2YM-6型小麥免耕播種機設計及試驗

張立國（黑龍江農墾總局建三江分局前進農場機務科）

1、前言

黑龍江省是農業(yè)大省，近年來由于采用不合理的耕作方式與措施，土地退化嚴重；同時由于黑龍江省水資源時空分布不均勻，水資源調節(jié)能力差，加上經(jīng)濟發(fā)展和人口增加，致使黑龍江省水土流失嚴重，截至目前水土水土流失面積1120萬hm2，占全省總面積的24.7%。全省已有近140萬畝耕地在14萬條侵蝕溝的沖刷下消失了，黑土層厚度由原來的70-80cm變成20-30cm，并且表層正以每年0.5～1cm的速度流失，土壤有機質含量由12%降為1%-2%，地力明顯下降。由于缺水及不合理的耕作方式，黑龍江省西部的沙漠化土地正以平均每年1公里的速度向東推進，而沙塵在風的攜裹下每年流動速度則達到了10公里以上，全省西部地區(qū)的沙漠化土地面積已達274萬公頃，據(jù)測算，每年由此造成的直接經(jīng)濟損失高達10億元以上。因此，在我省實行保護性耕作勢在必行。

圖1 小麥免耕播種機結構簡圖

小麥作為黑龍江省主栽產(chǎn)品，曾經(jīng)有過輝煌。但是，近些年來，由于小麥品質不高、經(jīng)濟效益低下，種植面積有所減少。但隨著種植業(yè)結構的調整以及培育出高品質的小麥，最近幾年小麥的種植面積又逐年回升， 2006年以來，全省小麥種植面積已經(jīng)恢復并超過400萬畝。針對上面的情況，同時考慮農戶經(jīng)營面積、作業(yè)地塊等特點，筆者設計了2YM-6型小麥免耕播種機。

2、小麥免耕播種機主要性能技術參數(shù)

外形尺寸/ mm：1400×1000×1250

工作幅寬/mm：1400

開溝器數(shù)/個：12

配套動力/kw：8.82～13.2

工作速度/km?h-1：4～6

排肥傳動比：1：1.5

排種傳動比：1：2 .5

生產(chǎn)率/hm2?h-1：0.56～0.84

3、總體設計

3.1、設計要求

播種量符合農業(yè)技術規(guī)定，種子在種溝內分布均勻；播種機應具有種肥分施功能且種子破損率低；各行的播深、行距、播量應保持一致；免耕工作部件破茬開溝器應具有入土能力強，不亂土層的作用，種子應播在濕土層中并且用濕土覆蓋；整機重量輕，能夠滿足小馬力拖拉機的懸掛要求。

3.2、播種機結構及工作過程

2YM-6型小麥免耕播種機為全懸掛式，6行播種，配套動力為8.82～13.2kw。該機主要由機架、破茬開溝器、仿行機構、傳動機構、種肥箱總成及其他附屬結構等組成，其具體結構如圖1所示。工作時，由拖拉機懸掛牽引，破茬開溝器開出種、肥溝，排種、肥器將種肥箱中的種肥按農藝上要求的播量排出，經(jīng)輸種、肥管按農藝上要求的垂直距離分別播入種、肥溝內，靠開溝器自動回土作用覆土，從而完成整個工作過程。

4、 播種機主要工作部件的選擇

4.1、肥、種垂直分施開溝器的選擇

由于免耕播種是在未耕地上進行播種，要求開溝器應該具有一定的強度且入土能力強；小麥屬于密植作物，行距小，要求播種小麥應垂直分施。肥、種垂直分施開溝器由施肥開溝裝置、施種開溝裝置和連接板構成的。施肥開溝器由開溝器柄、尖角形翼鏟和導肥管組成。施種開溝器由導種管和尖角形翼鏟組成，整體式制作。根據(jù)設計要求，施肥開溝裝置、施種開溝裝置由連接板連接，連接板焊接在導肥管上。連接鋼板上開有長孔，可以調節(jié)施種開溝裝置的工作深度。開溝器柄由厚16mm、寬46mm、長600mm的45＃熱扎鋼板制成，導肥管采用內徑Φ32mm、壁厚2.5mm的鋼管制成，導種管采用內徑Φ30mm、壁厚2.5mm的鋼管制成。種、肥之間應隔開4～5cm以上的距離，避免肥料燒傷種子 。

4.2、排種、肥器的選擇

排種器和排肥器是播種機上的主要工作部件，其選擇的好壞將直接影響播種機的工作性能。與其他排種器相比，紋盤式排種器具有結構簡單、多行排種口的結構一致性較容易保證、能耗少和能均勻分配種子等優(yōu)點，因此本機上選用了紋盤式排種器。具體結構參數(shù)見表1 .

表1 紋盤式排種器的結構參數(shù)

5、播種機主要工作部件的設計及參數(shù)確定

5.1、種、肥箱的設計

種肥箱的設計，既要考慮地頭加種，又要考慮加種后整機的質量及懸掛起來后防止種子和肥料從種肥箱中溢出。設計時將箱體的橫截面設計成梯形，由經(jīng)驗可知，每公頃排種量大于每公頃的排肥量，排種箱的容積、排種肥箱的容積及結構參數(shù)由以下公式確定。

式中：γ —種子的單位容積（kg/L），取γ小麥=0.7，

Nmax—單位面積最大播量(kg/667m2)，

Nmax=30kg/1000m2，

B — 工作幅寬（m），B=1.4，

L — 最工作長度（m），根據(jù)實際情況取L=1200m，

a —上底寬（m)；b —下底寬（m)；h —箱體高(m)；

l —箱體長（m）。

經(jīng)計算得：，V總≈142.56L，a≈40cm，b≈30cm，

l=140cm，h=30cm。

5.2、機架的設計

機架設計為管鋼結構，可承受開溝器的水平力，垂直力和扭力。開溝器分布在距離60cm的兩根梁上，這種結構可清理土塊和雜草防止堵塞。懸掛點按照ASAE標準設計為第一類三點式懸掛機構。兩個可調的地輪安裝在機架上，可以控制播種機機架的高度和加在開溝器及其安裝架上的總壓力。這兩個地輪采用拖拉機的同類輪胎，用于驅動種肥機構。機架的設計尺寸為長1.4m，寬0.6m。機架的材料采用無縫方型鋼，邊長a為50mm，厚度t為4mm 。

6、2YM-6小麥免耕播種機試驗及結果分析

2008年5月在齊齊哈爾某農場播種春小麥，播種后的土壤擾動量為22%～27%，土壤擾動量較小，播種后小麥秸稈覆蓋率為77%。播種過程中抽出6次測試機具的通過性，沒有發(fā)現(xiàn)堵塞情況，通過性好，這是由于尖角形翼鏟式免耕開溝器有較好的破茬開溝能力，遇到小麥秸稈、雜草等能夠及時脫落，因此沒有發(fā)生任何堵塞。在播種過程中沒有發(fā)現(xiàn)種管、肥管的堵塞，主要是設計了種肥管防堵?lián)醢?。種子的平均覆土深度為3.98 cm，方差為0.68，變異系數(shù)為16.5%；肥料的平均覆土深度為8.5cm，方差為0.80，變異系數(shù)為9.44%，種深的變異系數(shù)明顯比肥深的變異系數(shù)大，主要由于種肥為同溝垂直分施，肥料直接落入溝底部，雖然施肥深度與開溝深度有關，但在播種時，播深同時要受開溝深度和落種前回土量雙因素的影響，尤其是免耕地開溝后土塊大小不均以及地表有秸稈，影響回土量。播種后開溝器的回土效果好，出苗情況良好，在查苗過程中沒有發(fā)現(xiàn)有晾籽情況。由于播種量較低，平均出苗數(shù)400.5株/m2，方差為26.7，變異系數(shù)為7.6%，能夠滿足要求 。