李正仁
(黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械工程科學(xué)研究院 牡丹江分院,黑龍江 牡丹江 157000)
中國(guó)蔬菜產(chǎn)業(yè)日益發(fā)展的今天,在國(guó)家政策和資金的支助下,一些地方快速、大量興起育苗場(chǎng)。穴盤精量播種機(jī)是工廠化設(shè)施園藝生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備[1-2]。目前,國(guó)內(nèi)農(nóng)機(jī)市場(chǎng)缺少價(jià)格低、操作簡(jiǎn)單、效果好的氣吸式穴盤播種機(jī)。育苗場(chǎng)規(guī)模化生產(chǎn)中,穴盤育苗技術(shù)起到關(guān)鍵作用,可以有效控制秧苗的生長(zhǎng)環(huán)境,穴盤播種技術(shù)在穴盤育苗技術(shù)中起到?jīng)Q定性作用。
穴盤播種技術(shù)是一種新的育苗技術(shù),它是采用分格室形式播種,播種時(shí)每個(gè)格室一粒種子,出苗時(shí)每個(gè)格室一株,達(dá)到精確播種目的,有效解決因種子價(jià)格昂貴造成浪費(fèi)的現(xiàn)象,大大提高種子利用率[3-4]。
穴盤播種裝置是播種機(jī)的核心工作部件,為提高穴盤播種機(jī)的卸種率、吸嘴充種率,降低空穴率和重播率,采用消化吸收國(guó)外有關(guān)先進(jìn)技術(shù)和自主創(chuàng)新相結(jié)合的方法,設(shè)計(jì)一種負(fù)壓吸種與正壓卸種穴盤播種裝置??商娲M(jìn)口產(chǎn)品,節(jié)約購(gòu)機(jī)資金,有效促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化和規(guī)?;l(fā)展。
如圖1所示,負(fù)壓吸種與正壓卸種穴盤播種裝置能夠?qū)崿F(xiàn)精確播種,該裝置主要包括機(jī)架、振動(dòng)電機(jī)、種盤、風(fēng)壓吸嘴、吸盤、手柄、移位搖桿、穴盤、吸盤氣管、正壓常閉氣閥、正壓氣管、氣管換位器、負(fù)壓氣管、風(fēng)機(jī)、負(fù)壓常開氣閥等。
1.機(jī)架;2.振動(dòng)電機(jī);3.種盤;4.風(fēng)壓吸嘴 ;5.吸盤;6.手柄;7.移位搖桿;8.穴盤;9.吸盤氣管;10.正壓常閉氣閥;11.正壓氣管;12.氣管換位器;13.負(fù)壓氣管;14.風(fēng)機(jī);15.負(fù)壓常開氣閥
負(fù)壓吸種與正壓卸種穴盤播種裝置作業(yè)時(shí),風(fēng)機(jī)、振動(dòng)電機(jī)接通電源,振動(dòng)電機(jī)安裝在種盤下方,帶動(dòng)種盤振動(dòng),能使種子跳動(dòng)、分離不堆積,利于種子吸附。握住手柄,在移位搖桿控制下,將吸盤移動(dòng)到種盤內(nèi)部,風(fēng)壓吸嘴安裝在吸盤下方,此時(shí)風(fēng)壓吸嘴與種子接觸,風(fēng)機(jī)通過負(fù)壓常開氣閥、負(fù)壓氣管、吸盤氣管將吸盤內(nèi)部氣壓吸成負(fù)壓,風(fēng)壓吸嘴將種盤內(nèi)種子吸上。握住手柄,在移位搖桿控制下,將吸盤移動(dòng)到穴盤上方,風(fēng)壓吸嘴置于穴盤穴坑內(nèi),此時(shí)吸盤接觸正壓常閉氣閥,接觸后正壓常閉氣閥為打開狀態(tài),負(fù)壓常開氣閥為關(guān)閉狀態(tài)。風(fēng)機(jī)通過正壓常閉氣閥、正壓氣管、吸盤氣管將空氣吹入氣盤成正壓,將風(fēng)壓吸嘴上種子吹到穴盤穴坑內(nèi),保證卸種率。依次循環(huán)操作,完成作業(yè)。
負(fù)壓吸種與正壓卸種穴盤播種裝置可以降低空穴率、重播率及勞動(dòng)強(qiáng)度,提高播種效率,農(nóng)戶易上手,滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、價(jià)格低、故障少的要求。
風(fēng)機(jī):750 W;
電源:220 V;
吸種氣盤(長(zhǎng)×寬):540 mm×280 mm;
工作效率:≥350盤·h-1;
卸種率:100%;
吸嘴充種率:≥99%;
重種率:≤1%。
如圖1所示,負(fù)壓吸種與正壓卸種穴盤播種裝置的機(jī)架是整機(jī)的骨架,主要起到支撐作用,其他工作部件安裝在機(jī)架上,形成一個(gè)完整的機(jī)型。
機(jī)架是由型材焊接形成的框架,機(jī)架上安裝有振動(dòng)電機(jī)、種盤、移位搖桿、穴盤、吸盤氣管、正壓常閉氣閥、正壓氣管、氣管換位器、負(fù)壓氣管、負(fù)壓常開氣閥等工作部件。
如圖2所示,種盤是負(fù)壓吸種與正壓卸種穴盤播種裝置關(guān)鍵部件,種盤材料為雪弗板,雪弗板具有不變形、不開裂等性能。可以根據(jù)不同的穴盤替換不同的種盤,種盤有72孔 、50孔、32孔,種盤長(zhǎng)L=540 mm,寬B=280 mm。
圖2 種盤
種盤安裝在種盤底板上,種盤底板固定安裝在機(jī)架上,種盤底板下方安裝有振動(dòng)電機(jī),振動(dòng)電機(jī)采用偏心結(jié)構(gòu),振動(dòng)頻率能夠滿足種子在種盤內(nèi)不斷跳動(dòng)且跳不出種盤,利于種子吸附,吸嘴充種率≥99%,重播率≤1%。
吸盤主要是通過風(fēng)壓來吸附、卸下種子,吸盤材料是亞克力,具有較好的透明性、化學(xué)穩(wěn)定性、易加工、外觀優(yōu)美等優(yōu)點(diǎn)。
吸盤是由6塊不同形狀的亞克力板制作而成,吸盤下面安裝有風(fēng)壓吸嘴,如圖3所示。風(fēng)壓吸嘴上端材料是尼龍,尼龍材料具有耐熱、抗壓強(qiáng)度好、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。風(fēng)壓吸嘴下端材料為不銹鋼,可根據(jù)不同種子配裝不同吸嘴。吸嘴斜面與水平面之間有夾角,根據(jù)種子的不同可以任意調(diào)整吸嘴角度,吸嘴角度為α,其調(diào)節(jié)范圍在0°~65°之間,根據(jù)蔬菜種子大小調(diào)節(jié)吸嘴角度。蔬菜種子相對(duì)較大時(shí),吸嘴角度越大,蔬菜種子相對(duì)較小時(shí),吸嘴角度越小,能更好地吸附種子 ,提高吸嘴充種率。
圖3 風(fēng)壓吸嘴
吸盤是通過移位搖桿在種盤與穴盤之間來回變換的,移位搖桿材料是彩色亞克力,移位搖桿一端固定在機(jī)架上,另一端固定在吸盤上,組成一個(gè)連桿結(jié)構(gòu)。
風(fēng)機(jī)是最重要的工作部件,是通過正壓常閉氣閥、負(fù)壓常開氣閥控制風(fēng)壓來實(shí)現(xiàn)正負(fù)壓,當(dāng)處于負(fù)壓時(shí)吸附種子、正壓時(shí)卸下種子。
為了節(jié)約能源和減小噪聲危害,在滿足所需風(fēng)量和風(fēng)壓的前提下,應(yīng)盡可能選用效率高、噪聲低的風(fēng)機(jī)??紤]到管道系統(tǒng)可能漏風(fēng),部分阻力計(jì)算難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn),為了運(yùn)行可靠,選用的風(fēng)量和風(fēng)壓應(yīng)大于計(jì)算風(fēng)量和風(fēng)壓。
如圖4所示,吸盤吸種時(shí),負(fù)壓常開氣閥處于開啟狀態(tài),風(fēng)機(jī)通過線路一、負(fù)壓氣管、氣管轉(zhuǎn)換器、吸盤氣管使吸盤產(chǎn)生負(fù)壓,實(shí)現(xiàn)吸種。卸種時(shí),吸盤移動(dòng)到正壓常閉氣閥處,此時(shí)風(fēng)機(jī)正壓常閉氣閥處開啟,風(fēng)機(jī)通過線路二、正壓氣管、氣管轉(zhuǎn)換器、吸盤氣管將正壓吹入吸盤,實(shí)現(xiàn)卸種。通過風(fēng)機(jī)的正負(fù)壓來實(shí)現(xiàn)吸種和卸種。
圖4 風(fēng)機(jī)工作示意圖
設(shè)計(jì)的負(fù)壓吸種與正壓卸種穴盤播種裝置具有如下創(chuàng)新點(diǎn):
1)吸盤風(fēng)壓吸嘴下端面呈斜面狀,斜面與水平面之間夾角在0°~65°之間,能更好地吸附種子,提高吸嘴充種率,可以根據(jù)不同蔬菜種子更換不同風(fēng)壓吸嘴,種子越大,吸嘴角度越大,種子越小,吸嘴角度越小。
2)該裝置采用負(fù)壓吸種與正壓卸種組合式穴盤播種技術(shù),此技術(shù)能夠使風(fēng)壓吸嘴充種率達(dá)到99%以上,卸種率100%,正壓與負(fù)壓都是通過同一風(fēng)機(jī)來控制,操作方便。
3)振動(dòng)式種盤是采用偏心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),通過振動(dòng)試驗(yàn),經(jīng)測(cè)試后得到合適匹配的振動(dòng)頻率,以保證種子在種盤內(nèi)振動(dòng)不被破壞,使種子更好地與風(fēng)壓吸嘴接觸,保證吸嘴充種率。
選擇負(fù)壓吸種與正壓卸種穴盤播種裝置安裝位置時(shí),首先考慮種源、動(dòng)力源等因素,布局合理,方便安裝。
開機(jī)前檢查振動(dòng)電機(jī)的安裝位置,振動(dòng)電機(jī)應(yīng)該安裝在種盤中心處,如偏離,應(yīng)及時(shí)調(diào)整,避免振動(dòng)不均勻,影響種子吸附。
開機(jī)前檢查風(fēng)壓吸嘴是否出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象,如發(fā)現(xiàn)堵塞,應(yīng)及時(shí)更換,避免出現(xiàn)漏播現(xiàn)象。
安裝完成后,檢查各個(gè)部件之間間隙,各緊固件緊固情況,如發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)修正。
空轉(zhuǎn)試運(yùn)行,運(yùn)行時(shí)間5 min,檢查風(fēng)機(jī)正壓、負(fù)壓出風(fēng)情況及各部件運(yùn)轉(zhuǎn)情況。
空轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)正常后,再做負(fù)荷實(shí)驗(yàn),根據(jù)不同的種子,調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)壓,達(dá)到最佳效果。
作業(yè)時(shí),應(yīng)避免雜物進(jìn)入種盤,以免影響播種效果。
負(fù)壓吸種與正壓卸種穴盤播種技術(shù)及產(chǎn)品的推廣應(yīng)用,符合國(guó)家技術(shù)產(chǎn)品發(fā)展政策,滿足農(nóng)戶需求。負(fù)壓吸種與正壓卸種穴盤播種裝置具有作業(yè)效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、價(jià)格低、故障少的特點(diǎn)。風(fēng)機(jī)正壓風(fēng)力將種子吹到穴盤內(nèi),吸嘴充種率≥99%,重播率≤1%,風(fēng)機(jī)負(fù)壓風(fēng)力將種子吸到吸嘴上,吸嘴充種率達(dá)到99%以上,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。