大垄双行马铃薯播种机的研究

杨沫

摘 要： 按照马铃薯种植的农艺要求，为满足基本生产的需要，创新设计大垄双行马铃薯播种机，一次作业可完成施肥、播种、起垄、覆土等环节，通过播种作业试验机具性能，试验结果表明该播种机具有作业效率高、动力消耗低、降低生产成本、覆土效果好、省时省力等特点。

关键词： 大垄双行;马铃薯;播种机

中图分类号： S223.2         文献标识码： A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.10.006

0 引言

马铃薯是世界粮食系统中不可缺少的一种农作物，其产业的快速、可持续发展在保障世界粮食安全和推动农业经济发展中扮演着重要角色。中国是世界上马铃薯第一生产大国，种植面积约550万hm2，占世界马铃薯种植面积的1/4，总产量占世界的1/5，占亚洲的17%。中国马铃薯种植区分为北方一作区、中原二作区、西南单双混作区和南方冬作区。目前马铃薯种植面积最大的是内蒙古，其次是贵州、黑龙江、甘肃等地。2019年黑龙江马铃薯种植面积大约为570万亩左右，马铃薯种植户约400万户，绝大多数以个体农户为主，机械化水平不足，生产成本较高，生产效率较低。国外进口大型马铃薯播种机技术成熟、可靠性高，但是价格昂贵，而国内马铃薯播种机虽然价格低廉，但耐用性不强，维护成本较高。针对此现象设计出价格低廉、实用性强、适用于个体农户使用的马铃薯播种机有广阔的前景。

本文设计目的就是针对上述存在的问题，结合农业生产的实际需求，设计一种大垄双行马铃薯播种机，达到保证和提高大垄双行马铃薯播种作业质量、减小生产成本、降低动力消耗、适用个体农户使用的目的。

1 总体结构及主要技术指标

1.1 总体结构

本文设计的大垄双行马铃薯播种机主要是集成整地技术及马铃薯播种技术，一次作业可完成开沟、施肥、播种、起垄、覆土等环节。该机包括机架总成及配装在机架总成上的开沟圆盘、播种单体、种薯箱、肥箱、起垄部件、整形部件等。大垄双行马铃薯播种机总体结构示意图，如图1所示。

1.2 主要技术指标

配套动力：22～40 kW;

配套方式：三点悬挂;

外形尺寸：1800 mm×1400 mm×1600 mm（长×宽×高）;

垄距：110 cm;

株距：17～44 cm;

作业垄数：1;

作业行数：2;

作业效率：0.2～0.33 hm2·h-1;

种箱容量：70 kg;

施肥箱容量：30 kg;

种薯质量：40～60 g;

结构质量：300 kg。

2 部件设计

2.1 开沟部件设计

为了防止缠绕，本结构设计为通过性好的圆盘开沟器。传统的马铃薯种植技术大多采用靴式开沟器完成马铃薯薯块种沟开沟作业，传统靴式开沟器，不仅作业阻力大，而且动力消耗多。圆盘开沟器可以转动，开沟效果更好，具有作业阻力小、动力消耗少的特点，近些年来，随着农艺技术的进步和发展，开沟圆盘取代传统靴式开沟器已经成为一种趋势。

2.2 传动地轮设计

本机具具有可调节地轮结构。本文大垄双行马铃薯播种机地轮既具有传动作用，又具有行走支撑作用，通过调节地轮支架上的螺纹杆可以调节机具的高低，满足马铃薯种植要求。具体结构如图2所示。

2.3 播种部件设计

播种单体种勺排种机构采用勺链式代替传统皮带式排种机构。传统皮带式排种机构容易发生打滑，造成马铃薯薯块漏播，操作不当造成皮带断裂，年限过长发生老化等问题。勺链式排种机构相比较皮带式排种机构，具有结构简单、使用寿命长、可靠性强等特点，能减少漏播率，适用于大垄双行马铃薯播种机使用。

2.3.1 播种传动设计

传统马铃薯播种机传动形式是通过传动地轮的转动带动链条，将动力直接传递到播种机构。本文设计的大垄双行马铃薯播种机，由于地轮可以调节高低，若采用传统传动形式，调节地轮高低会导致链条张紧度发生变化，调节过程过于复杂，为了防止这种现象发生，采用一个过度链轮的形式，将地轮的动力先传到过度链轮上，然后通过过度链轮将动力传递到播种机构，并分别调整好各自链轮张紧度，减少调节步骤，方便调节。播种传动结构示意图，如图3所示。

2.4 起垄部件设计

本文大垄双行马铃薯播种机采用旋耕起垄方式起垄。传统的起垄方式容易造成土壤板结、紧实度高、透气性差、渗水性和存水性差等缺陷，造成马铃薯产量受到影响。因此选用旋耕起垄的方式进行起垄，可以提高土壤的膨松度及存水性，从而保证土壤的蓄水性和渗透性。旋耕起垄方式，垄形饱满、土质细，适合马铃薯膨大，由此可知旋耕起垄方式对马铃薯的生长具有重要意义，满足新型农业耕种要求。

大垄双行马铃薯播种机旋耕起垄传动示意图，如图4所示。

3 工作过程

大垄双行马铃薯播种机在田间作业时，拖拉机先将机具放下，根据需要调整机具高度，并按照马铃薯农艺种植要求调整好肥量、株距、种子深度、起垄高度。拖拉机手将离合器结合，机具在配套拖拉机的带动下前进行走，开沟圆盘进行开沟，同时行走地轮开始转动，通过行走地轮轴带动链轮、链条传动，将旋转动力分别传至施肥部件、播种部件，实现播种、施肥;取种勺在链条带动下，上升并装上种薯，当运动到最高点后进入种薯导向管，然后排放到圆盘开沟器开好的播种沟内;拖拉机将动力通过动力输出轴传递至变速箱，变速箱将动力传至起垄部件进行旋耕起垄作业，随着机具的前进，起垄叶片将开沟圆盘开沟壅起的浮土旋起覆盖到种薯上;最后整形部件对大垄进行整形、镇压，完成播种作业。

4 结论

通过理论设计以及实际的田间作业试验结果表明，大垄双行马铃薯播种机能够满足开沟、施肥、播种、起垄、覆土等作业环节要求，适合个体农户使用，并能达到马铃薯种植农艺要求。该机具具有动力消耗低、覆土效果好、结构紧凑、布局合理、工作平稳、调节方便、维修简单、价格低廉等特点，实現了低成本与高效率的结合，值得广泛推广应用。

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