王海江

(山西省農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展中心，山西 太原030092)

0 引言

我國(guó)播種機(jī)發(fā)展歷史悠久，公元前100年左右就有了耬。解放后，我國(guó)播種機(jī)從引進(jìn)、仿制到自行設(shè)計(jì)，發(fā)展較快。目前，我國(guó)已成批生產(chǎn)與國(guó)產(chǎn)拖拉機(jī)配套的各種谷物條播機(jī)和中耕作物播種機(jī)，并成功設(shè)計(jì)了新一代的谷物條播機(jī)系列和播種中耕通用機(jī)系列。東北地區(qū)還成批生產(chǎn)了壟作、平作兼用的中耕作物播種機(jī)和中耕通用機(jī)。這些播種機(jī)可滿足我國(guó)多種大田作物的播種要求，但是在材料及制造工藝方面，與國(guó)外先進(jìn)機(jī)型還存在著較大差距[1]。

我國(guó)在20世紀(jì)90年代末引入美國(guó)的免耕法。免耕，又叫零耕，是指在不翻動(dòng)土壤的前提下進(jìn)行播種，利用作物殘茬覆蓋地表，同時(shí)減少對(duì)土壤的攪動(dòng)，以達(dá)到保持水土的目的。在隨后的農(nóng)業(yè)機(jī)械化推廣中，免耕技術(shù)已被廣泛采用。黃淮海地區(qū)農(nóng)業(yè)多為小麥玉米兩季作物輪作，小麥?zhǔn)崭詈罅⒓丛谠魑餁埐绲乇聿シN，雖節(jié)約了農(nóng)時(shí)，提高了效率，但作物秸稈和殘茬對(duì)機(jī)械的通過(guò)性能造成了極大影響，導(dǎo)致缺苗斷壟。為了解決施肥播種作業(yè)時(shí)秸稈擁堵問(wèn)題，有研究嘗試在播種機(jī)前直接連接一臺(tái)秸稈還田機(jī)或旋耕機(jī)，但又帶來(lái)動(dòng)力消耗和作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)塵大的問(wèn)題，導(dǎo)致環(huán)境污染，同時(shí)機(jī)具長(zhǎng)度過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致作業(yè)、運(yùn)輸不方便等諸多問(wèn)題。

為解決上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種攪龍式防纏繞裝置。攪龍式防纏繞裝置安裝在播種機(jī)前施肥器上，通過(guò)動(dòng)力旋轉(zhuǎn)，攪龍將麥秸分開(kāi)，為后續(xù)播種提供良好作業(yè)環(huán)境。該防纏繞裝置能很好解決輕型免耕播種機(jī)的纏繞問(wèn)題，與重型牽引式免耕播種機(jī)的輪齒式撥草輪相比，具有動(dòng)力強(qiáng)勁、不易堵塞等特點(diǎn)，且符合播種機(jī)產(chǎn)品的安全要求，達(dá)到國(guó)外免耕播種機(jī)先進(jìn)水平[2-8]。

1 工作原理與結(jié)構(gòu)組成

1.1 工作原理

一般施肥播種機(jī)有播種總成、機(jī)架、化肥箱和施肥開(kāi)溝器等部件[9]。播種總成、化肥箱與施肥開(kāi)溝器分別安裝在機(jī)架上，機(jī)架與拖拉機(jī)后懸掛連接。當(dāng)正常播種作業(yè)時(shí)，播種總成負(fù)責(zé)開(kāi)溝、播種、覆土和鎮(zhèn)壓等作業(yè)；化肥箱負(fù)責(zé)將化肥均勻排出；施肥開(kāi)溝器負(fù)責(zé)將化肥箱排出的化肥送到指定位置，完成施肥播種作業(yè)。播種作業(yè)時(shí)施肥開(kāi)溝器在播種機(jī)最前端，是擁堵的主要部位，因此在施肥開(kāi)溝器立柱左右兩端水平設(shè)置一組旋向不同的螺旋攪龍，螺旋攪龍旋轉(zhuǎn)時(shí)向兩側(cè)分開(kāi)擁堵物，構(gòu)成一條地表裸露的播種帶，實(shí)現(xiàn)防堵目的。

為了使螺旋攪龍能夠旋轉(zhuǎn)起來(lái)實(shí)現(xiàn)防堵目的，在施肥開(kāi)溝器立柱上端設(shè)置輸入軸，在立柱中部位置設(shè)置輸出軸，并在立柱內(nèi)部設(shè)置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接輸入軸和輸出軸，螺旋攪龍?jiān)O(shè)置在輸出軸上。當(dāng)有動(dòng)力輸入時(shí)，螺旋攪龍能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)。

為了連接拖拉機(jī)動(dòng)力源，在機(jī)架上設(shè)置一個(gè)變速箱。變速箱輸入軸通過(guò)萬(wàn)向傳動(dòng)軸與拖拉機(jī)后輸出軸連接，傳輸拖拉機(jī)動(dòng)力；變速箱輸出軸通過(guò)可以伸縮的聯(lián)軸器與施肥開(kāi)溝器輸入軸連接，達(dá)到傳遞動(dòng)力目的，因聯(lián)軸器可以伸縮，同時(shí)達(dá)到了施肥開(kāi)溝器間距可調(diào)的目的。

1.2 結(jié)構(gòu)組成

選用河北農(nóng)哈哈集團(tuán)生產(chǎn)的2BYFSF-4型免耕玉米精播機(jī)作為該裝置的對(duì)接目標(biāo)。為了更好與原有機(jī)型對(duì)接，將攪龍安裝在播種機(jī)的施肥開(kāi)溝器上。從后面觀察，施肥開(kāi)溝器左邊為左螺旋攪龍段，右邊為右螺旋攪龍段，當(dāng)機(jī)具前進(jìn)時(shí)施肥開(kāi)溝器兩側(cè)的左右螺旋攪龍就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，將秸稈或雜草雜物推向兩側(cè)。所選機(jī)具為4行，有4組施肥開(kāi)溝器，因此配備4套左右攪龍裝置。4套裝置獨(dú)立安裝于施肥開(kāi)溝器上，可以隨施肥開(kāi)溝器左右移動(dòng)，以便調(diào)整行距。

在動(dòng)力傳動(dòng)方面，為了使左右攪龍裝置可以獨(dú)立自主旋轉(zhuǎn)，引入拖拉機(jī)后輸出動(dòng)力。在機(jī)架中部設(shè)有變速箱，變速箱前端花鍵軸通過(guò)萬(wàn)向節(jié)連接拖拉機(jī)后輸出軸，變速箱兩側(cè)伸出輸出軸，通過(guò)聯(lián)軸器連接到施肥開(kāi)溝器上部的輸入軸上。施肥開(kāi)溝器立柱設(shè)為空心，里面安裝鏈輪鏈條傳輸動(dòng)力，上部動(dòng)力輸入，下部動(dòng)力輸出。施肥開(kāi)溝器立柱的中部通過(guò)軸承裝有輸出軸，左右攪龍軸即連接在輸出軸上。4組施肥開(kāi)溝器的動(dòng)力輸入也通過(guò)聯(lián)軸器連接起來(lái)，傳送變速箱輸出的動(dòng)力。聯(lián)軸器為伸縮型，左右可移動(dòng)改變配合長(zhǎng)度，即傳遞了動(dòng)力，又可調(diào)整4組之間的位置。

免耕播種機(jī)裝配和防纏繞裝置如圖1所示。

1.播種總成 2.機(jī)架 3.施肥開(kāi)溝器 4.化肥箱 5.輸入軸6.變速箱輸入軸 7.施肥開(kāi)溝器立柱 8.輸出軸 9.螺旋攪龍10.變速箱 11.變速箱輸出軸 12.聯(lián)軸器 13.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)圖1 免耕播種機(jī)裝配及防纏繞裝置Fig.1 No-tillage planter assembly and anti-winding device

2 田間試驗(yàn)

將防纏繞裝置安裝于2BYFSF-4型免耕玉米精播機(jī)，如圖2所示。配套動(dòng)力選用東方紅454拖拉機(jī)，開(kāi)展機(jī)組田間試驗(yàn)。

圖2 試驗(yàn)裝置Fig.2 Experimental unit

作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和作業(yè)后效果如圖3和圖4所示，可以看出，清理秸稈的攪龍距地面較遠(yuǎn)，作業(yè)時(shí)不打土，動(dòng)力消耗小，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境良好。分離開(kāi)來(lái)的麥秸堆在兩側(cè)，中間播種開(kāi)溝器開(kāi)溝播種，可輕松入土，能夠保證播深一致，出苗整齊。同時(shí)，由于種溝暴露在了陽(yáng)光之下，破壞了害蟲生長(zhǎng)環(huán)境，可有效控制免耕引起的蟲害。

圖3 作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)Fig.3 Field experiment

圖4 作業(yè)效果Fig.4 Operation effect

試驗(yàn)結(jié)果表明，防纏繞裝置性能優(yōu)越，適合懸掛式免耕播種機(jī)推廣應(yīng)用。該技術(shù)已被部分播種機(jī)生產(chǎn)企業(yè)采用，并批量生產(chǎn)配套有該裝置的免耕播種機(jī)。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、財(cái)政部聯(lián)合印發(fā)《東北黑土地保護(hù)性耕作行動(dòng)計(jì)劃(2020—2025)》，部署在適宜區(qū)域全面推廣應(yīng)用保護(hù)性耕作，促進(jìn)東北黑土地保護(hù)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[10]。隨著政策刺激，東北地區(qū)將進(jìn)一步加大免耕播種機(jī)推廣力度，設(shè)計(jì)的播種機(jī)防纏裝置也將在東北地區(qū)具有廣闊市場(chǎng)前景。