材料

材料直径

工作极限载荷Pi

65Mn

3mm

495（N）

圈数（n）

弹簧中径D2

Pt作用下单圈刚度变量Pia

12.5

14mm

1.585

节距

单圈刚度P/d

最大心轴直径Dmax

4.77

289.3（N/mm）

9mm

第三章中耕作物精密播种排种器

中耕作物如玉米、大豆、甜菜、高粱、棉花等采用精密播种，可以节省大量种子和间苗劳力，而且可使幼苗分布均匀，达到苗齐、壮、均，有利于增产稳产。

达到精密播种的关键是排种器。

3.1排种器的技术要求

排种器的技术要求大体上有以下几个方面：

1、排种器排种均匀稳定，排种均匀性不受外界条件变化而产生严重影响。

一台播种机的排种量应该保持一致。

2、不损伤种子。

3、播种两调节范围要大。

4、通用性好。

5、工作可靠，不易堵塞。

3.2精密播种排种器的类型、特点与适用范围

1.水平圆盘式排种盘上的孔形由种子形状、尺寸和每穴要求粒数确定，并按一定的间距排列。

排种的株（穴）距与排种盘转速和孔数有关。

播种机上都配有多种槽孔尺寸的排种盘。

可根据所播作物、种子尺寸、播量和株（穴）距来选用。

该排种器主要用于精密播种玉米、高粱、大豆等种子的播种机上。

作业速度一般不大于6km／h，否则排种质量显著恶化。

2.倾斜圆盘式特点是排种通过充种、排种二个过程完成，即种子经过充种盘进入排种盘，然后再排入种沟内。

该排种器投种高度较低，有利于提高株距均匀性。

倾斜配置的排种器提高了充种盘型孔侧向填充能力和自然清种能力，损伤率较低。

根据所播作物种子大小，有多种充种盘，排种盘供选用。

还可通过传动比的调节来改变株距大小。

该排种器主要用于点（穴）播玉米、大豆、甜菜、蔬菜、花生等种子，其使用的作业速度较低。

一般不超过6km／h，其排种性能尚好。

3.窝眼轮式窝眼轮上的型孔大小可根据所播作物种子形状、大小、每穴要求粒数设计，有单排型孔、双排型孔，也可以设计成组合式排种轮，以满足多种作物的点播、穴播或条播，因此，通用性较好。

但是型孔对种子外形尺寸要求较广，种子需清选分级，而且在排种过程中，易损伤种子。

待排种器大多用于播种玉米、大豆、高粱、丸粒化甜菜等中耕作物播种机上。

组合式排种轮还可条播谷子。

4.倾斜勺式特点是不需专门清种装置的机械式排种器。

排种勺盘的倾斜角为40°～45°，才能克服种子沿勺盘下滑时产生的摩擦阻力，而使多余种子在自身重力下滑落。

通过更换排种勺盘可精播玉米、豆类、甜菜、棉花、花生、向日葵等作物。

株距可通过改变传动比调节，从8～25.5cm分为15级。

倾斜勺式排种器结构较简单，不易伤种，对种子形状、尺寸要求不高。

在作业速度不大于8km／h时，排种性能尚可。

5.内充型孔轮式与传统的型孔轮相比，其型孔的种子填充性能大大改善。

因内充型孔轮的充种区在下方内部，种子充填入型孔时，除种子自重作用外，排种盘旋转时，使种子产生的离心力与种子进入型孔的方向一致，有助于种子充填入型孔内。

因此，内充型孔轮排种器的作业速度可达7km／h，其排种性能良好。

型孔尺寸根据种子形状、大小设计。

可以单粒播种和穴播玉米、甜菜和豆类等多种作物。

6.垂直转勺式更换不同型号的勺匙（其形状为不同直径的圆形、椭圆形、橄榄形）可以播种蔬菜、豆类、甜菜、玉米等。

勺匙的容积与种子大小决定了每勺匙内中子数，可单粒点播、穴播和条播。

该排种器在运转中不损伤种子，无清种装置。

调节传动比可改变株距或每米粒数。

作业速度较低，最大速度不能超过4.5km／h。

和塑料件，重量较轻，拆装方便。

但结构复杂，排种底座及指夹磨损后排种性能下降，需定期更换，使用成本较高。

播种株距由改变排种盘转速来调节。

在作业速度8km／h以内排种性能良好。

主要用于精密点播玉米，播大豆等其它作物时，需换用内槽轮排种器，通用性差。

8.带式排种胶带可根据不同作物的种子大小和穴粒数，用打孔机打出不同的型孔，可以有单排孔、双排空和三排孔，以满足点播、穴播或带播的要求。

结构比较简单，损伤种子较少，但型孔对种子形状、尺寸要求较高，种子需筛选分级或球粒化处理。

该排种器主要用于播蔬菜、甜菜等小粒种子，更换排种带后可播玉米、大豆，通用性较广。

由于它投种高度很低，在作业速度不大于5km／h条件下，排种性能良好。

但作业速度超过6km／h时，排种性能显著下降。

9.气吸式排种盘吸孔直径根据作物种子尺寸确定。

可以单粒点播、穴播和条播。

气室吸力可通过风机转速和进、出口风门大小来调节。

通过调节排种盘转速或改变孔数来适应不同的株距的要求。

该排种器的优点是能适应不同作物种子，对种子尺寸要求不严，损伤率小，能适应较高速的播种作业，但需配置风机，消耗功率多，而且制造和使用要求较高。

主要用于玉米、大豆、甜菜、棉花等中耕作物的精密播种机上。

10.气压式其特点是采用集中排种，即只有一个排种滚筒，其上有6～8排排种孔，通过不同长度的输种管将种子送到各行，可同时播种6～8行。

改变风机转速以调节风压来满足不同种子所需压附力。

改变排种滚筒转速来调节株距。

更换带有不同型孔大小和孔数的排种滚筒，可以精密点播玉米、大豆、甜菜、高粱和向日葵等作物。

在作业速度不大于8km／h时，其排种性能良好。

11.气吹式与窝眼轮排种器相比，其特点为：

除种子自重充填入型孔外，还有气流辅助力，且型孔较大，因此充填性能很好，对种子形状尺寸要求也不严；利用气嘴射出的气流将多余种子吹掉，达到单粒精播；能在较高作业速度（８km／h）下，排种性能较好，不损伤种子。

通过更换不同型孔的排种轮和调节吹气压力，可以精密播种玉米、大豆、脱绒棉籽、球化甜菜和菜籽等，改变排种轮转速可调节株距。

选用哪种排种器要根据本机的设计要求，综合考虑一能满足农艺要求，二能使结构设计简单，综合以上因素本机选用立式盘播种器。

3.3立式排种器的特点

1、结构简单，使用可靠，它由壳体、排种盘和清种刀三个零件组成。

钢刀清种干净利落，寿命长，故障少，大大提高了排种器的可靠性。

2、排种盘立着用，占空间少，排种器内可装三个播种盘，解决了播种三行位置。

3、立式盘能完成大豆双行单粒点播任务，在铧犁播种部件上已经是使用了15年，效果交好。

只要种子符合尺寸，破碎率不超过2%，而株距合格率平均都在98%以上。

4、立式盘侧充填，充填区域大，360°除投种区60°外都可充填，充填时间长，充填性能好，可提高作业速度，垂直窝眼排种器的切速度不大于0.2m/s，而立式盘排种器达到0.62m/s，排种仍然很好，切线速度可提高三倍多。

5、立式盘排种器种子出口处种子运动方向与机器前进方向相反，减少了种子的绝对运动速度（前进速度减去种子的切线速度），再加投种点低（65mm），大大提高了粒距的均匀性。

第四章排肥器

播种和中耕追肥机上的排肥器，主要用于排施粒状和粉状化肥、粒状复合肥以及农场自制颗粒肥料等。

化肥的主要技术特性见表4-1

表4-1几种化肥的主要技术特性

肥料名称

外形

自然休止角

尿素

颗粒

35°

硫酸铵

粒状

44°

硝酸铵

结晶

2.13

1010

35°

碳酸氢铵

粉状

2.87

920

37°

磷酸铵

晶体

2

840

过磷酸钙

粉粒状

16

880

4.1排肥器的要求

（1）要有一定的排肥能力，一般施肥量应在5～30㎏／亩范围内可调。

排肥量要均匀稳定，不架空、不堵塞、不断条。

（2）通用性好，能排施多种肥料。

（3）排肥工作阻力不大，工作可靠，使用调节方便，便于箱内剩余肥料的清理。

（4）零部件要耐腐蚀和耐磨。

4.2排肥器的类型、特点和适用范围

1.外槽轮式结构较简单，适于排施流动性好的松散化肥和复合粒肥。

对吸湿性强的粉状化肥易粘结槽轮，引起架空、堵塞。

多用于谷物条播机和中耕作物播种机上。

2.滚轮式结构简单，适于排施流动性好的松散化肥和复合粒肥。

对流动性差，吸湿性大的粉状化肥不适用。

易发生架空、堵塞。

多用于谷物条播机上。

3.适于排施粉状和