水稻育秧基质配料机组设计

王福义

摘要：为解决水稻育秧基质配比不准确的难题及降低劳动强度，设计了水稻育秧基质配料机组。机组设计4个独立出料机，出料机的出料量可调，能分别控制各种成份的配比量。测试结果表明：机组能准确控制基质配制过程中各种营养成分的配比量，实现精准配比，保证基质养分均衡，为实现基质加工机械化作业提供保证。

关键词：配料机组；育秧基质；水稻；配比

中图分类号：S223.1+3 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）05-0019-03

随着我国水稻机械化生产的稳步推进，水稻工厂化、标准化育秧技术得到了广泛发展。提高育秧基质质量，提升育秧基质与水稻机插技术兼容性，改进水稻工厂化育秧技术，降低育秧成本，对我国水稻种植机械化水平提高具有重要推动作用。以往水稻育秧主要采用营养土作为育秧介质，随着育秧量的扩大，对自然土壤资源及周围生态环境造成一定负面影响，不利于水稻机插秧大面积推广。

近年来，科研人员不断探索，寻找营养土替代品，各种无土基质在育秧中得到广泛应用。为达到理想效果，基质的各种成分必须科学配比，才能具有合理的物理性质、化学性质和生物性质。传统的基质配比作业大多由人工凭借经验进行，很难做到配比准确。同时工作量巨大，效率低，需要大量的人力物力投入。

针对以上问题，辽宁省农业机械化研究所研制了水稻育秧基质配料机组，解决基质配比不准确的难题，降低劳动强度，实现基质生产机械化、自动化及标准化。经过初步试验，该机组具有出料量准确、配比可调的特点，能够实现多种配方基质的配制作业，提高水稻育秧基质生产机械化程度，降低生产成本，对推广水稻工厂化育秧、提高水稻现代化种植水平具有重要作用。

1 设计原理及机构组成

1.1 设计原理

针对现行水稻育秧基质成分的多样性，为机组设计4个独立出料机，2个大容量出料机（容积1.5 m3）分别为自然土、无土基质出料设备，小容量出料机（容积0.5 m3）为肥料及药剂出料设备。出料机的出料量可调，能分别控制各种成分配比量。出料机下面设有皮带式输送机，由各个出料机输出的物料落入输送机，由输送机将配比好的物料送人混合机。各种成分按次序落在输送皮带上，形成成分层（见图1），使物料混合更容易均匀。

1.2 总体设计

水稻育秧基质配料机组的结构如图2所示。根据农艺要求的成分配比，调整各出料机的开口高度及调频电机转速，从而确定出料量。工作时，机组启动顺序为：输送带机→无土基质出料机→药剂出料机→肥料出料机→自然土出料机。各成分物料经出料机依次落在输送带机上，完成配料作业，并随输送带进入混合机。该机组能完成多种配比的基质配料，配料过程为连续工作，提高工作效率，使配比更准确。其主要技术参数如表1所示。

2 关键结构参数确定

2.1 开口高度确定

基质密度为500～900 kg/m3（含水率20%），颗粒大小为2～5 mm，属于松散物料，经过多次试验，开口高度在50 mm以下，出料截面接近矩形，故将料箱出口尺寸设计为500 mm（宽）×50 mm（高），高度调节机构设置10，20，30，40，50 mm五档位。图3为开口高度调节示意图。

2.2 皮带速度确定

考虑到无土基质、调酸药剂等密度低、颗粒细小，为避免粉尘飞扬及损失物料，将输送带线速度确定为≤0.3 m/s。

2.3 驱动电机确定

由于带式输送机起动摩擦力大且常处于满载起动状况，要求输送带在起动时加速度要小、起动要平稳。同时，考虑到料箱内物料量不断变化，输送带的负载不固定，所以其驱动电机采用变频调速方式，使出料平稳，便于流量控制。

2.4 出料量控制

各出料机出料量的控制采用机械控制+电气控制结合方式。出料口高度不变时，通过变频调整电机输送转速实现不同出料量；电机转速不变时，通过调整出料口高度实现不同出料量。无土基质的（自然土）出料量见表2和表3。

3 机组性能试验

3.1 试验条件

机组性能试验在辽宁省新民鹤湖农业科技发展有限公司进行。该地区采用的水稻育秧基质成分为自然土（30%）、腐烂酒糟（69%）、调酸剂（1%）。

3.2 试验过程

根据以上成分分配比例，按表2和表3调整各出料机出料量，试验条件设置见表4。

试验首先测试单个出料机出料量，每次连续工作30 min，测试3次，出料量结果取平均值。然后，机组同时工作60 min，测定出料量。

3.3 试验结果

单个出料机的出料量测试结果见表5。

将上述数据转换为小时出料量，结果为：腐烂酒糟出料机的出料量为14.42 m3/h，与设计值（14.8 m3/h）的比较误差为2.5%；自然土出料机的出料量为6.38 m3/h，与设计值（6.5 m3/h）的比较误差为1.8%；调酸剂出料机的出料量为0.244 m3/h，与设计值（0.24 m3/h）比较误差为1.6%；机组测定生产量为20.91 m3/h，与设计值（14.8+6.5+0.24）比较误差为2.9%.

4 结论

机组能准确控制基质配制过程中各种营养成分的配比量，实现精准配比，保证基质养分均衡。为实现基质加工机械化作业提供保证，降低生产成本，提高生产效率。试验中，实际生产率略低于设计值，原因为各衔接环节出现丢料现象，因此应在出料口、输送带两侧增加防护挡板。

参考文献

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[3] 周容卉.带式输送机的变频调速研究[J].时代农机.2016（01）：59-60.

Abstract： In order to solve the problems of inaccuracy matching of rice seedling raising base material and reduce the labor intensity， rice seedling raising base material dosing unit was designed. 4 independent discharging machine was designed in the unit， the discharge amount of which was adjustable and could control the adding percent of every ingredient respectively. The test results showed that： The unit can accurately control the adding percent of every kind of nutritional ingredient in the process of base material preparation， so as to realize precise matching and guarantee nutrient balance in the base material， providing a guarantee to realize mechanized operation of base material processing.

Key words： dosing unit； base material of raising rice seedlings； rice； matching