马铃薯播种机排薯器设计

王殿忠

摘要：为提高马铃薯播种质量，设计了一种新型播种机排薯装置。介绍排薯器的总体结构及工作原理，详细探讨其关键部件升运装置、振动装置、皮带张紧装置、限流装置的设计思路，论述种箱体积的计算方法。

关键词：排薯器；马铃薯播种机；设计；升运；皮带张紧；种箱体积

中图分类号：S223.2 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）04-0031-03

我国马铃薯种植遍及全国，尤其在我国贫困地区分布区域广、种植面积大、产品种类多。据统计，在592个扶贫工作重点县中，有549个县种植马铃薯，约占全国马铃薯种植面积70%。然而，我国马铃薯种植大多采用传统切块方法，费工费时，劳动强度大，效率极低，已成为制约马铃薯产业化发展的瓶颈。现有的马铃薯播种机漏播、重播、株距不均等现象严重，为此设计了一种新型的马铃薯播种机排薯装置，旨在为提高马铃薯播种质量提供机具保证。

1 排薯器总体结构及工作原理

1.1 排薯器总体结构

排薯器是现代马铃薯播种机的核心部件，是播种机工作质量、效能和特征的主要载体和体现者。该机的排薯器结构如图1所示，主要由种薯箱、升运装置、振动装置、限流装置、张紧装置、排薯管等组成。

1.2 排薯器工作原理

排薯器的动力由地轮经变速箱传到主动轮，带动主、从动轮间的皮带向上升运；安装在皮带轮上的舀勺从种箱底部喂薯区上升时，舀到一颗或数颗种薯；被舀勺舀取的种薯最初可能以长轴竖立、宽轴侧卧方式置于舀勺内，或以厚轴平躺方式置于舀勺内；升运过程中，在机器自身振动和振动装置振动轮的作用下，多余的种薯被筛出舀勺，重新返回种箱；剩下的单粒种薯在重心力矩的作用下逐渐采取以厚轴平置的方式稳躺在舀勺内；在舀勺下落过程中，种薯夹在投薯管与舀勺背部之间，随着舀勺继续下移，种薯沿着投薯管壁摩擦碰撞，采用运动阻力最小、最稳定的薯块厚轴与地面平行状态移到下端投薯口；当舀勺通过出口时，活门打开，种薯落入开沟器开出的种沟内，再由覆土器覆土，完成种植过程。

2 排薯器主要部件设计

2.1 升运装置

现代马铃薯播种机的装置主要有链勺式、勺盘式和针刺式。链勺式排薯装置在种植精度及通用性方面比较先进，因此被广泛使用。一般常见的链勺式排薯装置由主、从动链轮和链条构成，链条上间隔一定距离安装舀勺。此种排薯器便于安装及通过链条调节株距，但链条在升运经过薯箱时容易划伤薯块，且运动不平稳，同时通过链条调节株距操作复杂，故设计采用带式传动。皮带上均布钢制舀勺，舀勺曲面为旋转抛物形，具有较好的盛薯夹持能力，可保证振动过程中至少有一个种薯保留在勺内。

皮带线速度与作业速度成正比。试验表明，当皮带速度为0.50 m/s时，作业质量较好。当皮带线速度为0.55 m/s时，作业质量有所下降（漏播率稍有增加），但基本上能满足农业技术要求。若皮带速度大于0.55 m/s，则作业质量显著下降，漏播现象严重。因此，皮带线速度最高不超过0.50 m/s。

主动轮由地轮通过变速箱驱动，转过一周皮带移动距离S为：S=πd。式中：d为带轮直径，取160 mm。

带轮旋转一周通过投薯口的舀勺数N为：N=πd/k。式中：k为固定在皮带上的舀勺间距，取180 mm。

马铃薯播种机地轮旋转一周通过投薯口的舀勺数N1为： N1=i。式中：i为地轮至主动轮间的传动比。播种机的前进距离S1为：S1=πD。式中：D为地轮直径，取740 mm。如果每个舀勺只留一颗种薯，则理论株距l为：l==。

调节地轮至主动轮之间的传动比，即可调节株距。

由于舀勺是在投放口处逐渐偏离投薯管前壁而释放种薯的，投薯点的高低与种薯脱离舀勺背部时的横向尺寸有关，大、小薯投薯相位不同，相邻舀勺投薯点的高低不同，必然引起播种株距大小的波动，从而影响播种均匀度。为提高种植株距均匀度，充种前应用30～50多级方形网孔筛对种薯进行分级。

2.2 皮带张紧装置

为避免皮带打滑，应调整取种带张紧程度。皮带张紧装置如图2所示，转动播种架最上端的调整手柄1，通过压紧两侧的悬挂弹簧3，即可调节取种带张紧。调整时，应保证两边具有相同的张紧力，以免皮带跑偏。

2.3 振动装置

为减少和控制舀勺拖带2个或2个以上的种薯，采用振动装置配合特制曲面的舀勺消除重种现象。振动装置由振动电机、安装架、振动力调整摆板、锁紧手轮组成。振动电机通过安装架安装在排薯管外侧，振动电机在排薯管内紧贴升运装置皮带内侧。电机电源与拖拉机蓄电池电源接头连接，电机控制开关设置在驾驶室内，便于驾驶人员操纵。

舀勺取种和升运时，通过振动轮刺激皮带以一定的频率和幅度抖动，从而振落舀勺内多余的种薯。如图3所示，可根据重种程度调节振动力大小，松开手轮5使振动力调整摆板4转动，从而带动电机振动轮2靠近或远离取种勺安装皮带3，重种程度严重时使手轮5向上移动，较轻时使手轮5向下移动，调整结束后锁紧手轮5。

2.4 限流装置

限流装置用来控制种箱底部取薯区的种薯流量，改善舀勺的取薯能力和减少升运装置的上升阻力，也可起到辅助分级的作用。如图4所示，安装在播种架种箱下外侧的调整定位板1上联接固定外转柄2，转柄2与播种架内安装的闸板属同一相位角，因此转动外转柄2可带动闸板同向旋转，从而改变薯种的流动层厚度，也就改变了薯种的流量。将外转柄2向右上方旋转，可使薯种流量变小，反之变大。限流闸板上安装一帆布软板，保护种薯不被金属闸板刮伤。为提高种薯进入取薯区的流畅性，在种箱与取薯区正对的后侧安装一搅动摆杆。

3 种箱设计

参考文献

[1] 刘全威，吴建民，王蒂，等.马铃薯播种机的研究现状及进展[J].农机化研究，2013（6）：238-241.

[2] 程晋.2CM2型马铃薯播种机的设计[J].农业科技与装备，2012（12）：35-36.

[3] 中国农业机械化科学研究院.农业机械设计手册[M].北京：中国农业科学技术出版社，2007.

Abstract： In order to improve the quality of potato planting， we designed a new potato seeding device. This article explians the overall structure and working principle of the device， gives a detailed description of the design of its key components， including lifting device， vibration device， a belt tensioning device， and current-limiting device， and discusses the calculation method for seeding tank volume.

Key words： potato seeding device； potato planter； design； lifting； belt tension； seeding box volume

摘要：为提高马铃薯播种质量，设计了一种新型播种机排薯装置。介绍排薯器的总体结构及工作原理，详细探讨其关键部件升运装置、振动装置、皮带张紧装置、限流装置的设计思路，论述种箱体积的计算方法。

关键词：排薯器；马铃薯播种机；设计；升运；皮带张紧；种箱体积

中图分类号：S223.2 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）04-0031-03

我国马铃薯种植遍及全国，尤其在我国贫困地区分布区域广、种植面积大、产品种类多。据统计，在592个扶贫工作重点县中，有549个县种植马铃薯，约占全国马铃薯种植面积70%。然而，我国马铃薯种植大多采用传统切块方法，费工费时，劳动强度大，效率极低，已成为制约马铃薯产业化发展的瓶颈。现有的马铃薯播种机漏播、重播、株距不均等现象严重，为此设计了一种新型的马铃薯播种机排薯装置，旨在为提高马铃薯播种质量提供机具保证。

1 排薯器总体结构及工作原理

1.1 排薯器总体结构

排薯器是现代马铃薯播种机的核心部件，是播种机工作质量、效能和特征的主要载体和体现者。该机的排薯器结构如图1所示，主要由种薯箱、升运装置、振动装置、限流装置、张紧装置、排薯管等组成。

1.2 排薯器工作原理

排薯器的动力由地轮经变速箱传到主动轮，带动主、从动轮间的皮带向上升运；安装在皮带轮上的舀勺从种箱底部喂薯区上升时，舀到一颗或数颗种薯；被舀勺舀取的种薯最初可能以长轴竖立、宽轴侧卧方式置于舀勺内，或以厚轴平躺方式置于舀勺内；升运过程中，在机器自身振动和振动装置振动轮的作用下，多余的种薯被筛出舀勺，重新返回种箱；剩下的单粒种薯在重心力矩的作用下逐渐采取以厚轴平置的方式稳躺在舀勺内；在舀勺下落过程中，种薯夹在投薯管与舀勺背部之间，随着舀勺继续下移，种薯沿着投薯管壁摩擦碰撞，采用运动阻力最小、最稳定的薯块厚轴与地面平行状态移到下端投薯口；当舀勺通过出口时，活门打开，种薯落入开沟器开出的种沟内，再由覆土器覆土，完成种植过程。

2 排薯器主要部件设计

2.1 升运装置

现代马铃薯播种机的装置主要有链勺式、勺盘式和针刺式。链勺式排薯装置在种植精度及通用性方面比较先进，因此被广泛使用。一般常见的链勺式排薯装置由主、从动链轮和链条构成，链条上间隔一定距离安装舀勺。此种排薯器便于安装及通过链条调节株距，但链条在升运经过薯箱时容易划伤薯块，且运动不平稳，同时通过链条调节株距操作复杂，故设计采用带式传动。皮带上均布钢制舀勺，舀勺曲面为旋转抛物形，具有较好的盛薯夹持能力，可保证振动过程中至少有一个种薯保留在勺内。

皮带线速度与作业速度成正比。试验表明，当皮带速度为0.50 m/s时，作业质量较好。当皮带线速度为0.55 m/s时，作业质量有所下降（漏播率稍有增加），但基本上能满足农业技术要求。若皮带速度大于0.55 m/s，则作业质量显著下降，漏播现象严重。因此，皮带线速度最高不超过0.50 m/s。

主动轮由地轮通过变速箱驱动，转过一周皮带移动距离S为：S=πd。式中：d为带轮直径，取160 mm。

带轮旋转一周通过投薯口的舀勺数N为：N=πd/k。式中：k为固定在皮带上的舀勺间距，取180 mm。

马铃薯播种机地轮旋转一周通过投薯口的舀勺数N1为： N1=i。式中：i为地轮至主动轮间的传动比。播种机的前进距离S1为：S1=πD。式中：D为地轮直径，取740 mm。如果每个舀勺只留一颗种薯，则理论株距l为：l==。

调节地轮至主动轮之间的传动比，即可调节株距。

由于舀勺是在投放口处逐渐偏离投薯管前壁而释放种薯的，投薯点的高低与种薯脱离舀勺背部时的横向尺寸有关，大、小薯投薯相位不同，相邻舀勺投薯点的高低不同，必然引起播种株距大小的波动，从而影响播种均匀度。为提高种植株距均匀度，充种前应用30～50多级方形网孔筛对种薯进行分级。

2.2 皮带张紧装置

为避免皮带打滑，应调整取种带张紧程度。皮带张紧装置如图2所示，转动播种架最上端的调整手柄1，通过压紧两侧的悬挂弹簧3，即可调节取种带张紧。调整时，应保证两边具有相同的张紧力，以免皮带跑偏。

2.3 振动装置

为减少和控制舀勺拖带2个或2个以上的种薯，采用振动装置配合特制曲面的舀勺消除重种现象。振动装置由振动电机、安装架、振动力调整摆板、锁紧手轮组成。振动电机通过安装架安装在排薯管外侧，振动电机在排薯管内紧贴升运装置皮带内侧。电机电源与拖拉机蓄电池电源接头连接，电机控制开关设置在驾驶室内，便于驾驶人员操纵。

舀勺取种和升运时，通过振动轮刺激皮带以一定的频率和幅度抖动，从而振落舀勺内多余的种薯。如图3所示，可根据重种程度调节振动力大小，松开手轮5使振动力调整摆板4转动，从而带动电机振动轮2靠近或远离取种勺安装皮带3，重种程度严重时使手轮5向上移动，较轻时使手轮5向下移动，调整结束后锁紧手轮5。

2.4 限流装置

限流装置用来控制种箱底部取薯区的种薯流量，改善舀勺的取薯能力和减少升运装置的上升阻力，也可起到辅助分级的作用。如图4所示，安装在播种架种箱下外侧的调整定位板1上联接固定外转柄2，转柄2与播种架内安装的闸板属同一相位角，因此转动外转柄2可带动闸板同向旋转，从而改变薯种的流动层厚度，也就改变了薯种的流量。将外转柄2向右上方旋转，可使薯种流量变小，反之变大。限流闸板上安装一帆布软板，保护种薯不被金属闸板刮伤。为提高种薯进入取薯区的流畅性，在种箱与取薯区正对的后侧安装一搅动摆杆。

3 种箱设计

参考文献

[1] 刘全威，吴建民，王蒂，等.马铃薯播种机的研究现状及进展[J].农机化研究，2013（6）：238-241.

[2] 程晋.2CM2型马铃薯播种机的设计[J].农业科技与装备，2012（12）：35-36.

[3] 中国农业机械化科学研究院.农业机械设计手册[M].北京：中国农业科学技术出版社，2007.

Abstract： In order to improve the quality of potato planting， we designed a new potato seeding device. This article explians the overall structure and working principle of the device， gives a detailed description of the design of its key components， including lifting device， vibration device， a belt tensioning device， and current-limiting device， and discusses the calculation method for seeding tank volume.

Key words： potato seeding device； potato planter； design； lifting； belt tension； seeding box volume

摘要：为提高马铃薯播种质量，设计了一种新型播种机排薯装置。介绍排薯器的总体结构及工作原理，详细探讨其关键部件升运装置、振动装置、皮带张紧装置、限流装置的设计思路，论述种箱体积的计算方法。

关键词：排薯器；马铃薯播种机；设计；升运；皮带张紧；种箱体积

中图分类号：S223.2 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）04-0031-03

我国马铃薯种植遍及全国，尤其在我国贫困地区分布区域广、种植面积大、产品种类多。据统计，在592个扶贫工作重点县中，有549个县种植马铃薯，约占全国马铃薯种植面积70%。然而，我国马铃薯种植大多采用传统切块方法，费工费时，劳动强度大，效率极低，已成为制约马铃薯产业化发展的瓶颈。现有的马铃薯播种机漏播、重播、株距不均等现象严重，为此设计了一种新型的马铃薯播种机排薯装置，旨在为提高马铃薯播种质量提供机具保证。

1 排薯器总体结构及工作原理

1.1 排薯器总体结构

排薯器是现代马铃薯播种机的核心部件，是播种机工作质量、效能和特征的主要载体和体现者。该机的排薯器结构如图1所示，主要由种薯箱、升运装置、振动装置、限流装置、张紧装置、排薯管等组成。

1.2 排薯器工作原理

排薯器的动力由地轮经变速箱传到主动轮，带动主、从动轮间的皮带向上升运；安装在皮带轮上的舀勺从种箱底部喂薯区上升时，舀到一颗或数颗种薯；被舀勺舀取的种薯最初可能以长轴竖立、宽轴侧卧方式置于舀勺内，或以厚轴平躺方式置于舀勺内；升运过程中，在机器自身振动和振动装置振动轮的作用下，多余的种薯被筛出舀勺，重新返回种箱；剩下的单粒种薯在重心力矩的作用下逐渐采取以厚轴平置的方式稳躺在舀勺内；在舀勺下落过程中，种薯夹在投薯管与舀勺背部之间，随着舀勺继续下移，种薯沿着投薯管壁摩擦碰撞，采用运动阻力最小、最稳定的薯块厚轴与地面平行状态移到下端投薯口；当舀勺通过出口时，活门打开，种薯落入开沟器开出的种沟内，再由覆土器覆土，完成种植过程。

2 排薯器主要部件设计

2.1 升运装置

现代马铃薯播种机的装置主要有链勺式、勺盘式和针刺式。链勺式排薯装置在种植精度及通用性方面比较先进，因此被广泛使用。一般常见的链勺式排薯装置由主、从动链轮和链条构成，链条上间隔一定距离安装舀勺。此种排薯器便于安装及通过链条调节株距，但链条在升运经过薯箱时容易划伤薯块，且运动不平稳，同时通过链条调节株距操作复杂，故设计采用带式传动。皮带上均布钢制舀勺，舀勺曲面为旋转抛物形，具有较好的盛薯夹持能力，可保证振动过程中至少有一个种薯保留在勺内。

皮带线速度与作业速度成正比。试验表明，当皮带速度为0.50 m/s时，作业质量较好。当皮带线速度为0.55 m/s时，作业质量有所下降（漏播率稍有增加），但基本上能满足农业技术要求。若皮带速度大于0.55 m/s，则作业质量显著下降，漏播现象严重。因此，皮带线速度最高不超过0.50 m/s。

主动轮由地轮通过变速箱驱动，转过一周皮带移动距离S为：S=πd。式中：d为带轮直径，取160 mm。

带轮旋转一周通过投薯口的舀勺数N为：N=πd/k。式中：k为固定在皮带上的舀勺间距，取180 mm。

马铃薯播种机地轮旋转一周通过投薯口的舀勺数N1为： N1=i。式中：i为地轮至主动轮间的传动比。播种机的前进距离S1为：S1=πD。式中：D为地轮直径，取740 mm。如果每个舀勺只留一颗种薯，则理论株距l为：l==。

调节地轮至主动轮之间的传动比，即可调节株距。

由于舀勺是在投放口处逐渐偏离投薯管前壁而释放种薯的，投薯点的高低与种薯脱离舀勺背部时的横向尺寸有关，大、小薯投薯相位不同，相邻舀勺投薯点的高低不同，必然引起播种株距大小的波动，从而影响播种均匀度。为提高种植株距均匀度，充种前应用30～50多级方形网孔筛对种薯进行分级。

2.2 皮带张紧装置

为避免皮带打滑，应调整取种带张紧程度。皮带张紧装置如图2所示，转动播种架最上端的调整手柄1，通过压紧两侧的悬挂弹簧3，即可调节取种带张紧。调整时，应保证两边具有相同的张紧力，以免皮带跑偏。

2.3 振动装置

为减少和控制舀勺拖带2个或2个以上的种薯，采用振动装置配合特制曲面的舀勺消除重种现象。振动装置由振动电机、安装架、振动力调整摆板、锁紧手轮组成。振动电机通过安装架安装在排薯管外侧，振动电机在排薯管内紧贴升运装置皮带内侧。电机电源与拖拉机蓄电池电源接头连接，电机控制开关设置在驾驶室内，便于驾驶人员操纵。

舀勺取种和升运时，通过振动轮刺激皮带以一定的频率和幅度抖动，从而振落舀勺内多余的种薯。如图3所示，可根据重种程度调节振动力大小，松开手轮5使振动力调整摆板4转动，从而带动电机振动轮2靠近或远离取种勺安装皮带3，重种程度严重时使手轮5向上移动，较轻时使手轮5向下移动，调整结束后锁紧手轮5。

2.4 限流装置

限流装置用来控制种箱底部取薯区的种薯流量，改善舀勺的取薯能力和减少升运装置的上升阻力，也可起到辅助分级的作用。如图4所示，安装在播种架种箱下外侧的调整定位板1上联接固定外转柄2，转柄2与播种架内安装的闸板属同一相位角，因此转动外转柄2可带动闸板同向旋转，从而改变薯种的流动层厚度，也就改变了薯种的流量。将外转柄2向右上方旋转，可使薯种流量变小，反之变大。限流闸板上安装一帆布软板，保护种薯不被金属闸板刮伤。为提高种薯进入取薯区的流畅性，在种箱与取薯区正对的后侧安装一搅动摆杆。

3 种箱设计

参考文献

[1] 刘全威，吴建民，王蒂，等.马铃薯播种机的研究现状及进展[J].农机化研究，2013（6）：238-241.

[2] 程晋.2CM2型马铃薯播种机的设计[J].农业科技与装备，2012（12）：35-36.

[3] 中国农业机械化科学研究院.农业机械设计手册[M].北京：中国农业科学技术出版社，2007.

Abstract： In order to improve the quality of potato planting， we designed a new potato seeding device. This article explians the overall structure and working principle of the device， gives a detailed description of the design of its key components， including lifting device， vibration device， a belt tensioning device， and current-limiting device， and discusses the calculation method for seeding tank volume.

Key words： potato seeding device； potato planter； design； lifting； belt tension； seeding box volume