地膜覆蓋穴播機(jī)的機(jī)構(gòu)和參數(shù)設(shè)計(jì)的研究論文

分類世密級(jí)Y 7741359單)=代碼：10019學(xué) 毋：99046弋蛾寰-t夭雜碩士學(xué)位論文地膜覆蓋穴播機(jī)的機(jī)構(gòu)和參數(shù)設(shè)計(jì)的研究Study of Framework and Parameter of Film Mulching HillDrop Planter(本課題研究得到山東省教委項(xiàng)目資助)研 究 生： 王金蓮指 導(dǎo) 教 師： 奎邀塞熬援合，作指導(dǎo)教師： 王擔(dān)友熬援申請(qǐng)學(xué)位f-I類級(jí)別： 王堂亟專 業(yè) 名 稱： 壅些扭越化工程研 究 方 向：扭璉毽魚(yú)型翅陛型盜邀所 在 學(xué) 院： 王堂院2005年3月摘要地膜覆膜是在干旱、半干旱地區(qū)推廣使用的一種現(xiàn)代化種植工藝，適用于小麥、棉花、玉米和花生等農(nóng)作物，能夠達(dá)到節(jié)水、延長(zhǎng)作物的生長(zhǎng)期、增產(chǎn)等目的。本課題研究2BFXLol型覆膜穴播機(jī)，目的在于解決農(nóng)作物地膜覆蓋與穴播機(jī)械的配套問(wèn)題，對(duì)穴播機(jī)構(gòu)進(jìn)行深入研究，進(jìn)一步完善我國(guó)的農(nóng)機(jī)具，使之適合不同地區(qū)和不同農(nóng)作物的種植制度。本文主要從兩個(gè)方面對(duì)覆膜穴播機(jī)具進(jìn)行分析：一是鴨嘴式成穴器的成穴機(jī)理；二是外槽輪式排種器的分析。研究鴨嘴式成穴器穴孔的形成過(guò)程和運(yùn)動(dòng)分析，優(yōu)化穴搔機(jī)的技術(shù)參數(shù)；鴨嘴形狀、鴨嘴大小及開(kāi)啟方向、成穴輪半徑、入土器高度及機(jī)器前進(jìn)速度等。排種機(jī)構(gòu)采用外槽輪式排種器向成穴器內(nèi)連續(xù)供種、巧妙地利用了輪盤分區(qū)分種、由成穴器間歇打開(kāi)成穴部件成穴投種。新型的2BFXL-1型花生覆膜穴擂機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、所需動(dòng)力小、牽引阻力小等優(yōu)點(diǎn)，適合與小四輪拖拉機(jī)配套。理論分析和試驗(yàn)結(jié)果袁明，該機(jī)具有良好的鋪膜、打穴、播種性能，能顯著地提高地表溫度。降低地表水的蒸發(fā)，基本滿足了農(nóng)作物對(duì)農(nóng)機(jī)具的要求。關(guān)鍵詞：地膜覆蓋，穴播機(jī)，設(shè)計(jì)AbstractPlastic film is a modernization planting technique in droughty and semiarid area，it is adapted towheat，cootten，corn，peanut and so oilPlastic film can save water,protract crops vegetal time，increaseproductionThe test study 2BFXL-1 style of film mulching hill-drop planter,the purpose is to solve theproblem between plastic film and hill-drop planter,We study in-depth about hill-drop planter is toperfect mechanization of farming1et it fn for diffent area and diffent cropsThe test mostly analyse the film mulching hill-drop planter from two aspects：One is mechanism ofduckmouth type punching-opener,One is analyse of metering deviceThe test study the holes formingand movement ofduck-mouth type punching-opener,optimze the technic parameter ofhill-drop planter：the duck-mouth figure,size，direction，rotary table radii，puncher length，and marching speedSced-metering device continuously supply seeds to hole former，utilize rotary table subareaing anddistrubiting seedls，hole former intermissionly put in seedsThe new-style 2BFXL-1 having these strongpoints：fiame briefness，having little power，littletraction resistance，fitting small four tyte tractorThe theoretical analysis andexperiments shows that this machine have many functions，for example，favourable mulching stiletto and seeding，it can notability increase upper temperature,reduce the uppewaters lapseIt basically suffice crop for farming machineKey words：Plastic film mulching,Hilldrop planter,Design獨(dú)創(chuàng)性聲明y 774059本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在指導(dǎo)導(dǎo)師和合作導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果，也不包含為獲得中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。研究生簽名：j全軍 時(shí)帆時(shí)年j月叫曰關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明本人完全了解中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。同意中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)可以用不同方式在不同媒體上發(fā)表、傳播學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容。(保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議)研究生簽名： 金薄 時(shí)問(wèn)：塒年；月2日導(dǎo)師簽名：二譬王、 時(shí)間：五。r年；月j，日中國(guó)農(nóng)業(yè)人學(xué)頂I學(xué)位論文 第一章緒論第一章緒論地膜覆蓋穴播作業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)展早地農(nóng)業(yè)和節(jié)水農(nóng)業(yè)的一項(xiàng)非常有前途的技術(shù)。由于全球自然環(huán)境的惡化和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，導(dǎo)致降水量的逐漸減少和水資源的嚴(yán)重污染，地球上人們可以直接取到的淡水中用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的越來(lái)越少。而地膜覆蓋能充分利用土壤深層水，對(duì)土壤有明顯的增溫保墑作用，強(qiáng)化了農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育，延長(zhǎng)了作物的生育期。地膜覆蓋穴播是指在地膜覆蓋的土壤上播種時(shí)，成穴部件只是在橘種位置上將地膜切開(kāi)在土壤上形成穴孔，對(duì)土壤的擾動(dòng)較小，有利于土壤的保墑和抗旱播種。因此，地膜覆蓋穴播技術(shù)對(duì)提高農(nóng)作物產(chǎn)量、搞好旱地農(nóng)業(yè)及鹽堿地農(nóng)作物高產(chǎn)開(kāi)發(fā)有著極為重要的意義【11。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有十分重要的地位，而我國(guó)人均擁有水量2200多立方米，是世界上13個(gè)缺水國(guó)家之一。我國(guó)現(xiàn)有耕地面積12億hm2人均耕地占有量O08hm2，僅為世界平均水平的三分之_1-21，人多她少是我國(guó)的特點(diǎn)，并且我國(guó)許多省區(qū)地處千旱半、干旱地區(qū)，有相當(dāng)耕作物處于高寒區(qū)，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)種植技術(shù)不利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。嚴(yán)峻的形勢(shì)警告我們：農(nóng)業(yè)節(jié)水是節(jié)水的關(guān)鍵，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、自動(dòng)化的農(nóng)業(yè)播種生產(chǎn)勢(shì)在必行a這就需要我們研制出可以實(shí)現(xiàn)鋪膜、覆土、打孔、播種以及隨后再覆土的一套自動(dòng)化操作設(shè)各。為農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供可靠的保障。11課題研究目的和意義西方國(guó)家可耕土地資源豐富、氣候資源較好，農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境較好，美國(guó)年取水量不足5000億立方米國(guó)民生產(chǎn)總值超過(guò)8萬(wàn)億美元左右而我國(guó)年取水量6000億立方米國(guó)民生產(chǎn)總值僅1萬(wàn)億美元左右?？梢?jiàn)我國(guó)是一個(gè)水資源浪費(fèi)極為嚴(yán)重的國(guó)家之一，我國(guó)農(nóng)業(yè)用水利用率僅為40到50t31。此外，隨著全球自然環(huán)境的進(jìn)一步惡化，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步給人們帶來(lái)諸多好處的同時(shí)也帶來(lái)了危害，影響了我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，我國(guó)7大水系重點(diǎn)流域地表水普遍受到污染，達(dá)到I、II類的水質(zhì)流域極少。地球上人類可以直接取到的淡水中，用于生活的不足l巧，而用于農(nóng)業(yè)的至少占到35。在我國(guó)農(nóng)業(yè)人口占很大比重，人多地少，土地資源十分匱乏，人均占有可耕土地資源不足一畝并且全國(guó)受早面積已由五十年代的01億公頃擴(kuò)大到現(xiàn)在的幾億多公頃。因而就需要解決農(nóng)業(yè)的增溫、保墑等方面的問(wèn)題，搞好旱地農(nóng)業(yè)及鹽堿地農(nóng)作物高產(chǎn)開(kāi)發(fā)，無(wú)疑是農(nóng)作物種植史上的一次理論和實(shí)踐上的重大突破。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植業(yè)生產(chǎn)中種植工藝不斷更新，少耕、免耕、地膜覆蓋和秸稈還田等措施正在推廣，而地膜覆蓋穴播技術(shù)是實(shí)現(xiàn)旱地農(nóng)業(yè)，大幅度提高農(nóng)作物產(chǎn)量的有效途徑。當(dāng)前我國(guó)灌溉水和降水在內(nèi)的農(nóng)田水利用低，灌溉工程不配套，造成水分浪費(fèi)嚴(yán)重。因此，研究適宜不同地區(qū)，不同作物的綜合節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)，并將這些技術(shù)組裝配套，高度集成，推廣應(yīng)用，結(jié)臺(tái)農(nóng)業(yè)機(jī)械現(xiàn)代化生產(chǎn)而研制出的地膜覆蓋穴插機(jī)，對(duì)促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，勞動(dòng)生產(chǎn)力的提高，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、自動(dòng)化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勢(shì)在必行，只有在總結(jié)以往覆膜穴播機(jī)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新改造，才能解決農(nóng)機(jī)具配套難的闊題，使農(nóng)機(jī)中國(guó)農(nóng)業(yè)火學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章締論具達(dá)到農(nóng)藝要求。實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的增溫、保墑，基本實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)播種機(jī)械化，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和單位面積的糧食產(chǎn)量，降低工作成本更有利于農(nóng)作物生產(chǎn)過(guò)程中的田間管理莆】灌溉，從而從根本上實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)特別是實(shí)現(xiàn)干旱和半干旱地區(qū)糧食作物的增產(chǎn)提供了物質(zhì)保障。因而解決打穴播種機(jī)械具有十分重要的戰(zhàn)略意義。地膜覆蓋穴播技術(shù)在現(xiàn)代種植業(yè)生產(chǎn)中的作用主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：(1)社會(huì)效益 地膜覆蓋穴播技術(shù)的使用，使土地的利用率得以提高，一定程度上延緩?fù)恋佧}堿化、沙漠化的速度提高了自然降水的利用并充分利用土壤深層水。在一定程度上為改善土壤的結(jié)構(gòu)、成分，土壤的外環(huán)境起到積極作用，在早作農(nóng)業(yè)發(fā)展中有著不可替代的作用。傳統(tǒng)種植方式，作物對(duì)水的利用率只有30，其余70土壤水分通過(guò)蒸發(fā)、地下滲漏、地表徑流，而覆膜穴播技術(shù)可大大的提高農(nóng)作物對(duì)土壤水分有效利用率。經(jīng)試驗(yàn)每畝地膜成本35元，每年少澆扣3次水，費(fèi)用大致與地膜費(fèi)用相當(dāng)，經(jīng)地膜覆蓋每茬作物可節(jié)水1500立方米公頃，若推廣0203億公頃，可節(jié)省水300400多億立方米水。(2)經(jīng)濟(jì)效益 地膜覆蓋穴播技術(shù)是早作農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收的主要措旅之一，它可以實(shí)現(xiàn)鋪膜、覆土、打孔、播種以及穴孔或膜上覆土，從而基本實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)播種機(jī)械化，從根本上減輕傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中繁重的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和單位面積的糧食產(chǎn)量，降低工作成本，達(dá)到增產(chǎn)增收。我國(guó)北方旱地冬小麥適宜覆膜面積達(dá)01億公頃，如能推廣005億公頃，可增產(chǎn)小麥100億公斤。我國(guó)北方旱她、鹽堿地春播槐花適宜覆膜面積達(dá)02億公頃，每公頃增產(chǎn)450公斤皮棉，就能增產(chǎn)90億公斤。12覆膜穴播機(jī)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀121覆膜穴播國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀1211國(guó)內(nèi)覆膜穴播研究發(fā)展現(xiàn)狀地膜覆蓋是旱作農(nóng)業(yè)的重要技術(shù)。地膜覆蓋與機(jī)械化播種是一對(duì)難以解決的矛盾。近幾年我國(guó)對(duì)地膜覆蓋栽培機(jī)械化進(jìn)行了一些研究，取得了一定的進(jìn)展。吉林大學(xué)農(nóng)業(yè)工程學(xué)院已對(duì)鴨嘴式打孔播種機(jī)、沖孔式打孔播種機(jī)、鏟式打孔播種機(jī)進(jìn)行理論研究和部件設(shè)計(jì)，但尚存在問(wèn)題，致使堵土現(xiàn)象嚴(yán)重，空穴增加，滑移率增加，未能形成產(chǎn)品。甘肅省農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣站和甘肅省農(nóng)科院于1997年研制成功了垅西“勰B)0A型小麥覆膜穴播機(jī)”，在西北地區(qū)有較大的推廣應(yīng)用，取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益，但由于鴨嘴結(jié)構(gòu)以及開(kāi)啟方式所限，只適用于西北沙質(zhì)土壤小粒作物覆貘穴播。山東臨沂市農(nóng)機(jī)所及萊陽(yáng)譚格莊農(nóng)機(jī)廠也對(duì)小麥等小粒種子作物的覆膜穴播機(jī)械化聯(lián)合作業(yè)進(jìn)行研究與機(jī)械試制，取得了一定經(jīng)驗(yàn)，但未得到大面積推廣應(yīng)用。1988年，汪遵元等人發(fā)表了“滾輪式膜上打孔精量播種機(jī)”一文。1989年，馬尷等人在“地膜覆蓋播種機(jī)成穴器的研究”一文中，對(duì)成穴器鴨嘴的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，是指在地膜上能夠以最小的穿孔在土壤上形成穴孔。在早作區(qū)，如我國(guó)的西北地區(qū)，小麥地膜覆蓋技術(shù)正在推廣，在1997年淄蹲市農(nóng)業(yè)科學(xué)研2中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)顧士學(xué)位論文 第一章緒論究所進(jìn)行了地膜覆蓋穴播早期田間試驗(yàn)研究。田問(wèn)試驗(yàn)研究表明：“小麥地膜覆蓋穴橘栽培畝增產(chǎn)120千克左右，可節(jié)水、保墑、增溫，增產(chǎn)幅度大，一般在2530，由于小麥地膜覆蓋可增加有效積溫，故可晚播10一15天，也可使我國(guó)冬小麥種植區(qū)北移。這對(duì)于生長(zhǎng)期較長(zhǎng)的前茬作物的成熟和擴(kuò)大小麥種植區(qū)非常有利”。然而，地膜覆蓋與機(jī)械化播種是一對(duì)難以解決的矛盾。目前的小麥機(jī)械化條播方式，無(wú)法實(shí)現(xiàn)地膜覆蓋。為實(shí)現(xiàn)小麥地膜覆蓋，就必須進(jìn)行新的機(jī)械化種植工藝和機(jī)具的研究。目前我國(guó)對(duì)機(jī)械化地膜覆蓋栽培技術(shù)已經(jīng)進(jìn)行了不少研究。在機(jī)械化種植方面先期主要側(cè)重于覆膜、播種等單功能機(jī)械的研究：在生產(chǎn)工藝上，仍沿襲先播種后覆膜的傳統(tǒng)，只好在麥芽即將出土?xí)r劃膜放苗。這種落后的工藝不能實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)率。因而難以大面積推廣。對(duì)于覆膜后播種，已經(jīng)研制出的機(jī)械只適宜于在砂壤土條件下作業(yè)。沒(méi)有研制出可大面積推廣的復(fù)式作業(yè)機(jī)具。1212覆膜穴播存在的問(wèn)題目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)應(yīng)用的覆膜穴播機(jī)不能完全達(dá)到覆膜播種質(zhì)量的農(nóng)藝要求。主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：1、錯(cuò)位：播入土壤的種子與膜孔罐開(kāi)，從而造成幼苗被壓在膜下，必需用人工掏苗，人工摳膜存在以下缺點(diǎn)：(1)人工摳膜放苗易損傷幼苗、頂芽及其真葉，造成缺苗、斷垅現(xiàn)象。(2)人工摳膜破膜面積不均勻，不規(guī)則過(guò)大，水分及熱量散失過(guò)大，地膜增溫保墑作用降低。(3)播種面積大，來(lái)不及放苗出膜，使幼苗過(guò)大。易造成地膜燙傷幼苗頂芽及其真葉。(4)人T摳膜、鋪膜勞動(dòng)強(qiáng)度較大。(5)對(duì)于播種密度較大作物的地膜覆蓋技術(shù)，大都采用先播種后人工覆膜，作物出苗后，挺膜難度較大。掌握不好人工摳膜放苗易造成地膜摳爛、覆蓋作用大大降低。現(xiàn)有的輪式穴播器大都采用滾輪式鴨嘴前開(kāi)式成穴器，當(dāng)滾輪在外力作用下，鴨嘴成穴器隨滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，鴨嘴成穴器插入土壤中，隨著滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，鴨嘴的彈簧壓板與土壤接觸鴨嘴打開(kāi)，其開(kāi)啟方式為前開(kāi)式，隨后種子捧出落入穴孔或膜面。其主要原因：(1)滾輪式鴨嘴穴播器，其運(yùn)動(dòng)軌跡為余擺線而產(chǎn)生種穴與膜孔錯(cuò)位：(2)覆膜機(jī)在覆膜時(shí)將膜拉長(zhǎng)打孔后，膜回縮產(chǎn)生錯(cuò)位。2、播種的均勻度和整齊度較差現(xiàn)有的穴播機(jī)雖然可調(diào)整每公頃的播量，達(dá)到不同公頃播粒數(shù)的農(nóng)藝要求，但由于外槽輪排種器排出的種子要在滾輪中重新要分配到各個(gè)充種器(鴨嘴)中，這個(gè)過(guò)程帶有很大的隨機(jī)性，使每穴種子不能均勻分配，有的一穴多這幾十粒種子，有的只有二、三粒，甚至出現(xiàn)空穴。3、播種深度不可調(diào)在千旱和半干旱播種的均勻度和整齊度較差的條件下，冬小麥和春播作物，在播種時(shí)由于土壤水分狀況、土壤質(zhì)地、土壤費(fèi)力和施肥水平縛條件不同。要求有不同的播種深度和不同的穴粒數(shù)(小麥)4、空穴空穴如同缺苗斷壟，必然影響產(chǎn)量，造成空穴的主要原因：(1)目前現(xiàn)有的穴播機(jī)對(duì)土壤質(zhì)地、土壤濕度、整地質(zhì)量要求過(guò)高。質(zhì)地粘重、濕度較大的地塊，播種對(duì)泥士易堵塞鴨嘴，3造成空穴：(2)滾筒中=次分種的隨機(jī)性使充種器內(nèi)有時(shí)分不到種子，造成空穴：(3)耕作層不疏松鴨嘴則不能入士張開(kāi)，種子排不出來(lái)，造成空穴：(4)鴨嘴前開(kāi)式成穴鴨嘴內(nèi)夾進(jìn)硬土塊，分到充種器內(nèi)的種子撒落在地膜上邊，造成空穴；(5)特別是在粘質(zhì)土壤中，鴨嘴的彈簧壓扳與七壤接觸，表面沾結(jié)粘十，鴨嘴剛?cè)胧畯椈蓧喊逵捎诒砻嬲唇Y(jié)牯土高度增加，鴨嘴朱達(dá)到規(guī)定的播種深度，鴨嘴提前打開(kāi)，甚至，鴨嘴一觸地或朱觸地，鴨嘴就打開(kāi)，致使種子散落在膜上或膜內(nèi)地面，造成空穴。122覆膜穴播國(guó)外研究現(xiàn)狀1961年(國(guó)家)Hunt報(bào)道了一種能夠在鋪膜地面上進(jìn)行蔬菜精密播種的打穴播種機(jī)14J。這種“蔬菜播種機(jī)”與鋪膜機(jī)聯(lián)合作業(yè)，可播種南瓜、黃瓜和西瓜等種子。該打穴播種機(jī)是由排種器、持種盤和柱塞式成穴器等組成。播種的深度和行內(nèi)種距可通過(guò)改變成穴柱塞的結(jié)構(gòu)尺寸和數(shù)目調(diào)節(jié)。為了克服蔬菜種子出土能力較弱造成的出土困難。Cap在1967年利用銷釘在土壤上形成60ram深的穴孔，將蔬菜種子投入到穴孔中，并在穴孔上面不實(shí)施覆土和鎮(zhèn)壓，使出苗率得到了提高。Jafari和Fomstrom在1969年研制了一種用于播種甜菜的打穴播種機(jī)，這是一種典型的異步打穴播種機(jī)，它的成穴器是在由一個(gè)在徑向裝有圓錐形突起的滾輪所組成。滾輪的后部配有排種器。在成穴器打穴的同時(shí)，排種器將種子投入到已形成的穴孔中。這種播種機(jī)的特點(diǎn)是：成穴器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但若地面不平或播種機(jī)在工作中發(fā)生振動(dòng)，會(huì)影響投種的準(zhǔn)確性：若土壤水分過(guò)高會(huì)造成土壤粘結(jié)在成穴器的滾輪上，將使成穴器無(wú)法正常工作；若土壤水分過(guò)低又會(huì)使形成的穴孔發(fā)生坍塌，造成排種器的種子不能投入到孔穴中而影響到排種的質(zhì)量。1973年，Heinamann等人研制了“氣力打穴播種機(jī)”這種播種機(jī)由氣動(dòng)柱塞式成穴器和排種器組成。播種時(shí)成穴器柱塞由氣力驅(qū)動(dòng)在土壤上打出穴孔，后面的排種器將種子投入到穴孔中。通過(guò)調(diào)節(jié)氣動(dòng)閥的開(kāi)閉頻率可以改變成穴柱塞在土壤上形成穴孔的間距，并通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)控制排種器的排種頻率可在行內(nèi)改變種距垮I。在打穴播種機(jī)研制的最初階段，主要研究的機(jī)型是異步打穴播種機(jī)。這種播種機(jī)在土壤上形成穴孔和投種之問(wèn)的配合相對(duì)較困難。特別是在地面條件較差時(shí)，播種機(jī)的滑移和振動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致排種器排出的種子不能落入成穴器形成的穴孔中。因此，人們逐漸將注意力轉(zhuǎn)移到同步打穴播種機(jī)的研制上。1978年，Shaw和Wijewardene提出了利用鏟斗式成穴機(jī)構(gòu)在土壤上形成穴孔，同時(shí)將種子投入到穴孔中。并設(shè)計(jì)研制了相應(yīng)的鏟斗式打穴播種楓，成穴部件徑向安裝在滾輪上，當(dāng)機(jī)器前進(jìn)時(shí)鏟斗在土壤上形成穴孔并同時(shí)打開(kāi)鏟斗的活門使預(yù)先輸入到鏟斗中的種子落入到穴孔中16J。Kromer等人對(duì)此進(jìn)行了改進(jìn)，并將其用在塑料薄膜覆蓋條件下蔬菜和玉米的播種。Wijcwatdcne在1978年研制了一種轉(zhuǎn)動(dòng)注射式播種機(jī)，這是為人力推動(dòng)或畜力牽；j所設(shè)計(jì)的小型播種機(jī)，用于在鋪膜地面或免耕條件下的谷物播種，結(jié)構(gòu)緊湊1979年Wilkins等人研制了一種磁性打穴播種機(jī)，播種時(shí)分種器將用Fe30。包衣的種子送入磁化的中空成穴柱塞中，成穴桂塞在滾輪帶動(dòng)下在土壤上形成穴孔的同時(shí)，通過(guò)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)將桂塞內(nèi)的融子擠壓烈土壤穴孔中。根據(jù)柱塞式同步打穴播種機(jī)的工作原理Flake等人研制了一4中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論種用于播種包農(nóng)甜菜種子的柱塞式精密播種機(jī)，這種同步播種機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，但成穴部件對(duì)十壤狀況要求較高I”。為了在免耕條件下播種，Srivastava等人在1981年研制了沖孔式播種機(jī)，這種播種機(jī)是由氣力式排種器首先將種子投入到四棱錐形的成穴部件內(nèi)，當(dāng)成穴器滾輪在地面上滾動(dòng)形成穴孔的同時(shí)打開(kāi)成穴部件活門使種子落入土壤穴孔中吼1986年，Hezroni設(shè)計(jì)的管式播種機(jī)，當(dāng)播種機(jī)在牽引F前進(jìn)時(shí)，排種器將種子送入伸縮套筒下部的成穴機(jī)構(gòu)中，當(dāng)套簡(jiǎn)在偏心輪驅(qū)動(dòng)和機(jī)器前進(jìn)的作用下使得成穴部件以擺線運(yùn)動(dòng)方式在地面上形成穴孔時(shí)，控制機(jī)構(gòu)打開(kāi)活門使種子落入到穴孔中【910這種播種機(jī)的特點(diǎn)是行內(nèi)種距理論上可以通過(guò)改變偏心輪和排種器的轉(zhuǎn)速在很大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，但成穴的質(zhì)量受播種機(jī)前進(jìn)的速度的影響。同時(shí)成穴機(jī)構(gòu)對(duì)土壤狀況要求較高。13課題研究?jī)?nèi)容和方法131課題的主要研究?jī)?nèi)容(1)覆膜穴播機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行覆膜穴播的理論研究，確定影響穴播質(zhì)量的各種基本岡索，如入土器大小、入土器形狀、成穴輪半徑及機(jī)器滑移率等對(duì)膜iL大小的影響，確定穴播輪盤的半徑、回轉(zhuǎn)角速度和機(jī)器行進(jìn)速度等參數(shù)：確定播種機(jī)構(gòu)采用外槽輪式排種器連續(xù)供種、輪盤扇區(qū)分區(qū)分種、成穴器間歇成穴投種方案。(2)機(jī)具設(shè)計(jì)根據(jù)理論研究和對(duì)機(jī)具的具體要求，設(shè)計(jì)并制作工作樣機(jī)五個(gè)，包括成穴器的主要工作部件和排種工作部件。(3)田問(wèn)試驗(yàn)對(duì)樣機(jī)進(jìn)行具體試驗(yàn)，在測(cè)定的土壤狀況下，進(jìn)行成穴性能試驗(yàn)和播種性能試驗(yàn)，測(cè)出每穴的穴粒數(shù)、穴距、膜孔實(shí)際大小等；對(duì)各類種子進(jìn)行試驗(yàn)。(4)數(shù)據(jù)分析對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行具體分析，確定出機(jī)器不同行走速度對(duì)穴粒數(shù)、膜孔大小、形狀、滑移率等的影響，確定相應(yīng)的工作參數(shù)，并進(jìn)行方差計(jì)算和回歸分析，建立各種參數(shù)的數(shù)學(xué)關(guān)系模型。設(shè)計(jì)出適合不同地區(qū)不同農(nóng)作物覆膜穴播機(jī)械，以滿足旱作地區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求。132課題采取的研究方法由于不同的入土器形狀、大小以及開(kāi)啟方向，直接決定著對(duì)膜孔大小、膜孔形狀、空穴率、播種一致性、均勻性等指標(biāo)的影響，根據(jù)不同地區(qū)以及不同的農(nóng)作物要求和農(nóng)藝要求，設(shè)計(jì)并制作不同開(kāi)啟方式和不同形狀的入土器并逐一進(jìn)行部件試驗(yàn)和相關(guān)理論分析，參數(shù)設(shè)計(jì)，建立相應(yīng)理論方程(穴孔的曲線方程、孔深方程)及模型。 根據(jù)不同作物播種要求，設(shè)計(jì)一機(jī)多用的排種機(jī)構(gòu)，保證排種精度和可靠性。傳統(tǒng)方式的排種器多采用二次排種方式。隨機(jī)性大，灘以保證每穴穴粒數(shù)，過(guò)程為：排種器排種一內(nèi)側(cè)囊種一向鴨嘴刷種，主要排種器有內(nèi)側(cè)充種垂直圓盤排種器、內(nèi)側(cè)充種水平直圓盤排種器、內(nèi)側(cè)囊種排種器、組合式窩眼排種器、輪盤窩眼成穴排種器。在大量的試驗(yàn)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)和試制出兩種分區(qū)集種成穴機(jī)構(gòu)葉輪式分區(qū)集種成穴機(jī)構(gòu)、輪盤扇區(qū)集種成穴機(jī)構(gòu)。這兩種機(jī)構(gòu)試5中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論義 第一章緒論驗(yàn)效果都很滿意。由于輪盤扇區(qū)集種成穴機(jī)構(gòu)最簡(jiǎn)單、可靠、構(gòu)思巧妙并結(jié)合成穴機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)而成，成為連續(xù)供種和分區(qū)分種成穴排種系統(tǒng)最佳首選。鑒于現(xiàn)有穴播機(jī)存在的的難以克服的缺點(diǎn)，為了滿足生產(chǎn)上對(duì)地膜覆蓋迫切需求，我們準(zhǔn)備設(shè)計(jì)出一套新穎的，較為理想的地膜覆蓋穴播機(jī)構(gòu)“舵輪式成穴播種器”。該播種器主要采用連續(xù)供種、分區(qū)分種、凸輪雙套筒內(nèi)投種成穴的播種原理。(1)舵輪式穴播器排種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)根據(jù)成穴播種要求，必須保證種子按每穴播種粒數(shù)準(zhǔn)確地投入穴內(nèi)，投種要均勻、不能產(chǎn)生空穴。排種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)關(guān)系著播種機(jī)的播種精度。排種系統(tǒng)與穴播器密不可分。選用外槽輪式排種器向成穴器內(nèi)連續(xù)供種，由舵輪特殊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)分區(qū)分種，成穴器間歇打開(kāi)，成穴器將種子投入穴內(nèi)排種系統(tǒng)。(2)舵輪式成穴播神器原理播種機(jī)前進(jìn)，帶動(dòng)大輪盤在地面上作滾動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)排種槽輪排種，種子通過(guò)輸種管直接進(jìn)入入土器，入土器進(jìn)入土壤時(shí)，在凸輪的作用下被打開(kāi)，種子進(jìn)入穴孔；當(dāng)入土器出土?xí)r在彈簧的作用下自動(dòng)關(guān)閉。我國(guó)有一半以上耕地受到干旱威脅，涉及近1100個(gè)縣市，早區(qū)人口占全國(guó)總?cè)丝诘?3。近十多年來(lái)，全國(guó)每年平均受災(zāi)面積約為047億hm2，其中一半以上受旱災(zāi)影響，為此糧食減產(chǎn)300億kg“。因此旱地節(jié)水保墑農(nóng)機(jī)具的研究在我國(guó)尤為重要。目前影響旱區(qū)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的主要問(wèn)題1111：(1)由于持續(xù)干旱少雨，產(chǎn)量低而不穩(wěn)，造成北方作物產(chǎn)量大幅度減產(chǎn)。其中由于不科學(xué)的作物種植方式，使得作物無(wú)法保持生長(zhǎng)所需要水分，是造成上述減產(chǎn)的主要原因之一。(2)水土流失、浪費(fèi)嚴(yán)重，大量水土流失不僅導(dǎo)致土壤貧瘠，逐漸鹽堿化，而且蠶蝕耕地，威脅著農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。14本耄小結(jié)(1)通過(guò)了解全球自然環(huán)境的惡化和降水量的地區(qū)茬，對(duì)我國(guó)人多地少、土壤條件差、農(nóng)業(yè)機(jī)械落后和不配套，特別是覆膜穴播農(nóng)機(jī)具等存在的問(wèn)題有了更深刻的認(rèn)識(shí)，我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，振興我國(guó)農(nóng)業(yè)，發(fā)揮農(nóng)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中的作用。對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)工作者來(lái)說(shuō)是刻不容緩的。(2)國(guó)外農(nóng)機(jī)具的發(fā)展較快，但我國(guó)的地理環(huán)境和氣候與國(guó)外不盡相同，所以我們要吸取他人之長(zhǎng)，在此基礎(chǔ)上研究更適合中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展，適合不同地區(qū)、不同農(nóng)作物的配套農(nóng)機(jī)具。(3)本章簡(jiǎn)單介紹了本課題覆膜穴播機(jī)研究所采用的初步方法，在此基礎(chǔ)上使機(jī)具的設(shè)計(jì)和進(jìn)展逐步得以完善。6第二章覆膜穴播機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)覆膜穴播作業(yè)是一項(xiàng)針對(duì)干旱地區(qū)節(jié)水、保墑、提高作物產(chǎn)量的很有前途的農(nóng)藝技術(shù)，如花生、高梁、玉米等作物傳統(tǒng)的種植方式都是穴播。近年來(lái)，隨著有機(jī)早作農(nóng)業(yè)的發(fā)展，穴播機(jī)械的研究也隨之益顯重要。覆膜穴播能充分利用土壤現(xiàn)有水份、減少水份的蒸發(fā)和水資源的流失，提高土地利用率、提高土壤的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益，實(shí)現(xiàn)早作農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，發(fā)揮覆膜穴播在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的巨大效應(yīng)。覆膜穴播機(jī)是一種生產(chǎn)效率較高，集覆膜、打孔、穴播、覆土四功能于一機(jī)的復(fù)式作業(yè)的種植機(jī)械，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機(jī)械化的覆膜種植Il“。根據(jù)覆膜、膜上打孔、穴播、覆土四功能復(fù)式作業(yè)要求，覆膜穴播機(jī)總體布置設(shè)計(jì)如圖21。圈中1為牽目I裝置：2為機(jī)架，牽引裝置與機(jī)架結(jié)為一體；3為覆膜機(jī)構(gòu)：4為膜上打孔和穴播機(jī)構(gòu)：5為覆土機(jī)構(gòu)。機(jī)器作業(yè)功能單元分三段布局：以穴播機(jī)構(gòu)4為核心覆膜機(jī)構(gòu)中的膜邊開(kāi)溝器開(kāi)溝壓膜輪和膜邊覆土板將地膜平整地覆蓋在修整好的地表，完成覆膜工序，以減小地表水份蒸發(fā)，提高地溫，為出苗創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境。成穴播種機(jī)構(gòu)的成穴器在機(jī)器的帶動(dòng)下在鋪好的地膜上滾動(dòng)時(shí)，按照規(guī)定的行距和穴距準(zhǔn)確地打出種穴，在穴孔輪廓將要完成時(shí)排種器將種子通過(guò)鴨嘴準(zhǔn)確、適時(shí)地投入到穴孔當(dāng)中。鎮(zhèn)壓覆土機(jī)構(gòu)隨后在種子上面覆土鎮(zhèn)壓。本論文主要研究成穴播種機(jī)構(gòu)的理論分析和參數(shù)設(shè)計(jì)。21 成穴器的理論分析和參數(shù)設(shè)計(jì)211 幾種或穴器方案的理論分析由于不同的入士器形狀、大小以及開(kāi)啟方向，直接決定著膜孔大小、膜孔形狀、空穴率、播種一致性、均勻性等指標(biāo)。打孔器基本可以分為三種類型：鴨嘴式、沖穴式、鏟式【13l。其中人們研究的最多的是鴨嘴式打孔器，鴨嘴式打孔器根據(jù)開(kāi)啟方向不同又可分為前開(kāi)式、后開(kāi)式、側(cè)開(kāi)式。為尋找理想的覆膜穴播成穴器，我們?cè)O(shè)計(jì)了三種成穴器方案。從而找出最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。方案一：曲柄連桿式穴播器其工作原理(如圖22)是：機(jī)架在拖拉機(jī)的牽引下前進(jìn)，播種機(jī)地輪在地面上滾動(dòng)；曲柄1在地輪驅(qū)動(dòng)下作同轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；在曲柄1的驅(qū)動(dòng)和連桿2的作用下。入7圍21覆膜機(jī)整機(jī)布置方案1一牽引裝置 2一機(jī)架3一覆腆機(jī)構(gòu) 4一穴播機(jī)構(gòu)5-疆土機(jī)構(gòu)J壅2-2曲柄連桿直插式穴播器1一曲柄 2連扦3一入土成穴器土成穴器3作入土、出土的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)：同時(shí)整個(gè)機(jī)構(gòu)與機(jī)組一起沿前進(jìn)方向作直線運(yùn)動(dòng)：曲柄l回轉(zhuǎn)一周成穴器3往復(fù)一次，完成一次成穴、投種。機(jī)器運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，入士器總是與機(jī)架平面保持垂直，入士端除強(qiáng)制打開(kāi)時(shí)外總處于常閉狀態(tài)。在曲柄連桿式插播器的上方設(shè)置外槽輪式排種器。外槽輪式排種器由地輪鏈條驅(qū)動(dòng)，排出的種子通過(guò)導(dǎo)管落入入土器的管內(nèi)。在入土器端部關(guān)閉的時(shí)間內(nèi)流入的種子集成一穴。當(dāng)入士器3插入土壤到達(dá)預(yù)定深度時(shí)，內(nèi)投種裝置自動(dòng)將其端部的鴨嘴打開(kāi)，將一穴種子投入穴內(nèi)。曲柄連桿式穴播器理論分析：如圖22所示，以入土器端點(diǎn)為原點(diǎn)。機(jī)器前進(jìn)方向?yàn)閤軸，豎直向上為Y軸方向，則入土器入士端的運(yùn)動(dòng)軌跡參數(shù)方程為：fx；J：V(f)dl1yasinfo(f渺+F丙再面一t一播種機(jī)組運(yùn)動(dòng)的時(shí)間(s)甜一曲柄回轉(zhuǎn)的角速度(rads)口一曲柄的長(zhǎng)度(cIll)b一連桿的長(zhǎng)度(cm)其入土端軌跡曲線如圖23所示。方案二：回轉(zhuǎn)式穴播器其工作原理(如圖24)是：機(jī)架在拖拉機(jī)的牽引下前進(jìn)，播種機(jī)地輪在地面上滾動(dòng)；主動(dòng)曲柄4在地輪驅(qū)動(dòng)下作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)從動(dòng)曲柄2和入成穴器3作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；主動(dòng)曲柄4回轉(zhuǎn)一周，入土成穴器3也回轉(zhuǎn)一周，完成一次成穴、投種過(guò)程。機(jī)器運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，入土器總是與機(jī)架平面保持垂直，入土端除強(qiáng)制打開(kāi)時(shí)外總處于常閉狀態(tài)。在回轉(zhuǎn)式插播器的上方設(shè)置外槽輪武攤種器。外槽輪式排種器粗電輪鏈條驅(qū)動(dòng)，排出的種子通過(guò)導(dǎo)管落入入土器的管內(nèi)。在入土器端部關(guān)閉的時(shí)間內(nèi)流入的種子集成一穴。當(dāng)入土器3插入土壤到達(dá)預(yù)定深度時(shí)，內(nèi)投種裝置自動(dòng)將其端部的鴨嘴打開(kāi)，將穴種子投入穴內(nèi)。6【孑(21)圖2-3曲柄連桿直播式穴播器入土端運(yùn)動(dòng)軌跡圈固24回轉(zhuǎn)式成穴播種器1機(jī)架 2從動(dòng)曲柄3一入成穴器4一主動(dòng)曲柄回轉(zhuǎn)式穴播器理論分析：設(shè)兩曲柄回轉(zhuǎn)中心連線曲延長(zhǎng)線上、從上曲柄回轉(zhuǎn)中心起向下距離等于插播桿長(zhǎng)度的點(diǎn)為原點(diǎn)，與地蕊平行且以機(jī)器前進(jìn)方向?yàn)檎较虻淖鴺?biāo)為X軸，與地面垂直、方向向上的坐標(biāo)為Y軸：主動(dòng)曲柄與x軸平行且指向x軸正方向時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為初始狀態(tài)。則入士成穴器入土端的運(yùn)動(dòng)軌8J”如m Rc0SJ：郇渺 (2_2)ly=Rsin J：呻)出式中一曲柄轉(zhuǎn)速(tads)t一播種機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)間(s)v一播種機(jī)運(yùn)動(dòng)速度(eras)尺一曲柄半徑(cm)工一入土器沿前進(jìn)方向的位移(cm)Y一入土器垂直方向的位移(era)團(tuán)25回轉(zhuǎn)式成穴播種器入端運(yùn)動(dòng)軌跡圖由于插播器用地輪驅(qū)動(dòng)，因此V與u成線性關(guān)系，即在勻速作業(yè)條件下v與u都是常數(shù)。根據(jù)2-2式參數(shù)方程，入土器入土端的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條余擺線，如圖25。方案三：舵輪式穴播器其工作原理(如圖26)是：播種機(jī)組前進(jìn)，帶動(dòng)大輪盤在地面上作滾動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)排種槽輪排種；種子通過(guò)輸種管落入輪盤環(huán)帶，由環(huán)帶上分區(qū)分種裝置分配到各入土成穴器的囊種腔內(nèi)；入土成穴器的鴨嘴為常閉狀態(tài)，構(gòu)成囊種腔，當(dāng)入土成穴器插入土壤到達(dá)預(yù)定深度時(shí)，在凸輪的作用下鴨嘴被強(qiáng)制打開(kāi)，種子進(jìn)入穴內(nèi)：在土壤中，鴨嘴自打開(kāi)時(shí)一直保持最人開(kāi)度，不關(guān)閉，當(dāng)入土成穴器出土離開(kāi)土壤一定距離后，滑塊在彈簧的作用下沿凸輪下滑帶動(dòng)導(dǎo)桿回縮，鴨嘴自動(dòng)關(guān)閉。舵輪式穴播器理論分析：以舵輪的中心為原點(diǎn)，機(jī)器的前進(jìn)方向?yàn)閄軸，豎直向上為Y軸，則入土端的參數(shù)方程為：I工。JIVo渺+(月，+h)cosJI甜(f)疵IY?！皌+)sin；to(t)&式中v一播種機(jī)前進(jìn)速度風(fēng)一大輪盤半徑甜一大輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度t一播種機(jī)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間石一入土端沿播種機(jī)前進(jìn)方向的位移Y一入土端垂直方向的位移h一入土器在輪盤外的長(zhǎng)度入土器入土端的運(yùn)動(dòng)軌跡為擺線，如圖27所示。三種成穴器方案分析9!磐4一：，f bz、藏，圖2-6舵輪式穴播器1舵輪輪盤2輪盤蓋3一輪軸 4一凸輪5一入土成穴器總成(23)遂壘固27舵輪式穴播器入土端運(yùn)動(dòng)軌跡固對(duì)于曲柄連桿式成穴器方案設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，取曲柄a=65em，連桿b=235cm，拖拉機(jī)前進(jìn)速度為：v=2800mh=778cms，其入土頻率f=7，=2f44rads，將已知條件代入式(2-1)得fx=778tJ I y：65sin 44t+4552254225cos2 44t一226剛開(kāi)始入土?xí)r，y=2cm代入上式得：t1：o0069s，t2=O0645s則膜孔的縱向尺寸為：Xq2一xtl V(t2-h)=778(00645-00069)448cm。對(duì)于回轉(zhuǎn)式成穴器方案設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，取曲柄R=45mm，u=44mds，將己知條件代入式(22)得f工=778t+45cos44tIy一45sin44t從初始狀態(tài)入土，t1-0，出土?xí)rt2=O0714s，則膜孔的縱向尺寸為：Xt2-xII=v(t2-h)+R(cos44t2cosZt4h)4344cm。對(duì)于舵輪式穴播器方案設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，取lk-220mm，b=80mm，=v(R+L)=26rads，將己知條件代入式(23)得：fx；778t 4-30COS26tI y一30sin26t某一入土器開(kāi)始入土?xí)ry=22cm，則tz=03166s，出士時(shí)刻t2=O8917s，mq膜孔的縱向尺寸為：Xt2一Xtl=V(t2tO+(R3+h)x(cos26h-cos26h)”395cm a綜合比較上述三種成穴器設(shè)計(jì)方案，在拖拉機(jī)速度恒定28kinh)的情況下，其各自的優(yōu)缺點(diǎn)比較如下表所示：表21 三種成穴磊方案的優(yōu)缺點(diǎn)l 方案 膜孔大小 排種難易程度 工作阻力 作業(yè)平穩(wěn)性 制造難易程度l曲柄連桿式 448cm 較易 大 波動(dòng) 難回轉(zhuǎn)式 3A4cm 難 中 波動(dòng)較大 最難I 舵輪式 395 難 小 平穩(wěn) 難通過(guò)對(duì)三方案的比較，確認(rèn)方案三最優(yōu)、方案一次之、方案二再次之。經(jīng)對(duì)比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)曲柄連桿式穴播器在正常機(jī)組作業(yè)速度下入土頻率需要5_7次渺，且土壤比阻較大時(shí)由于力矩大，造成上下運(yùn)動(dòng)摩擦力大。因此需要較大的入土力，這就要求地輪附著性能很好。頻率高、阻力和入土力大、地輪附著性能要求高都不利于工程實(shí)現(xiàn)或?qū)е略靸r(jià)過(guò)高。因此設(shè)計(jì)方案優(yōu)先采用方案三，而且方案三的膜孔大小比較適中，通過(guò)在輪盤內(nèi)部設(shè)置攤種環(huán)帶巧妙地解決了排種難的問(wèn)題，完全能夠滿足排種的精度要求11”。212成穴器的運(yùn)動(dòng)方程10中國(guó)農(nóng)業(yè)人學(xué)碩士學(xué)位論文 第一二章覆膜穴播帆參數(shù)設(shè)計(jì)成穴器是地膜覆蓋播種機(jī)的關(guān)鍵部件之一，當(dāng)舵輪式穴播器工作時(shí)，成穴輪沿鋪在地面上的塑膜滾動(dòng)，入土器依次戳破薄膜壓入土中，在膜上打孔并擠壓出一定深度的穴坑。穴孔的形狀和大小與成穴器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)有關(guān)【151。B圈28成穴器運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)囝凡為成穴輪半徑 a為鴨嘴后面角，h為入土器在輪盤外的長(zhǎng)度，H為播深， 日為鴨嘴轉(zhuǎn)角， Rh為鴨嘴最外端半徑，Rh-如+h=R+H， R為滾動(dòng)半徑，R=RJ(18)，8為成穴輪滑移率， 滑移量AS=I。-2凡n1。：成穴輪轉(zhuǎn)ri圜時(shí)實(shí)際通過(guò)的距離， L為鴨嘴的寬度若成穴輪在地膜上滾動(dòng)時(shí)作純滾動(dòng)，則成穴輪輪緣上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是一擺線【1，而入土器是安裝在成穴輪外的錐體，所以入士器上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡屬于余擺線。通過(guò)實(shí)際觀察及理論分析得知，成穴輪滾動(dòng)時(shí)并非作純滾動(dòng)，而是有一定量的滑移。如果考慮成穴輪的滑移對(duì)成穴器穴孔輪廓的影響，則入土器上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)因滑移量ks的不同而變化。為了對(duì)穴孔形成的過(guò)程便于分析，首先建立坐標(biāo)系如圖2-8，X0t平面垂直于輪盤軸線，坐標(biāo)原點(diǎn)O位于輪盤軸線以下R處，R=RJ(1-8)，在XOY平面上，輪盤的滾動(dòng)實(shí)際上相當(dāng)于半徑為R的圓沿OX的純滾動(dòng)。那么打孔過(guò)程中鴨嘴上任一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為其參數(shù)方程IX=等-Rsin扣r) 。2-4)16 、 (1y。墜一R+cos(oy)【 16 。式中R為鴨嘴上該點(diǎn)與輪盤軸心的距離；y為鴨嘴上任一點(diǎn)與輪盤軸心的連線，與鴨嘴中點(diǎn)與輪盤軸心連線之間的夾角。當(dāng)鴨嘴上任點(diǎn)取在鴨嘴中點(diǎn)與輪盤軸心連線的右側(cè)時(shí)y角前取負(fù)號(hào)；當(dāng)鴨嘴上任一點(diǎn)取在鴨嘴中點(diǎn)與輪盤軸心連線的左側(cè)時(shí)，y角前取正號(hào)。213穴孔形成過(guò)程分析2131特殊點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程在打孔過(guò)程中，如圖2-8所示，四個(gè)特殊點(diǎn)A、B、C、D的運(yùn)動(dòng)方程-q-通過(guò)以F方法求出因?yàn)锳、D兩點(diǎn)都在輪盤的圓周上，所以有RA=RD=R5 f 、h吖。叫媯ml面j(2-5)由此A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為卜=等試sm p仇)h而R s-R s cos如叱) 犯吖D點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為fx。=而RsO-R s sin p+r。)k魯-R s cos p乃同理利用解析幾何可求出R。；墨竺!d絲(2-8)cos r日以跏怫忝甕百(2-9)尺c 4sinyc (210)yc 2口rctgc唧川一Ltga)】 (2-11)因此B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為佗一12)(2-13)攀醬嗇一d蟣肌擊毒醬告一陬限2132穴孔的形成根據(jù)四個(gè)特殊點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程，通過(guò)計(jì)算機(jī)可以得到不同掃值時(shí)成穴器打孔過(guò)程的模擬。從口=60。時(shí)的模擬圖可以得知，此時(shí)孔是由入土器近似于垂直地表的插入形成的，即近似于直插：并且只有在入土器達(dá)到穴孔最底端的時(shí)候，凸輪機(jī)構(gòu)才將鴨嘴打開(kāi)，投種結(jié)束后凸輪機(jī)構(gòu)又將鴨嘴關(guān)閉。因而可以避免鴨嘴入士和出土過(guò)程中土壤自下而上地進(jìn)入鴨嘴內(nèi)。當(dāng)成穴輪盤半徑Rs一定時(shí)，隨著入土器高度h的不同和滑移量的不同，入土器打出穴孔的形狀也不相同，圖29為不同入土器高度在輪盤半徑Rs一定時(shí)所形成的穴形。影。、吣，f g，心 ，( 必 W 7(3) 【” (c) 【d)圖29入土器軌跡簡(jiǎn)圈(a)SRo(b)S2 n h t(h+Rs)sin日=R0(c)S2Hh t(h+Rs)sine tRx e(d)s2h，h+RsR由圖2-9可以看出，成穴器穴形主要由鴨嘴外廓各點(diǎn)在土壤中運(yùn)動(dòng)軌跡的保絡(luò)線構(gòu)成。在穴孔輪廓形成的過(guò)程中，鴨嘴后面BC的作用是：在入土過(guò)程中擠壓土壤，在出土的過(guò)程中形成穴孔的左下方輪廓。鴨嘴后面CD的作用是：在入土的過(guò)程中形成穴孔的左上方輪廓，在出士的過(guò)程中不與土壤接觸【18l。鴨嘴前面AB的作用是：在入土的過(guò)程中擠壓土壤，形成穴孔右方輪廓。由穴孔形成過(guò)程可知，不同的滑移率形成穴孔的大小不同，當(dāng)滑移率較大時(shí)，土壤塌陷的可能性較大，且鴨嘴出土?xí)rB點(diǎn)刮土的可能性較大。為使鴨嘴尖端B點(diǎn)出土?xí)r不刮土，應(yīng)使入土器運(yùn)動(dòng)的圈套形交點(diǎn)在地表以上I。那么入土器的參數(shù)應(yīng)滿足圖2-9(a)的運(yùn)動(dòng)要求，即)詈一膨一畈ji 。，由上式可知，隨著輪盤半徑R。和滑移率6的增大，保證入土器出土?xí)r尖端不刮土的h值也增加。214成穴器參數(shù)的分析與確定2141成穴輪線速度虬和機(jī)組前進(jìn)速度由圖2-8和2-9可以看出，鴨嘴運(yùn)動(dòng)軌跡曲線形狀取決于成穴輪半徑Rs，入士器高度h回轉(zhuǎn)角速度u和機(jī)組前進(jìn)速度t，。等參數(shù)。如果成穴輪的線速度等于機(jī)組的前進(jìn)速度，即成穴輪中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章覆膜穴播機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)作純滾動(dòng)則鴨嘴尖部的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖29(a)所示，如果機(jī)組前進(jìn)的速度太下成穴輪滾動(dòng)的線速度，當(dāng)此速差過(guò)大時(shí)，就會(huì)形成圖29(d)所示的鴨嘴運(yùn)動(dòng)軌跡說(shuō)明鴨嘴在插入和拔出土壤的過(guò)程中存在水平方向的位移，存在擴(kuò)張和撕裂膜孔的問(wèn)題。要使鴨嘴不擴(kuò)張或不撕裂膜孔、不挑膜，必須使鴨嘴在播深H時(shí)無(wú)水平方向的位移或位移很小。取機(jī)組前進(jìn)速度為u。=28kmh。2142成穴輪半徑R。在覆膜穴播作業(yè)中，成穴輪的鴨嘴在膜上打出的膜孔的大小是衡量作業(yè)質(zhì)量的重要參數(shù)。為了有利于保溫和防風(fēng)，在不影響出苗的前提下，膜孔尺寸越小越好。理想膜孔直徑應(yīng)小于5cm，若膜孔尺寸過(guò)大，挑膜嚴(yán)重，覆土不良，將影響膜的保溫性和抗風(fēng)性，膜孔的橫向尺寸基本相當(dāng)于入土器的物理尺寸，與機(jī)組前進(jìn)運(yùn)動(dòng)關(guān)系不大，可不予比較。膜孔的縱向尺寸與機(jī)組前進(jìn)運(yùn)動(dòng)及入土機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)形式關(guān)系較大，以下重點(diǎn)進(jìn)行比較。為了減小膜孔尺寸的計(jì)算難度，先做以下假定：穴播機(jī)的速度的變化和成穴輪的下陷只對(duì)滾動(dòng)半徑有影響；不計(jì)膜孔寬度的變化。據(jù)此條件建立膜孔模型。膜孔的大小可以用面積來(lái)衡量(由圖29)S；EdK式中：Ed膜孔縱長(zhǎng) K膜孔寬度因?yàn)榧俣↘的變化不計(jì)，所以膜孔的面積由膜孔縱長(zhǎng)決定。Ca=lX。一xa膜孔的最大長(zhǎng)度置、可分別由下式計(jì)算得到其中(215)由29圖可看出。膜孔縱長(zhǎng)為(216)卜。=告一等s帆axra) cz邗，阻一8amax=-arccosigis五C歷os YB+y。 (218)cosy+矗 、由式(2-17)和(2-18)可以得出，當(dāng)心、L、h、6、口發(fā)生變化時(shí)，膜孔縱長(zhǎng)j0郡將發(fā)生變化。其中當(dāng)咫、6、a增大時(shí)，蘆0減少：當(dāng)L、h增大時(shí)，C。增大；但是成穴輪半徑玩和鴨嘴高度h對(duì)膜孔縱長(zhǎng)的影響較小，而、6和口對(duì)孔長(zhǎng)的影響較大。從以上分析還可知設(shè)計(jì)穴播器時(shí)一般先確定輪盤半徑B和鴨嘴的個(gè)數(shù)，設(shè)給定的花生株距為f，滑移率為6則R。型墊二生! (219)” 勱由式2-19可知當(dāng)鴨嘴個(gè)數(shù)屯增加，雖然可以提高成穴器滾動(dòng)時(shí)的平穩(wěn)性，也可適當(dāng)?shù)販p小膜孔的尺寸，但是輪盤半徑凡的增加，使穴播器的結(jié)構(gòu)和投種難度增加。因此選取fd=12t可得尺s=220ram。2143鴨嘴后面角a的確定14由圖2-9(a)可以看出，此時(shí)孔是近似于垂直地表的插入形成的，因而可以避免十壤白F而上進(jìn)入入土器內(nèi)。在保證鴨嘴工作時(shí)不堵土不挖土的情況下鴨嘴后面角a可按下式確定s志 (220、經(jīng)計(jì)算后選取口=60。2144入土器高度h的確定入土器高度不僅影響孔深還影響出土?xí)r的尖端刮土，根據(jù)花生的插深要求H=50mm，據(jù)式h=k1Hcos(90。一口) (221)其中k121520，經(jīng)計(jì)算后選取h=80ram。2145入土器賁度L(入土管直徑)的確定根據(jù)成穴器的直徑和保證種子下落過(guò)程中不與打穴鏟發(fā)生碰撞口”在一般情況下取Lkzhtan90。一a J f222)其中七2=1112，經(jīng)計(jì)算后選取L=32mm。22排種器的理論分析與設(shè)計(jì)舵輪式穴播器所采用的排種器是一種外槽輪式排種器，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、充種性能好、種子尺寸適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。221進(jìn)種過(guò)程分析播種機(jī)工作時(shí)，成穴器大輪盤向前滾動(dòng)，帶動(dòng)外槽輪排種器使種箱內(nèi)的種子經(jīng)箱底漏種口、輸種管直接進(jìn)入輪盤扇區(qū)，輪盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)種子運(yùn)動(dòng)在鴨嘴進(jìn)入到穴孔晟底端之前，種子在輪盤內(nèi)臟堆積，隨著輪盤的轉(zhuǎn)動(dòng)種子堆積的形狀發(fā)生變化。如果種箱內(nèi)的漏種口寬度較小，則進(jìn)入到入土器中的種子數(shù)量少；如果將漏種口寬度加大。則有足夠的種子從種箱進(jìn)入到入土器囊種腔中等待播種。為了保證播種時(shí)每穴的穴粒數(shù)，確定種箱內(nèi)漏種口寬度為40ram。通過(guò)試驗(yàn)和分析還可知當(dāng)輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，對(duì)于長(zhǎng)扁形種子來(lái)說(shuō)(如玉米)，由于種子與輪盤的摩擦力足夠大(因?yàn)檩啽P上有充填孔及充填孔內(nèi)充入種子的影響)。再加上長(zhǎng)扁形種子不易回轉(zhuǎn)，因而在充種區(qū)緊貼輪盤內(nèi)徑一層種子，其重心運(yùn)動(dòng)的角速度u近似等于輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。即t=對(duì)于圓形種子(如大豆，花生也可近似)，由于其易于回轉(zhuǎn)，因而在充種區(qū)緊貼輪盤內(nèi)徑一層種子，其重心運(yùn)動(dòng)的角速度u。近似為-=u2矧222充種過(guò)程分析排種器工作時(shí)，在重力作用下經(jīng)輸種管進(jìn)入穴播器輪盤環(huán)帶的種子由環(huán)帶上分區(qū)分種裝置分配到各入土器的囊種腔內(nèi)，稱為充種。為保證充種完全、可靠，充種區(qū)應(yīng)有足夠的弧長(zhǎng)，即當(dāng)內(nèi)15套筒充填孔在充種區(qū)時(shí)，應(yīng)保證充填孔完全被種子覆蓋。設(shè)充種區(qū)開(kāi)始位置角為吼，終止位置角為口2，則在充種區(qū)有蘭!墜型，一d (223)180 R。式中R為輪盤內(nèi)徑，d為內(nèi)套筒充填孔直徑充種開(kāi)始位置角口。一般根據(jù)投種口的位置決定。當(dāng)已知8時(shí)，即可由上式求出以，然后根據(jù)輪盤靜止時(shí)內(nèi)腔種子面的形狀可確定最低進(jìn)種口位置11。圖210分析可知，保證充種的區(qū)域有一定的范圍，也即充種區(qū)終止位置角日：有一極限值口2。，。在此范圍內(nèi)作用在種子上的重力、離心力、摩擦力的合力背向輪盤軸心，使種子充入充填孔。而在巴。處，作用在種子上各力的合力在輪盤半徑方向的投影滿足下面韻平衡方程【矧仁 、弋 。，圖2-10島。分析簡(jiǎn)圖012mRscos(三一日：)tan妒。g sin(三一日z。；)+i2R 224式中吼一種子與型孔的摩擦角g一重力加速度由此可得充種區(qū)終止位置角的極限值為 口：。訓(xùn)csin(迦g)一妒。+要 r225)由式2-25可知，隨輪盤內(nèi)徑R的增大、種子與型孔摩擦角妒，的減小、輪盤角速度鐘的增大日2。值增大，且i的變化對(duì)口2一值影響較大，而R的變化對(duì)口2。值影響較小。知道了82。后根據(jù)輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)種子面的形狀，就可確定最高進(jìn)種口位置【19l。223種子在輸種管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)輸種管是機(jī)械化穴搔機(jī)上的一個(gè)重要組成部分。了解和控制種子在輸種管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是非常重要的。在試制了2BFXL-1型穴播機(jī)的排種器后，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬確定了較合適的輸種管形狀和尺寸，通過(guò)高速攝影，對(duì)花生種子在該輸種管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀況進(jìn)行了觀察和分析，最后可以歸結(jié)為，種子在輸種管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分成三段124l：從箱底漏種日出口到與輸種管接觸的階段；在輸種管內(nèi)運(yùn)動(dòng)的階段：從輸種管的出口到著地前階段。2231種子從漏種口出口到與輸種管接觸階段在箱底漏種口中，花生種子的長(zhǎng)軸與槽輪的軸線方向一致并沿著該軸線方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)種子離開(kāi)排種輪的瞬間種子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有以下幾種：當(dāng)輪盤轉(zhuǎn)速較低時(shí)，種子按短軸方向傾斜落下：當(dāng)輪盤轉(zhuǎn)速增加時(shí)仍有前一種狀態(tài)出現(xiàn)，16且有個(gè)別種子產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)之后落在輸種管上：當(dāng)輪盤轉(zhuǎn)速再增加時(shí)，除部分種子按前面兩種狀態(tài)運(yùn)動(dòng)外，大部分種子則順著落在輸種管上。2232種子在輸種管內(nèi)的階段下面分析3種排種輪轉(zhuǎn)速下種子在輸種管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(11排種槽輪轉(zhuǎn)速為202 rmin時(shí)：此時(shí)的種子都是按短軸方向傾斜落在輸種管上。種子在輸種管上的運(yùn)動(dòng)大部分是滑動(dòng)，也有滾動(dòng)的種子。種子滑動(dòng)時(shí)先是一端與輸種管接觸作傾斜滑動(dòng)，然后逐漸增加接觸面積，直至接觸最大，在滾動(dòng)時(shí)種子并不是純滾動(dòng)，而是滾動(dòng)的同時(shí)大部分都有滑動(dòng)。種子在輸種管內(nèi)是滾動(dòng)還是滑動(dòng)與種子和輸種管接觸時(shí)的狀態(tài)有關(guān)，在接觸時(shí)，由丁種子與輸種管的碰撞而產(chǎn)生滾動(dòng)，或?qū)幸欢ǖ哪Σ亮κ沟梅N子下部的運(yùn)動(dòng)速度比上韶要小，當(dāng)上部的運(yùn)動(dòng)使其重心偏離出法線時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)滾動(dòng)的現(xiàn)象。f2)排種槽輪轉(zhuǎn)速為284rm in時(shí)：此時(shí)種子是斜著落下或翻轉(zhuǎn)后落在輸種管上，種子在輸種管上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)仍是滑動(dòng)或滾動(dòng)加滑動(dòng)，滑動(dòng)占大部分，滾動(dòng)占小部分?；瑒?dòng)狀態(tài)有主要有兩種；一種狀況同(1)所述；另種狀況是種子翻轉(zhuǎn)著落在輸種管上，因此，種子在輸種管上滾動(dòng)1-2次后開(kāi)始滑動(dòng)。滾動(dòng)的情況則不同，有的種子在滾動(dòng)時(shí)有彈跳旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象。(3)排種槽輪轉(zhuǎn)速為381 rmin時(shí)：此時(shí)順著落在輸種管上的種子較多，滑動(dòng)的比例減少，滾動(dòng)的比例增加，由此可見(jiàn)，滾動(dòng)的數(shù)目增加滑動(dòng)時(shí)有(2)所述的兩種情況出現(xiàn)，但滾動(dòng)情況F，有的種子有彈跳現(xiàn)象，有的種子在彈跳時(shí)有旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象。2233從輸種管的出口到著地前階段在前面3種轉(zhuǎn)速下，種子在輸種管的投種口處都發(fā)生旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象。224種子在輸種管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和速度表22種子在輸種管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和在輸種管投種口處的速度假設(shè)種子在輸種管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)問(wèn)服從正態(tài)分布，將所得數(shù)據(jù)進(jìn)行皮爾遜x 2檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果為：轉(zhuǎn)速為202 rmin和284 rmin時(shí)，在顯著性水平a_o01下接受假設(shè)；轉(zhuǎn)速為381fmfn時(shí)，在a：0005下接受假設(shè)?？傻贸鼋Y(jié)論：種子在輸種管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間服從正態(tài)分布。由上表可以看出，種子在輸種管內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間隨著排種輪轉(zhuǎn)速的增加而減少，但由于在3種排種輪轉(zhuǎn)速下種子從種箱的漏種口排出時(shí)的初速度雖然不同，但由于碰撞的作用。使得它們的速度差別有所減小-又加之摩擦力的作用，使得它們?cè)谳敺N管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間有趨于一致的傾向。由表中的數(shù)據(jù)還可以看出，3種轉(zhuǎn)速下，種子在輸種管投種IZl處的速度是隨著排種輪轉(zhuǎn)速的增加而加大的但它們的差別不是很大。由于設(shè)定的機(jī)器前進(jìn)速度為2。8kmh，經(jīng)過(guò)分折最后確定輸種管的長(zhǎng)度為30mm，常規(guī)經(jīng)驗(yàn)，排種管的水平傾角一般不能小于60。，所以取75。23本章小結(jié)f11三種穴播成穴器的方案設(shè)計(jì)都有各自的特點(diǎn)，但是經(jīng)過(guò)理論分析和實(shí)際的試驗(yàn)效果，我們得出舵輪式成穴器設(shè)計(jì)方案工作可靠性高，實(shí)際作業(yè)平穩(wěn)，是一種比較理想的有前途的工作部件，這也是今后穴播機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展的方向。(2)對(duì)入土器的工作過(guò)程進(jìn)行理論分析和研究建立了八十器上各點(diǎn)的的運(yùn)動(dòng)軌跡方程：對(duì)穴形進(jìn)行了理論分析，確定了影響穴孔大小的幾個(gè)參數(shù)：成穴輪半徑、鴨嘴的大小和形狀、機(jī)器前進(jìn)速度、入土器高度等。(3)該穴播器采用外槽輪式排種器，排種槽輪使種箱內(nèi)連續(xù)排下的種子經(jīng)過(guò)輸種管落入輪盤分區(qū)分種環(huán)帶，然后進(jìn)入內(nèi)套筒，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、充種性能好、種子尺寸適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。(4)為了研究種子在輸種管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀況，通過(guò)高速攝影，觀察和分析了幾種不同轉(zhuǎn)速下花生種子在潺種口、輸種管內(nèi)、從輸種管投種口到著地前3個(gè)階段的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，經(jīng)分析和檢驗(yàn)可知，花生種子在輸種管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間服從正態(tài)分布。18第三章凸輪的設(shè)計(jì)當(dāng)舵輪式穴描器工作時(shí)，由于凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)V型塊帶動(dòng)導(dǎo)桿產(chǎn)生上下運(yùn)動(dòng)，在穴孔最底端點(diǎn)將鴨嘴打開(kāi)投種，投種結(jié)束后關(guān)閉鴨嘴出土，準(zhǔn)備進(jìn)行下一次充種，所以凸輪是投種過(guò)程最重要的一個(gè)零部件，凸輪的輪廓形狀就間接地決定了打孔和播種的準(zhǔn)確性和一致性。凸輪設(shè)計(jì)就是根據(jù)功能需求確定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，然后計(jì)算凸輪的輪廓曲線”。31凸輪機(jī)構(gòu)的尺度綜合凸輪的輪廓型形狀是由從動(dòng)件所需要的運(yùn)動(dòng)規(guī)律決定的。從動(dòng)件需要什么樣的運(yùn)動(dòng)，凸輪就相應(yīng)地有什么樣的輪廓形狀。一定的凸輪形狀，就決定從動(dòng)件一個(gè)相應(yīng)運(yùn)動(dòng)規(guī)德。凸輪輪廓形狀與從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律之間存在著一定的依存關(guān)系。圖3-1所示為尖端直動(dòng)從動(dòng)件盤狀凸輪機(jī)構(gòu)，最小向徑rn稱為基圓，e稱為偏距，為從動(dòng)件的最大行程，u為凸輪的旋轉(zhuǎn)角速度由4。到占。凸輪旋轉(zhuǎn)角度用氐表示，由曰，到島凸輪旋轉(zhuǎn)角度用6，表示。圍31凸輪機(jī)構(gòu)32從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律Bt &圍32等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律321等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律見(jiàn)圖3-2所示，等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中作等速運(yùn)動(dòng)。在推程階段凸輪以等述o轉(zhuǎn)動(dòng)并轉(zhuǎn)過(guò)運(yùn)動(dòng)角6。時(shí)，從動(dòng)件等速完成的升程為h，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方程為19s：生660hU=一60n=0o=。：=o對(duì)于回程階段，凸輪轉(zhuǎn)角由0到氏，從動(dòng)件等速回到原位，其運(yùn)動(dòng)方程為S=而(166。)hV=I一氏口=0dSd6=一h60d 2sld#2=0322等加速等減速運(yùn)動(dòng)(拋物線)(31)(32)等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指從動(dòng)件在推程或回程中作等加速等減速運(yùn)動(dòng)，一般加速段和減速段加速度絕對(duì)值相等，相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，位移相同或凸輪角相等，如圖3-3。從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律如下：jj。一、7、j 、j&z I島I ；!圖3-3等加速等減速運(yùn)動(dòng)推程：等加速度段，凸輪轉(zhuǎn)角6由0到甌2，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)2的距離。其運(yùn)動(dòng)方程為等減速階段，凸輪轉(zhuǎn)角由60Iz至,16。，方程為回程：，。絲d z60。；竺66；4h018=6j(33)dsld6 I 4h6 f6jd 2sd6 2-4h6；從動(dòng)件繼續(xù)運(yùn)動(dòng)h2的距離到達(dá)最高點(diǎn)。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)s=hV_4hoJo口=一酊dsd6一攀蘆d 2sd6 2一一撕6：(34)等加速運(yùn)動(dòng)段，凸輪轉(zhuǎn)角由0到do2 ，從動(dòng)件由最遠(yuǎn)點(diǎn)返回h，2的距離。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方程為鰳一睪礦一等64hta2扣一可出，枷-一萬(wàn)4h 6d 2sld6 2一枷6：2(35)等減速運(yùn)動(dòng)階段，凸輪轉(zhuǎn)角由602到巧。1，從動(dòng)件繼續(xù)運(yùn)動(dòng)h2的距離回到原位。其運(yùn)動(dòng)方程為21卵一一帆蛾魚(yú)意百扣籌”礎(chǔ)2一等”嘲4hc02 (36)”rdsld6：4h(6了百-一6：)0n323余弦加速度運(yùn)動(dòng)(簡(jiǎn)諧曲線)余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指從動(dòng)件在推程或回程運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度按余弦規(guī)律變化。其運(yùn)動(dòng)表示如下圖3-4所示。、 、，：，6。、，。，j，：=；圖3-4余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程：凸輪轉(zhuǎn)角6由0到氏，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)一個(gè)h的距離到達(dá)最遠(yuǎn)位置。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方程為一h-2【1_cos(博。-6)V。哿26 s洫隆)。 l氏Ja。等cos”1萬(wàn)娜【瓦o J刪扣去26 sn隆) I d。 Jd Zsld6 2騫262 cosI 6。 J(37)回程：凸輪轉(zhuǎn)角6由。到氏，從動(dòng)件由最遠(yuǎn)位置回到原位。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方程為弘h-：【1+cos博(旦-6)摯等COS26口=一_IO Io佗 l 60 Jdsd6 ah26叫刊o Id01 J擴(kuò)sd6 2=-嘉cos324正弦加速度運(yùn)動(dòng)(擺線)(38)正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指從動(dòng)件在推程或回程運(yùn)動(dòng)時(shí)其加速度按正弦規(guī)律變化。其運(yùn)動(dòng)規(guī)律表示如下圖35所示：一4F一61 一、 ：I 。、jl囝3-5正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程：凸輪轉(zhuǎn)角6由0到60，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)一個(gè)h的距離到達(dá)最遠(yuǎn)位置。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方程為s=言一去stn(署a)V；等一。s(籌a)a。警咖俐 p。，出，d6=j；【-一。s【署6)如腳2。爭(zhēng)tn睜)回程：凸輪轉(zhuǎn)角6由。到，從動(dòng)件回到原位，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方程為式2375FG圍415懸掛狀態(tài)米所以拖拉機(jī)可懸掛機(jī)構(gòu)注：艷套機(jī)構(gòu)重心距離后輪支點(diǎn)095m由于O點(diǎn)受的彎曲應(yīng)力晟大，所以以O(shè)點(diǎn)計(jì)算，如圖415彎曲截面系數(shù)W。3335cm3=Fmawv=1120335=3155Mpa查強(qiáng)度取40#鋼再計(jì)算受拉強(qiáng)度A=31415Dt=31415003=FO拉A=126MPa遠(yuǎn)小于所選材料的強(qiáng)度極限。經(jīng)過(guò)以上分析可知，泰山一12拖拉機(jī)可懸掛該覆膜穴播機(jī)。452機(jī)具在生產(chǎn)實(shí)踐中的效益(一)機(jī)具生產(chǎn)成本分析I、生產(chǎn)成本材料費(fèi)：按使用鋼材240千克、平均價(jià)格4元千克計(jì)算，材料費(fèi)用為：240千克臺(tái)4元千克=960元臺(tái)加