基于新疆地区绿肥播种机气吸式排种器的设计

摘 要：排种器设计技术的落后是制约新疆绿肥小颗粒种子大面积种植机械化发展的原因之一，新疆农田面临的气候复杂多变，特别是春季播种季节时常伴有大风、多雨、潮湿等因素干扰播种的顺利进行。而精密播种的特点则更好满足新疆环境要求，所以设计一款用于毛苕种子播种的气吸式排种器，以便更好地在新疆地区进行机械化播种。

关键词：气吸式；毛苕种子；排种器

1 引言

新疆是属于农业大省，实现农业机械化的可持续发展是新疆现代化农业的发展目标。随着新疆农业环境生态的发展，所需要投入到农田中的化肥越来越多，因此需要生产的化学肥料也越来越多，并且使用的化学肥料也越来越多。绿肥在养分的提供上、盐碱地土壤的改良上和污染的防止等多方面都有非常有效的作用，发展绿肥对建立新疆生态环境良好、营养价值十分充分并且无化学污染所以在新疆现代化农业生产体系，就有举足轻重的作用。毛苕子根瘤和根系能给新疆盐碱地土壤遗留大量的氮和有机物质肥料，增产效果显著，所以大多绿肥选用毛苕子。

排种器设计技术的落后是制约新疆绿肥小颗粒种子大面积种植机械化发展的原因之一[1]，新疆农田面临的气候复杂多变，特别是春季播种季节时常伴有大风、多雨、潮湿等因素干扰播种的顺利进行。

精密播种的特点则更好满足新疆环境要求，现在机械化播种能够节省人力物力，所以研制一款可以在新疆地区进行高效率播种的装置迫在眉睫。新疆地区的专家们已经研制出一些关于此地区的播种装置，但对于毛苕子的排种器还存在很多可以改进的地方。基于上述内容，设计一款用于毛苕种子播种的气吸式排种器，以便更好地在新疆地区进行机械化播种。

2 方案设计于工作原理

2.1方案结构的设计

相比于舵轮式穴播器而言，气吸式排种器能实现作物的定量的精量播种，具有省种、不伤种、对种子尺寸要求不严、适应力强、等优点；

此设计绿肥（毛苕种子）排种器主要包括；排种盘、种子仓、排种体、链轮等零部件其中排种体有设有非负压仓、负压仓。

气吸式排种器气吸孔是针对绿肥毛苕子种子的平均大小和形状专门设计，每个气吸孔的直径为1.5mm，收种槽的深度为3mm左右，此种结构的设计可以将种子完全吸附到气息口上，避免出现漏种和多种的情况。

2.2工作原理

排种盘于可转动的排种体的侧面上安装，保证排种盘在做旋转运动过程中的稳定性[2]。并且排种盘上有针对毛苕种子设计的圆周阵列分布的种子吸附口，在气吸机工作运转过程中毛苕种子被吸附在排种盘的吸附口上，随着排种盘的转动，种子由负压仓经过正压仓，由于负压仓和真空抽气泵相连形成负压，非负压仓与大气相连通。毛苕种子经过清种刀的剔除多余吸附在吸种孔种子，保证每次吸种孔至少吸附一粒种子，在经过相同的另一个清种刀后将吸附在吸附孔上的多余种子剔除，吸附孔只剩下一粒种子。种子到非负压仓时由于重力的原因，掉入播种口，实现播种。其排种器由于气吸机的作用，在对负压仓减压时，在弹簧弹性压缩在排种盘和垫片之间，使得排种盘可以和排种体紧密贴合，阻止了负气压从排种盘与排种体之间的接触面缝隙负压仓内，保证了排种体和排种盘气流的密封性。

3 试验

传统气吸式排种器易出现复吸、漏种、气吸孔堵塞的情况[3]，为了验证此次设计的排种器的实用性。为此我们借助3D打印技术按照设计数据1 ：1打印排种器。通过田间实际对打印排种器的实验，漏种情况很少发生，偶有出现复吸的问题，为保证毛苕种子的株距排种器链轮的速率应控制在每分钟约为43/转[4]。此时可以很好的保持毛苕子播种时株距在35-40mm之间。

4 结语

本文是经过参考众多有关气吸排种器研究的基础上，针对毛苕种子精量播种的研究现状和发展要求，全面分析现有排种器结构及其播种性能的基础上，针对毛苕种子个体尺寸大小差异，提出了气吸排种器的设计。此排种器吸种装置结构设计简单明了，很大程度上较好适应了毛苕种子因为个体尺寸差异，在新疆不同土壤条件下的精量取种，生产维护成本低。种箱连接器和总壳体共同组成的封闭接种区，有效的避免了因投种和接种造成的种子的漏播。运用3D打印技术的打印的排种器实地进行排种工作过程，系统的分析了排种器不同工作阶段的数据，为今后排种器结构和工作参数的优化奠定了基础。当然此次排种器的设计也有不足之处，此排种器针对的是平均大小为2-3mm种子，所以在对大于这个范围的种子播种会影响实际播种效果。此外排种的速度是由链轮转动快慢决定，对排种的实际株距的控制把控有一定困难。总之，此次排种器的设计解决了因绿肥种子较小在新疆地区播种困难的问题，很大程度上提高了播种效率。推动新疆绿肥播种技术的发展有积极意义。

参考文献：

[1] 陈爽.气吸式播种机的发展现状与功能特点[J].农机使用与维修，2018（08）：100.

[2] 劉剑锋. 气吸滚筒式烟草包衣种子排种器设计与研究[D].湖南农业大学，2012.

[3] 颜丙新. 盘室同步气吸式精量排种器设计研究[D].中国农业大学，2018.

[4] 杨航，莫蝶，殷春梅，黄国贤.气吸式三七播种器吸孔流场仿真研究[J].安徽农业科学，2018，46（30）：209-212+230.

作者简介：

金显伟（1994-）男，汉族，新疆塔城人，塔里木大学，本科，机械电子工程专业

项目来源

塔里木大学2018年大学生创新创业校级项目，项目编号：2018011