粘土地轻型正反旋开沟联合播种机研制

邢全道，史硕兆，朱 松，朱亚晨，刘天星

（1.江苏省农垦农业发展股份有限公司，江苏 南京 210019；

2.江苏省农垦农业发展股份有限公司黄海分公司，江苏 盐城 224624）

0 引 言

从国内外农机具发展趋势来看，高性能复式作业机械已经成为研发领域和应用推广的对象，如灭茬旋耕和施肥播种功能复合的作业机械[1-3]。其可减少机器进地次数、台数，减少土壤水分蒸发，一次性完成秸秆灭茬还田、旋耕施肥；减小土壤压实，使土壤密度减小，显著增强土壤抗旱保墒能力；合理的埋茬还能改善土壤肥力，配合施肥作业对下一轮的稻麦生长有极大帮助。因此，复式作业机械发展代替单一耕作机械是必然的趋势[4-5]。

在连续阴雨特殊气候条件下，由于相关配套作业机具缺失，国内国外尚没有此类先进实用机具针对烂地播种作业[6]。原有沙土地地区农场开发的开沟、平地、播种、镇压联合作业机只适用于沙土地播种联合作业，其工作机构不能适应垦区粘土地分公司的生产需要。现有粘土地反旋播种机由于机身质量重，烂地作业时整机容易下陷，造成机具严重壅土；同时拖拉机轮胎压痕难以消除，严重影响旋耕和播种作业质量，导致播种深浅不一。

1 轻型正反旋开沟联合播种机设计

1.1 整体结构设计

粘土地轻型正反旋开沟联合播种机包括中间传动箱、三点悬挂机构、机架、圆盘开沟旋耕一体装置、镇压限深辊、旋耕覆土装置和播种箱，中间传动箱和三点悬挂机构均固定在机架上，三点悬挂装置用于与拖拉机连接；圆盘开沟旋耕一体装置、镇压限深辊和旋耕覆土装置沿播种机前进方向自前向后依次设置于机架底部，圆盘开沟旋耕一体装置和旋耕覆土装置分别与中间传动箱传动连接，圆盘开沟旋耕一体装置为反旋旋耕装置，旋耕覆土装置为正旋旋耕装置，所述镇压限深辊上设有若干凸起环；播种箱固定在机架上方，且底部设有输种管。

1.2 动力传动路线设计及开沟结构的设计

采用圆盘开沟器配芯铧式套沟装置，减小开沟阻力，适应机具空间结构与消耗动力限制要求。由于机具采用开沟器结构形式，加之设计的专用镇压装置、反旋装置等，动力传递相对复杂，试验确定反旋刀轴和开沟器的转速为250 r/min。由于中间传动时刀轴受力比侧边传动刀轴的受力更为合理，能够减少扭矩、扭转角，具有减小由扭转产生的振动的优势，因此选择中间传动。根据结构紧凑、传递可靠的原则，确定动力传动路线为：拖拉机动力输出轴将动力通过万向节传入中间齿轮传动箱，中间传动箱通过四级齿轮传动将动力分配给与之连接的反旋刀轴及圆盘开沟器，同时从中间齿轮箱分配出动力通过侧边传动箱将动力传递给后置正旋装置。

1.3 机具在重粘土地区作业的适应性试验改进研究

通过在农场重粘土区域不同模式对比试验，兼顾作业效率，筛选出适宜重粘土区域作业的最佳工作模式。

在田间试验中，一是配套拖拉机由单窄型铁轮改为窄型橡胶六轮驱动，提高了烂地通过性；二是改进播种机镇压轮螺旋刮土器，解决一般土壤墒情镇压器易带泥影响播种质量问题。但遇到土壤墒情较差时，仍出现带泥，影响播种质量。将单旋耕改为前后正反旋耕结构，即镇压滚后部螺旋绞龙刮泥机构改为短刀密齿旋耕机构。一是用于限深镇压轮的刮泥，二是用于浅旋碎土盖种，另外限深镇压轮改为随地仿行且与盖种刀轴一体确保旋耕盖种深度可调，达到播种深浅一致，土壤细碎，可适应粘土地烂地高质量旋耕播种作业。在轻型正反旋播种机中部安装可拆换的开沟套沟装置，实现开沟、正反旋、平地、播种、镇压六道工序于一体的复式作业。

该机具备3种作业模式：一是在较适宜墒情下，实现开沟正反旋播种联合作业；二是在墒情较差的情况下，进行高质量正反旋整地或畦面正反旋播种作业；三是实行套沟旋耕播种作业。通过田间试验，开沟正反旋效果好，但由于开沟装置刀轴宽度较小，两侧支架在烂地作业易堵泥草，影响作业，试验后又进行第四轮改进，主要是加宽中间开沟圆盘刀轴宽度并将两侧支架加宽，有效解决了问题，最终达到项目改进设计目标。

2 结果与分析

根据国家标准、国家农业机械行业标准制定的旋耕机试验方法和旋耕机作业质量对机具进行性能试验和可靠性试验。主要检测依据为：GB/T 5667—2008（农业机械 生产试验方法）、GB/T5262—2008《农业机械试验条件 测定方法的一般规定》、GB/T 5668—2008《旋耕机》、DG32/T 007—2008《旋耕灭茬施肥播种机推广鉴定大纲》、GB/T 20865—2007《免耕施肥播种机》、JB/T 8401.1—2007《旋耕联合作业机械旋耕施肥播种机》等。田间试验表明，该机具各类性能指标达到设计要求。轻型正反旋开沟联合播种机的主要性能指标见表1。

表1 主要技术参数

3 结 语

本文为解决连续阴雨特殊气候条件下，稻茬麦作业模式中机具配套问题，研制了新型的适应粘土地稻麦轮作模式的轻型正反旋开沟联合播种机。经过前期田间试验，该机具可实现开沟、平整、播种作业一次完成，有利于提高效率，降低成本，改善播种质量，基本满足粘土地烂地播种要求。但也存在开沟抛土难，易壅土等问题。下一步将针对前期试验存在的问题，改进原有播种机的开沟机构，改为前面正旋后置反旋，进行进一步试验示范，学习借鉴先进经验，形成适应粘土地地区秋播高产作业模式和机具改进配套方案。