马铃薯大垄三行铺膜播种机的设计

摘要：辽西地区的马铃薯栽培农艺要求，创建大垄三行栽培模式，设计研制大垄三行播种机。介绍机具的主要工作原理和传动系统的设计方案，讨论高效的配套动力的选择方法，为提高马铃薯生产作业的机械化水平提供机具支持。

关键词：播种机;马铃薯;设计;大垄三行;铺膜

中图分类号：S223.2+4; S532    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2019）06-0021-03

马铃薯富含淀粉、氨基酸和多种维生素，具有极高的营养价值，被视为世界的第四大粮食作物。马铃薯对环境的适应性强且应用范围广，种植面积和市场需求量不断上升。结合辽西地区的马铃薯栽培农艺要求，创建一种大垄三行栽培模式，并研究设计一种大垄三行式播种机，以期提高马铃薯生产的机械化水平。

1 马铃薯大垄铺膜种植农艺要求

马铃薯大垄铺膜种植技术的农艺要求因地制宜。辽宁省西部地区的农艺要求不等：行距25，30，35，40 cm;株距有27，29，31，33 cm;垄宽有50，60，80，100 cm。调查研究表明，这些农艺要求均不是拖拉机作业的最优农艺条件。辽宁省农业机械化研究经多年试验研究，确定最适宜辽西地区马铃薯大垄铺膜种植的农艺要求为：行距28 cm、垄宽80 cm、垄高12～14 cm，株距根据农户要求自行调节，具体如图1所示。

根据马铃薯大垄三行铺膜种植的农艺要求，得出播种模式的主要技术参数，如表1所示。

种植农艺要求为：地表下10 cm适宜播种的土壤温度为8～10 ℃;为使出苗时避开霜冻，霜冻前20～30 d为春播的最佳时期，约为4月20日左右;薯块形成期安排在平均温度低于23 ℃、每日光照时间少于14 h、降水量适中的环境中，利于块茎形成和膨大。

2 马铃薯大垄三行铺膜播种机结构

基于大垄三行的马铃薯栽种模式，按照农艺和农机结合的原则，研究并设计马铃薯大垄三行铺膜播种机具。整机由传动系统，施肥装置，投种单体，机架，地轮及覆土、打药、铺膜装置组成，结构见图2。其装配图见图3。

工作时，投种单体播种3行;肥料施在3行种子中间，种肥分开;投种单体采用勺链式，一勺一种块，株距均匀;播种后形成的大垄由覆土刮板覆土刮平，之后在大垄台面上喷施除（灭）草剂，进行铺膜工作。

机具一次作业可完成大部分农艺过程。为确保单粒，机上设2个座位，工作人员可监视勺链排种情况，确保不重播、不漏播，并及时续膜。作业后形成的大垄与常用拖拉机轮距相符，避免轮胎刮碰相邻大垄。

3 马铃薯大垄三行铺膜播种机工作原理

播种机作业原理为：作业过程中，排种勺链在驱动轮的带动下做环形旋转运动，其上布置间隔相同的若干勺碗。排种勺链在种箱内自下而上穿行，勺碗把种薯一个接一个的带出、升起，多余种子在机具振动、链条抖动等外力作用下掉入种箱。种块翻越种箱上方链轮顶端后，被抛向前方勺碗内，种薯随勺碗在排种导管中同距运输，离开导种管落入种沟内。排种勺等距分布性和一对一取种，故沟内薯种距离间隔相同，实现精量播种，避免重播、漏播。

整个作业过程为：拖拉机和马铃薯载种机以三点挂接的方法连接在一起，由拖拉机牵引前置滚动式施肥开沟器开出肥沟和3个滑动式播种开沟器开出种沟，肥料与种切块种薯经排肥（种）器排出，落入对应的肥沟或种沟内。由于排种器和排肥器均由地轮带动，故拖拉机速度对株距没有影响，播种均匀等距。起垄机构和拖拉机输出轴相连，拖拉机动力输出轴带动起垄机构运转，起垄叶片深入地表将土壤向中间拨动覆土，形成具有垄台的大垄。在形成的垄台面上喷洒灭草药液、覆膜、铺滴灌带，整套的农艺过程完成。

4 马铃薯大垄三行铺膜播种机传动系统选择

播种机在拖拉机的带动下，分别由两侧的地轮和拖拉机动力输出轴来带动各部件运动，实现各功能。

4.1 排种器部分

排种器传动如图4所示。拖拉机拖动机具向前运动时，地轮1始终紧贴地表。由于地表不平整，地轮相对滑移，只能做近似纯滚动。地轮运动带动同轴链轮1传动，与链轮2同轴的3个排种勺链均被带动做回转运动，进而带动链条上的种勺在种箱内由下至上运动。种勺回转到链条的另一侧，由上至下依次进入导种管，周而复始循环。

4.2 排肥器部分

排肥器传动如图5所示。排肥器链轮2在地轮2和链条带动下做回转运动，与链轮2同轴的3个排肥外槽轮同时转动，将肥料不断排出。

4.3 起垄覆土部分

起垄覆土传动方案如图6所示。拖拉机动力输出轴与动力输入轴由零件万向节连接，动力输入轴凭借与之配套的变速箱内伞齿轮组，改变动力方向并传输到旋耕起垄轴上，带动旋耕起垄刀具做回转运动，实现起垄覆土功能。

4.4 拖拽部分

拖拽部分主要由用于排肥的开沟器、用于排种的开沟器及铺膜机构组成。拖拽部分相对播种铺膜机位置静止，当拖拉机拖动播种铺膜机行进时，拖拽部分被带动，进而使开沟、划行等功能得以实现。

5 马铃薯大垄三行铺膜播种机配套动力確定

为保证各机构正常工作，与该播种机配套的动力应大于满足播种机正常工作所需功率。

栽种机器将开沟、播种、施肥、覆土、起垄等功能集合起来，是一种多功能播种机。若将各机构动力加以计算再选择配套劳动力，甚为繁琐，故选择类推比法确定配套动力范围，再根据动力范围选择动力型号。

2BSMX-2型马铃薯播种机与马铃薯大垄三行播种机的开沟器为同一类型，但其开沟器有4个，而马铃薯大垄三行播种机配有6个。二者的起垄机构相似，但2BSMX-2型马铃薯播种机工作宽度为800 mm，而马铃薯播种机作业宽度是1 200 mm，故起垄部分的消耗功率应稍大。在排种器和排肥器动力选择方面，马铃薯大垄三行播种机的预测估值应为2BSMX-2型马铃薯播种机动力（18～24.7 kW）的1.2～1.5倍，在22 kW以上。选择播种动力时，除比较评估外，在土槽试验台车的拉动下进行试验，确定最佳动力应为20.6～25.7 kW。

經过综合比较分析，确定以雷沃欧豹M280-E型拖拉机为动力机械最为适宜。拖拉机配套功率为20.6 kW，后轮驱动，可选装机械或液压转向配置，能满足农户的不同要求。

收稿日期：2019-08-16

作者简介：陈孟超（1986—），女，工程师，硕士，从事农业机械方面的设计与研究工作。

参考文献

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Design of Big Ridge and Rhree Row Film Planter

CHEN Mengchao

（Liaoning Institute of Agricultural Mechanization， Shenyang 110161， China）

Abstract： According to the agronomic requirements of potato cultivation in western Liaoning， the cultivation model of big ridge and three rows was created， and the planter of big ridge and three rows was designed and developed. This paper introduces the main working principle of the machine and the design scheme of the transmission system， discusses the selection method of the efficient supporting power， in order to provide the machine and tool support for improving the mechanization level of potato production.

Key words： planter; potato; design; three rows of big ridge; filming