2ZB-2型吊杯式移栽機的研制

李紅斌，鄭　炫，溫浩軍

（1.新疆科神農(nóng)業(yè)裝備科技開發(fā)有限公司，新疆石河子　832000；2.新疆農(nóng)墾科學院機械裝備研究所，新疆石河子　832000）

2ZB-2型吊杯式移栽機的研制

李紅斌1，鄭炫2，溫浩軍1

（1.新疆科神農(nóng)業(yè)裝備科技開發(fā)有限公司，新疆石河子832000；2.新疆農(nóng)墾科學院機械裝備研究所，新疆石河子832000）

摘要：針對新疆大面積栽植番茄與辣椒，手工移栽滿足不了栽植要求，同時本地區(qū)移栽需覆膜和鋪滴管帶等的要求，設計了一種新型的膜上移栽機。文中對該機的主要零部件設計以及試驗情況進行介紹。

關鍵詞：移栽機；研制；零部件設計

新疆是著名的紅色產(chǎn)業(yè)基地，每年種植的番茄和辣椒面積均在5.6萬/m2左右，通過育苗移栽，可以將作物的生育期提前15天左右，有效避免了早春的低溫、霜凍、冰雹等災害天氣的影響，同時移栽是一項增產(chǎn)增收的新技術(shù)，增產(chǎn)幅度在10%左右，目前采用手工移栽勞動強度大，移栽質(zhì)量不穩(wěn)定，為此急需研究一種新型的移栽機械。2ZB- 2型吊杯式移栽機是根據(jù)大田移栽的農(nóng)藝要求設計開發(fā)的一機多用、移栽質(zhì)量好、效率高的膜上移栽新型農(nóng)具?？梢杂糜诜选⒗苯返仁卟撕突ɑ茏魑锏囊圃宰鳂I(yè)。

1　主要設計參數(shù)

栽植行距（mm）400～1250

栽植株距（mm）190～460

栽植深度（mm）50～120

栽植合格率（%）≥90

栽植頻率，株（min·行）≥35

漏栽率（%）≤5

重載率（%）≤4

配套動力（kw）30

外形尺寸（mm）1760×2430×2200

圖1　2ZB-2吊杯式移栽機三維模型圖

2　整機的主要機構(gòu)及工作原理

2ZB- 2型吊杯式移栽機主要由覆土裝置、機架、座椅、苗盤托架、喂苗機構(gòu)、傳動機構(gòu)、栽植機構(gòu)、鎮(zhèn)壓輪等組成，主要機構(gòu)見圖1、圖2。

2ZB- 2型吊杯式移栽機采用2個移栽單組以鉸鏈形式與主梁連接。工作時由拖拉機懸掛連接帶動地輪前進，地輪帶動傳動軸，然后傳動軸上鏈輪帶動栽植機構(gòu)做圓周運動，栽植機構(gòu)鏈輪帶動喂苗機構(gòu)水平轉(zhuǎn)動，座椅上的栽植人員將托架上的苗盤取下，將苗盤內(nèi)的苗缽體取出，放入轉(zhuǎn)動的喂苗機構(gòu)苗杯內(nèi)，苗杯轉(zhuǎn)到一定方位，苗缽體落入下方做圓周運動的栽植機構(gòu)的吊杯內(nèi)，當?shù)醣木蚩足Q轉(zhuǎn)到底部，扎入前置覆土裝置覆土在地膜上的土行，同時掘孔鉗鉗柄受控制軌道的擠壓，將土壤內(nèi)的鉗尖打開形成臨時穴孔，這時苗缽體掉入穴孔內(nèi)，隨著掘孔鉗的提起，土滑入空洞內(nèi)將苗扶正，后面V型橡膠輪將土擠壓壓實。

圖2　2ZB-2吊杯式移栽機結(jié)構(gòu)示意圖1、覆土裝置2、機架3、傳動機構(gòu)4、座椅5、苗盤托架6、喂苗機構(gòu)7、栽植機構(gòu)8、鎮(zhèn)壓輪

3　主要工作部件

3.1覆土裝置

覆土裝置由框架、覆土圓片、覆土滾筒、螺旋、出土槽組成，工作時由覆土圓片取土送入滾筒，經(jīng)滾筒內(nèi)壁螺旋導出到出土槽，在地膜上形成移栽用土壤層，進土量可由圓片角度來調(diào)整。為了減少了地表不平時整體滾筒的跳動，影響進土量，同時為方便調(diào)整行距，所以滾筒采用了懸臂式分體式設計即1行1滾筒（圖3）。

圖3　覆土裝置1、框架2、覆土圓片3、覆土滾筒4、螺旋5、出土槽

3.2傳動機構(gòu)

考慮到鏈傳動可以在低速、重載和高溫條件下及灰土飛揚的不良環(huán)境中工作,在整個機構(gòu)主傳動采用鏈傳動，其結(jié)構(gòu)主要由地輪、鏈輪、六方軸、齒輪、錐齒等組成，其中株距的調(diào)整可調(diào)整地輪鏈輪齒數(shù)Z1 （23～28齒）或栽植機構(gòu)吊杯數(shù)（3～6個）來實現(xiàn)，吊杯數(shù)調(diào)整后相應要調(diào)整喂苗機構(gòu)同步鏈輪齒數(shù)Z6（12、16、20、24齒），結(jié)構(gòu)見圖4。

圖4　傳動系統(tǒng)無意圖

3.3栽植機構(gòu)

綜合幾種移栽機構(gòu)，由于吊杯式移栽需掘孔作業(yè)因此確定采用可掘孔的吊杯式移栽機，同時吊杯式對秧苗無夾持力，不傷苗，吊杯在移栽過程中對苗提取扶持作用，直立度好。

栽植機構(gòu)主要由主動圓盤、偏心環(huán)、吊杯和平行五桿機構(gòu)組成(見圖4)。吊杯的大小和數(shù)量(3～6)可根據(jù)缽苗大小和株距而選擇，其回轉(zhuǎn)半徑為24cm。當主動圓盤轉(zhuǎn)動時，吊杯隨掘孔鉗下口張開，使缽苗落入土壤空穴內(nèi)。

圖5　栽植機構(gòu)部分結(jié)構(gòu)圖1、動連接臂2、滾輪控制軌道3、主動圓盤4、驅(qū)動鏈輪5、主軸6、偏心板7、偏心環(huán)8、吊杯9、滾輪

3.4喂苗機構(gòu)

喂苗機構(gòu)主要由苗杯、槽輪機構(gòu)和齒箱傳動機構(gòu)組成，機構(gòu)見圖6。工作時地輪通過多級鏈輪傳動將動力傳遞到齒箱，齒箱中一組直齒輪帶動換向錐齒輪將動力傳遞到槽輪機構(gòu)，槽輪機構(gòu)帶動苗杯進行間歇式轉(zhuǎn)動，當苗杯轉(zhuǎn)動到一定位置停歇時，投入到苗杯內(nèi)的苗缽體順著苗杯漏斗滑入下面的栽植機構(gòu)吊杯內(nèi)，完成喂苗任務。相比較連續(xù)轉(zhuǎn)動喂苗機構(gòu)，間歇式喂苗機構(gòu)弱化了人工長時間投苗的眩暈感，減輕了工作人員勞動強度，提高了工作效率和質(zhì)量。

圖6　投苗機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖1、直齒輪2、錐齒輪3、槽輪機構(gòu)4、苗杯5、苗杯漏斗

3.5苗盤托架

苗盤托架可以放置在移栽單組的后面，正對著投苗作業(yè)的工作人員，方便取苗，但考慮到小四輪帶動，負荷比較重些，所以最終設計放置在移栽單組的側(cè)面，力量比較平衡。另外苗盤托架采用傾斜設置，取苗盤時比較輕松，托架的外側(cè)采用無橫擋板設計，方便苗盤的放入。苗盤托架與大架連接方式采用U型卡連接，方便苗架的前后移動，其結(jié)構(gòu)如圖7。

圖7　苗盤托架結(jié)構(gòu)圖1、縱梁2、U型卡3、支持架4、托架

4　性能測試及推廣

4.1試驗場地

選用一塊面積為2萬m2的試驗地，整地深度為8cm，表層土疏松無板結(jié)，上虛下實，墑度均勻，表土細碎，地表平整，田間整潔。

4.2試驗方法

為了保證測試的準確，取移栽的每行任意20m為測區(qū)，取5個測區(qū)，每個測區(qū)不重復。統(tǒng)計試驗次數(shù)為5次，平均時間2小時，試驗所用的秧苗為西紅柿苗，苗高為15- 22cm，調(diào)整株距為30cm，行距為65cm，拖拉機作業(yè)速度2km/h，需2個勞動力持續(xù)向機械內(nèi)放置缽苗，拖拉機手及其他輔助人員另需1人。

4.3試驗結(jié)果

該移栽機栽植合格率92%，栽植頻率52株/行·分鐘，漏栽率2.5%，重栽率1.1%，栽植深度合格率90%，生產(chǎn)率為1567m2/h，比人工的作業(yè)效率高3～4倍，作業(yè)效率高。

4.4推廣

2ZB- 2型吊杯式移栽機已經(jīng)投放市場使用，經(jīng)兵團第十師184團農(nóng)機站、第七師125團農(nóng)機站、第六師105團農(nóng)機站等地的移栽示范跟蹤反饋表明：2ZB- 2型吊杯式移栽機，移栽的苗體機械損傷小、移栽漏苗少、栽植均勻，設備操作維護簡便特點，各項指標達到國家機械移栽的相關要求，受到用戶一致好評，具有非常好的經(jīng)濟效益和社會效益。

基金項目：科技部農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項目（2012GB2G 410532）新疆農(nóng)墾科學院引導計劃（46YYD201206）

文章編號：1007-7782（2015）01-0023-03

中圖分類號：S223.92

文獻標識碼：A

doi:10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2015.01.010