BZJ—型電動(dòng)水稻育秧播種機(jī)的設(shè)計(jì)

安龍哲+李會(huì)榮+王密勝

摘要：設(shè)計(jì)了2BZJ-500型電動(dòng)水稻育秧播種機(jī)，該機(jī)可一次性完成鋪底土、噴水、播種、覆面土等作業(yè)工序，解決了制約我省水稻育秧機(jī)械化的瓶頸問(wèn)題。介紹了該機(jī)的設(shè)計(jì)理念、工作原理、主要工作部件及技術(shù)參數(shù)的確定。

關(guān)鍵詞：水稻；育秧播種機(jī)；工作原理；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：S22326文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.01.005

0引言

水稻是我省三大主要糧食作物之一，目前全省水稻種植面積6000萬(wàn)畝以上，是全國(guó)最大的水稻商品糧生產(chǎn)基地。水稻機(jī)械化插秧成為我國(guó)水稻生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)，并帶動(dòng)機(jī)械化育插秧技術(shù)的應(yīng)用推廣。水稻育秧播種的質(zhì)量將直接影響水稻的插秧質(zhì)量及水稻的產(chǎn)量。

黑龍江省水田機(jī)械化研究所在深入調(diào)查我省現(xiàn)有水稻育秧作業(yè)方式、機(jī)具的種類、優(yōu)缺點(diǎn)、先進(jìn)性的基礎(chǔ)上，針對(duì)我省水稻產(chǎn)區(qū)現(xiàn)有手動(dòng)或半機(jī)械化育秧播種設(shè)備，從2015年開始，在研學(xué)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上，研發(fā)出了2BZJ-500型電動(dòng)水稻育秧播種機(jī)，該機(jī)可一次性完成鋪底土、噴水、播種、覆面土等作業(yè)工序，解決制約我省水稻育秧機(jī)械化的瓶頸問(wèn)題。水稻育秧播種機(jī)的應(yīng)用推廣，保證了水稻育秧播種的精準(zhǔn)性，提高了生產(chǎn)效率，在節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境等方面也具有重大意義。

1總體設(shè)計(jì)方案和工作原理

11總體設(shè)計(jì)方案

根據(jù)我省水稻生產(chǎn)育秧播種的農(nóng)藝要求、工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)能力及農(nóng)民的實(shí)際購(gòu)買水平，綜合國(guó)內(nèi)外水稻育秧播種機(jī)的先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，確定了設(shè)計(jì)原則：一是為水稻生產(chǎn)機(jī)械化程度高的專業(yè)戶及水稻生產(chǎn)育秧播種專業(yè)戶設(shè)計(jì)的自動(dòng)化專業(yè)設(shè)備、安全可靠。二是機(jī)具的各項(xiàng)性能指標(biāo)應(yīng)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和農(nóng)藝要求。三是設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理、標(biāo)準(zhǔn)化程度高。為此，我所研究開發(fā)了2BZJ-500型電動(dòng)水稻育秧播種機(jī)。該機(jī)主要由機(jī)架、調(diào)速電機(jī)、播土箱總成、播種箱總成、覆土箱總成及育秧盤輸送帶總成等組成。

12工作原理

將配制好的床土和催好芽的稻種分別裝入各自的料箱中，將自來(lái)水管接到灌水部分，將秧盤放入輔助機(jī)架上然后開動(dòng)電機(jī)，隨著秧盤的運(yùn)行，播入底土、灌水、播種、播入覆土、完成播種然后將播完種的秧盤放到育秧棚中。該機(jī)可一次完成鋪底土、噴水、播種、覆土等作業(yè)工序，提高了播種的質(zhì)量和效率，育出的秧苗質(zhì)量高為機(jī)械化插秧作業(yè)提供了保證。

13性能特點(diǎn)

（1）通過(guò)更換排種輥可實(shí)現(xiàn)缽育秧盤和機(jī)插秧盤的育秧播種工作。

（2）裝種箱底部設(shè)計(jì)成半開放式，開口寬度為30 mm，使得種箱中的大部分種子的自重由種箱承擔(dān)，分解了種箱中種子的重量直接作用在播種輥輪上，減輕了種子與播種輥輪之間的壓力，從而減少了傷種率，尤其是減少了帶牙種子的傷種率。

（3）通過(guò)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速可實(shí)現(xiàn)作業(yè)速度的調(diào)整，即可改變作業(yè)效率。

2整機(jī)結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)

21整機(jī)結(jié)構(gòu)

2BZJ-500型電動(dòng)水稻育秧播種機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示，該機(jī)包括機(jī)架、調(diào)速電機(jī)、播土箱總成、播種箱總成、覆土箱總成、育秧盤輸送帶總成及鏈傳動(dòng)裝置等組成。工作時(shí)，接通電源后調(diào)速電機(jī)輸出軸通過(guò)四組鏈傳動(dòng)裝置，分別驅(qū)動(dòng)育秧盤輸送帶總成、播土箱總成、播種箱總成和覆土箱總成，一次性完成輸入秧盤、鋪底土、噴水、播種、覆土及輸出秧盤六項(xiàng)作業(yè)。

1.機(jī)架2.調(diào)速電機(jī)3.播土箱總成4.播種箱總成5.覆土箱總成6.育秧盤輸送帶總成7.鏈傳動(dòng)裝置

3主要工作部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

31機(jī)架的設(shè)計(jì)

如圖1所示，機(jī)架設(shè)計(jì)成由方管型材焊合成的矩形框架結(jié)構(gòu)，機(jī)架上從左到右依次安裝有播土箱總成、播種箱總成、覆土箱總成、育秧盤輸送帶總成、鏈傳動(dòng)裝置及調(diào)速電機(jī)等。

32播土箱及覆土箱總成的設(shè)計(jì)

（1）如圖1所示，播土箱及覆土箱總成由裝土箱、播土驅(qū)動(dòng)軸、送土皮帶、支座板及土量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等組成。動(dòng)力來(lái)自于調(diào)速電機(jī)，通過(guò)鏈傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)播土驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)送土皮帶實(shí)現(xiàn)播土及送土。

（2）播土量的調(diào)節(jié)如圖2所示，裝土箱前擋板上焊接兩個(gè)調(diào)節(jié)螺栓，松動(dòng)調(diào)節(jié)螺栓上兩個(gè)蝶形螺母后，將土量調(diào)節(jié)板與輸土膠帶的間隙調(diào)至適合位置即可，間隙增大則播土量增大，間隙減小則播土量減小，可實(shí)現(xiàn)播土量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。

1.蝶形螺母2.螺栓3.裝土箱前擋板4.土量調(diào)節(jié)板焊合

33播種箱總成的設(shè)計(jì)

（1）如圖3及圖4所示，播種箱總成由播種箱、播種驅(qū)動(dòng)軸、播種輥、支座板及播種量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等組成。動(dòng)力來(lái)自于調(diào)速電機(jī)，通過(guò)鏈傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)播種驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)播種輥轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)播種。

（2）播種量的調(diào)節(jié)如圖3所示，種箱前板上焊接兩個(gè)調(diào)節(jié)螺栓，松動(dòng)調(diào)節(jié)螺栓上兩個(gè)蝶形螺母后，將種箱調(diào)節(jié)毛刷與排種輥輪的間隙調(diào)至適合位置即可，間隙增大則播種量增大，間隙減小則播種量減小，可實(shí)現(xiàn)播種量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。

1.種箱前板2.蝶形螺母3.螺栓4.種箱調(diào)節(jié)毛刷組合

（3）裝種箱底部設(shè)計(jì)成半開放式，裝種箱前擋板與后擋板底面之間的開口寬度為30 mm，使得種箱中的大部分種子的自重由種箱承擔(dān)，分解了種箱中種子的重量直接作用在播種輥輪上，減輕了種子與播種輥輪之間的壓力，從而減少了傷種率，尤其是減少了帶牙種子的傷種率。

（4）播種輥設(shè)計(jì)為兩種形式，一種為外槽輪式播種輥，適應(yīng)機(jī)械插秧盤的育秧工作；另一種為窩眼式播種輥，適應(yīng)缽育秧盤的育秧工作。作業(yè)時(shí)通過(guò)更換兩種形式的播種輥，實(shí)現(xiàn)機(jī)插育秧播種和缽育秧播種的互換工作。

4主要工作部件設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算

2BZJ-500型電動(dòng)水稻育秧播種機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)如圖4所示。播種機(jī)的動(dòng)力由220 v、200 w調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)過(guò)五個(gè)軸8個(gè)鏈輪及鏈條組成的鏈傳動(dòng)系統(tǒng)分別驅(qū)動(dòng)播土箱總成、播種箱總成、覆土箱總成及育秧盤輸送帶總成完成育秧播種作業(yè)。endprint

鏈輪齒數(shù)：za=zb=12，zc=zd=ze=zf=zg=zh=13。

調(diào)速電機(jī)為220 v200 w，電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速為0～40 r/min之間可調(diào)。

播種機(jī)生產(chǎn)率的計(jì)算（最大生產(chǎn)率），如圖4所示，取電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速為40 r/min。

41育秧盤輸送輥轉(zhuǎn)速n4

傳動(dòng)比i4計(jì)算：

i1=zcza，i2=zfzd

i4=i1×i2=1312

1.調(diào)速電機(jī)2.播種總成 3、3+.播土、覆土總成4.傳動(dòng)總成

圖42BZJ-500型電動(dòng)水稻育秧播種機(jī)傳動(dòng)示意圖

n4=na÷i4=40×1312=37 r/min

42育秧盤輸送輥線速度v運(yùn)

已知運(yùn)輸輥直徑為60 mm。

v運(yùn)=πDn60=314×60×3760=116 mm/s

43生產(chǎn)效率η

已知秧盤規(guī)格：長(zhǎng)×寬為600×280 mm

η=116×3600÷600=696盤/h

5播種量的計(jì)算

已知稻種千粒重334 g。

51外槽輪式播種輥

外槽輪式播種輥共8條凹槽，每條凹槽有35個(gè)播種位置，每個(gè)凹槽平均播4粒種子。

當(dāng)nc1=20 r/min時(shí)，每分鐘排種量：

m槽1=20×35×8×4×3341000=748 g

當(dāng)nc1=37 r/min（max）時(shí)，每分鐘排種量：

m槽2=37×35×8×4×3341000=1384 g

52窩眼式播種輥

窩眼式播種輥單排18個(gè)播種孔，共8排144孔，每個(gè)孔平均播4粒種子。

當(dāng)nc1=20 r/min時(shí)，每分鐘排種量：

m孔1=20×18×8×4×3341000=385 g

當(dāng)nc1=37 r/min（max）時(shí)，每分鐘排種量：

m孔2=37×18×8×4×3341000=712 g

6結(jié)論

根據(jù)我省水稻生產(chǎn)育秧播種的農(nóng)藝要求、工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)能力及農(nóng)民的實(shí)際購(gòu)買水平，綜合國(guó)內(nèi)外水稻育秧播種機(jī)的先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究開發(fā)了2BZJ-500型電動(dòng)水稻育秧播種機(jī)。通過(guò)生產(chǎn)考核結(jié)果可知，該機(jī)各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。該機(jī)一次作業(yè)可完成鋪底土、噴水、播種、覆土等工序。該機(jī)的應(yīng)用推廣，保證了水稻育秧播種的精準(zhǔn)性，提高了生產(chǎn)效率，在節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境等方面也具有重大意義。

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