李 洋，劉萌萌，段榮鑫

(中機(jī)美諾科技股份有限公司，北京 100083)

0 引言

馬鈴薯是我國主要經(jīng)濟(jì)和糧食兼用作物，分布廣泛，容易栽培[1]。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年全世界種植面積達(dá)到1 946萬hm2，年產(chǎn)量3.7億t。馬鈴薯營養(yǎng)豐富，同時(shí)可以用作飼料和工業(yè)原料。近年來，我國馬鈴薯種植面積逐年增加，截止到2020年我國馬鈴薯種植面積達(dá)到560萬hm2以上，總產(chǎn)量約為2 000萬t，是世界上馬鈴薯種植面積及產(chǎn)量最大的國家。隨著馬鈴薯種植面積的不斷擴(kuò)大，迫切需要實(shí)現(xiàn)馬鈴薯種植機(jī)械化。播種是馬鈴薯生長的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，研究馬鈴薯種植機(jī)械整機(jī)與關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)，對開發(fā)適用我國國情的馬鈴薯種植機(jī)械有重要作用[1-4]。針對我國目前馬鈴薯播種作業(yè)過程重播率、漏播率偏高的難點(diǎn)和瓶頸，以及無法滿足精密播種和高產(chǎn)要求的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了馬鈴薯播種機(jī)的施肥部件、播種單體等關(guān)鍵部件[5-7]。

1 總體方案設(shè)計(jì)

懸掛式4行馬鈴薯種植機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。該機(jī)主要由主機(jī)懸掛架、施肥開溝器、播種開溝器、左右側(cè)劃行器、肥箱、種箱、施肥部件、播種部件、起壟培土圓盤、液壓控制系統(tǒng)等組成，種植機(jī)施肥和播種部件的動力由液壓馬達(dá)提供，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率高，制造成本相對較低，且便于維修。

1.劃行器 2.主機(jī)架 3.施肥開溝器 4.施肥部件 5.播種單體 6.種箱 7.播種開溝器 8.播種液壓馬達(dá) 9.施肥液壓馬達(dá) 10.攪拌液壓馬達(dá) 11.圓盤培土器 12.地輪部件圖1 懸掛式4行馬鈴薯種植機(jī)結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure of hanging four-row potato planter

2 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)與分析

2.1 施肥開溝器

馬鈴薯是一種喜肥的糧食作物，處于生長期的馬鈴薯對肥料吸收能力較強(qiáng)，保證充足的營養(yǎng)供給對增產(chǎn)起關(guān)鍵作用。針對我國馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)(北方一季作區(qū))農(nóng)藝和種植模式的調(diào)研得出，我國北方一季作區(qū)馬鈴薯種植多數(shù)采用單壟單行模式，在播種的同時(shí)，將馬鈴薯生長期所需肥料總量的50%作為基肥進(jìn)行側(cè)深施肥，這樣既能提高肥料利用率，又避免化肥的過度浪費(fèi)。側(cè)深施肥是指在馬鈴薯播種的同時(shí)，將肥料集中施于種薯下方3～5 cm處的位置，如圖2所示。因此為了使設(shè)計(jì)的施肥開溝器部件能夠滿足側(cè)深施肥的要求，該部件必須設(shè)計(jì)為高度、寬度可調(diào)，如圖3所示。

1.馬鈴薯種薯 2.施肥帶圖2 側(cè)深施肥示意Fig.2 Sketch map of side deep fertilization

1.U形螺栓 2.橡膠接肥斗 3.施肥溝擋板 4.高度調(diào)節(jié)縱梁5.施肥開溝鏟 6.施肥開溝彈齒 7.主機(jī)懸掛架 8.彈齒固定橫梁 9.彈齒固定卡子圖3 施肥開溝器結(jié)構(gòu)Fig.3 Structure of fertilizer ditcher components

在實(shí)際工作中，施肥開溝彈齒主要工作參數(shù)是彈齒的入土角α和入土深度H。這兩個工作參數(shù)的選擇，既要保證施肥開溝阻力小，同時(shí)還要保證開溝深度滿足側(cè)深施肥的要求。彈齒工作時(shí)，隨著受到阻力的增加，產(chǎn)生彈性位移，為了滿足工作參數(shù)的要求，避免其在工作中損壞，對彈齒進(jìn)行受力分析。水平方向上受到機(jī)器前進(jìn)產(chǎn)生的阻力Fx和豎直方向上受到機(jī)器的下壓力Fy，形成了土壤對彈齒的作用力F，如圖4所示。

圖4 彈齒受力情況Fig.4 Stress condition of fertilization ditching ruler

彈齒受力與入土角α的函數(shù)關(guān)系為

Fx=Fsinα

(1)

Fy=Fcosα

(2)

式中Fx——彈齒受到的水平分力，N

Fy——彈齒受到的豎直分力，N

F——土壤對彈齒的作用力，N

α——彈齒的入土角，(°)

根據(jù)GB/T 19988—2005《農(nóng)業(yè)機(jī)械 土壤工作部件 S型彈齒 主要尺寸和間隙范圍》的要求，彈齒工作時(shí)的入土角變形量Δα<30°，也就是

Δα=α2-α1≤30°

(3)

馬鈴薯種植深度為120～180 mm，肥料要集中施于種薯下方30～50 mm的位置，因此，彈齒的入土深度必須在230 mm以上才能保證馬鈴薯對深施肥的要求。在彈齒入土角變形量Δα已知的情況下，根據(jù)GB/T 19987—2005《農(nóng)業(yè)機(jī)械 土壤工作部件 S型彈齒 試驗(yàn)方法》，可以測定彈齒橫向最大位移量為145 mm，夾角β及夾角變形量Δβ，彈齒的縱向位移量H為

Δβ≤20°

(4)

H=Ltanβ

(5)

式中L——彈齒橫向位移量，mm

由上式可知，當(dāng)彈齒的橫向位移量取最大值時(shí)，縱向位移量H=53 mm。

為滿足馬鈴薯種植農(nóng)藝對側(cè)深施肥的要求，施肥開溝器部件必須設(shè)計(jì)為高度可調(diào)，且調(diào)節(jié)量要保證>283 mm。如圖3所示，施肥開溝彈齒由彈齒固定卡子固定在彈齒固定橫梁上，通過調(diào)節(jié)開溝彈齒與彈齒固定卡子之間的緊固螺栓，達(dá)到調(diào)整彈齒與種溝間距，從而實(shí)現(xiàn)施肥寬度的調(diào)節(jié)。彈齒固定橫梁被固定在高度調(diào)節(jié)縱梁上，高度調(diào)節(jié)縱梁上有多個高度調(diào)節(jié)孔，通過改變緊固螺栓的位置，達(dá)到調(diào)整彈齒與水平地面的高度，從而實(shí)現(xiàn)施肥深度的調(diào)節(jié)。彈齒每兩個一組，實(shí)現(xiàn)單壟雙側(cè)深施肥。施肥溝擋板功能是在施肥開溝鏟開溝后，擋住溝兩側(cè)回流的土壤，保證肥料流入溝內(nèi)后土壤回流。

2.2 施肥裝置

施肥部件是馬鈴薯種植機(jī)的重要組成部分之一。施肥部件具有肥料預(yù)攪拌功能，在肥箱內(nèi)安裝有螺旋攪拌軸，由液壓馬達(dá)(M2)直接驅(qū)動，在播種施肥前把需要混合攪拌的多種肥料加入肥箱中，通過種植機(jī)電控盒啟動液壓馬達(dá)，達(dá)到配混肥料的目的，在播種施肥時(shí)，可以讓螺旋攪拌軸繼續(xù)工作，在攪拌、破碎結(jié)塊肥料的同時(shí)增加肥料的流動性。施肥盒安裝在肥箱底部，設(shè)計(jì)為攪龍結(jié)構(gòu)，這種施肥結(jié)構(gòu)的通用性強(qiáng)，顆粒肥料、粉狀肥料均可施撒。排出的肥料通過下肥導(dǎo)流板、橡膠接肥斗流入肥溝，攪龍施肥軸由液壓馬達(dá)(M3)直接驅(qū)動，在播種施肥前把需要的畝施肥量輸入到種植機(jī)電控盒中，工作時(shí)安裝在地輪上的轉(zhuǎn)速傳感器將速度信號發(fā)送給播種電控盒，按照預(yù)先設(shè)計(jì)的程序執(zhí)行計(jì)算，再將電信號發(fā)給施肥播種控制電磁閥，保證驅(qū)動馬達(dá)供油量，驅(qū)動施肥部件正常工作。在攪龍施肥軸的一端安裝有轉(zhuǎn)速傳感器，在施肥過程中讀取攪龍施肥軸實(shí)際轉(zhuǎn)速，再將速度信號反饋給種植機(jī)電控盒，這樣電控系統(tǒng)實(shí)時(shí)比對攪龍施肥軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速，以達(dá)到糾正電磁閥開關(guān)量，保證精量施肥，形成閉環(huán)控制。

施肥部件如圖5所示，由施肥開溝器、肥箱、螺旋攪拌軸、攪龍施肥盒、下肥導(dǎo)流板、施肥軸轉(zhuǎn)速傳感器、施肥盒連接軸、攪拌軸連接撥叉、施肥盒連接套管、攪拌液壓馬達(dá)(M2)、施肥液壓馬達(dá)(M3)組成，施肥部件布置在種植機(jī)前部，固定在主機(jī)懸掛架上。

1.液壓馬達(dá)(M3) 2.液壓馬達(dá)(M2) 3.轉(zhuǎn)速傳感器 4.下肥導(dǎo)流板 5.攪龍施肥盒施 6.肥箱主機(jī)懸掛架 7.攪拌軸連接撥叉 8.施肥盒連接套管 9.施肥盒連接軸圖5 施肥部件結(jié)構(gòu)Fig.5 Structure of fertilizing unit

攪龍施肥軸是由螺旋葉片和旋轉(zhuǎn)軸組成(圖6)，肥料從肥箱下口流入螺旋葉片內(nèi)并填滿，通過攪龍施肥軸的旋轉(zhuǎn)將肥料輸送出來。由于馬鈴薯播種時(shí)使用的肥料有一定的腐蝕性，因此螺旋葉片和旋轉(zhuǎn)軸的材質(zhì)均選用304不銹鋼制造。

圖6 攪龍施肥軸Fig.6 Stirring dragon fertilizer axis

攪龍施肥軸主要設(shè)計(jì)參數(shù)包括螺旋葉片的直徑、螺距，旋轉(zhuǎn)軸直徑，攪龍施肥軸旋轉(zhuǎn)1圈的施肥量。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式

Q=47D2Snμρε

(6)

(7)

(8)

S=k1D

(9)

d=(0.2～0.35)D

(10)

T=MSρ

(11)

式中Q——攪龍施肥效率，kg/min

D——螺旋葉片直徑，mm

S——螺距，mm

N——攪龍施肥軸轉(zhuǎn)速，r/min

Μ——肥料填充系數(shù)，取值0.4～0.6

ρ——肥料密度，kg/m3

Ε——傾斜輸送系數(shù)，水平取1

A——肥料綜合特性系數(shù)，取值45

M——螺旋葉片截面積，mm2

k1——螺距與螺旋葉片直徑的比例系數(shù)，取值0.5～0.9

D——旋轉(zhuǎn)軸直徑，mm

T——攪龍施肥軸旋轉(zhuǎn)1圈的施肥量，kg

馬鈴薯種植機(jī)的攪龍施肥效率計(jì)算與種植機(jī)的行進(jìn)速度和單位面積所需施肥量有關(guān)，如式(12)所示。

(12)

式中G——單位面積所需施肥量，kg/m2

v——種植機(jī)行進(jìn)速度，km/h

w——種植機(jī)作業(yè)幅寬，m

x——種植機(jī)攪龍施肥軸數(shù)量

已知馬鈴薯種植機(jī)單位面積所需最大施肥量為120 kg/m2，種植機(jī)作業(yè)幅寬3.6 m，假設(shè)種植機(jī)行進(jìn)速度為5 km/h，攪龍施肥軸數(shù)量4個，通過查閱資料，肥料填充系數(shù)μ=0.5，肥料綜合特性系數(shù)A=45，肥料密度ρ=980 kg/m3，根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，螺距與螺旋葉片直徑的比例系數(shù)k1=0.8。

螺旋葉片的直徑

螺距

S=k1D=45.6 mm

旋轉(zhuǎn)軸直徑

d=(0.20～0.35)D=11.40～19.95，取18 mm

攪龍施肥軸旋轉(zhuǎn)1圈的施肥量：

T=MSρ=0.12 kg

根據(jù)上述公式，也可計(jì)算出螺旋攪拌軸(圖7)的設(shè)計(jì)參數(shù)，螺旋葉片的直徑140 mm、螺距110 mm，旋轉(zhuǎn)軸直徑40 mm。

圖7 螺旋攪拌軸Fig.7 Spiral stirring shaft

2.3 基于ANSYS的螺旋攪拌軸模態(tài)分析

螺旋葉片在攪拌過程中，由于施肥部件在作業(yè)過程中由拖拉機(jī)及螺旋攪拌軸等部件的運(yùn)動會造成機(jī)器振動，當(dāng)振動頻率過大時(shí)會對螺旋葉片造成損壞，如表1所示。為分析螺旋葉片的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與穩(wěn)定性，預(yù)測螺旋葉片的結(jié)構(gòu)運(yùn)動特性，需對螺旋葉片進(jìn)行模態(tài)分析。利用SolidWorks軟件建立螺旋葉片的三維模型，同時(shí)保存并更改格式后，將螺旋葉片的三維模型導(dǎo)入ANSYS分析軟件，同時(shí)選定螺旋葉片的各項(xiàng)參數(shù)并進(jìn)行網(wǎng)格劃分(圖8)后進(jìn)行模態(tài)分析(圖9)。在界面內(nèi)，建立與樣機(jī)實(shí)際結(jié)構(gòu)特性一致的模型。將螺旋葉片材料設(shè)置為304不銹鋼。

表1 不同模態(tài)頻率Tab.1 Frequencies of different modal 單位：Hz

圖8 網(wǎng)格劃分Fig.8 Grid partition

螺旋葉片作為施肥部件的核心部件，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與設(shè)計(jì)的合理性都對肥料運(yùn)送性能的好壞起著決定性作用。從圖9可以看出，模態(tài)振動頻率范圍為3 149.4～4 593.9 Hz，1階、2階模態(tài)延軸向發(fā)生了上下擺動與扭曲，3階模態(tài)發(fā)生了左右的擺動，4階、5階和6階模態(tài)發(fā)生了滑槽的上下擺動與扭曲。由于振動變形較大，容易發(fā)生滾筒的變形及疲勞裂紋，通過查閱相關(guān)資料得出，螺旋攪拌軸的振動頻率為142 Hz，因此在應(yīng)用時(shí)不會發(fā)生變形。

圖9 模態(tài)分析Fig.9 Modal analysis

2.4 播種裝置

播種部件是馬鈴薯種植機(jī)的關(guān)鍵核心部件，目前國內(nèi)最常用的播種部件主要有勺鏈?zhǔn)胶蜕讕絻煞N。播種部件的性能直接影響種植機(jī)的漏播率、重播率、株距等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。勺鏈?zhǔn)讲シN部件排種性能不穩(wěn)定，正逐步被勺帶式播種部件所替代。

2.4.1 播種單體方案設(shè)計(jì)

播種單體采用夾線橡膠皮帶傳動，液壓馬達(dá)(M1)驅(qū)動主動輪旋轉(zhuǎn)，在夾線橡膠皮帶上交錯固定兩排取種碗(圖10)，與其他類型相比加大了取種概率，通過驅(qū)動膠帶轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)交錯取種。設(shè)計(jì)輔助電子振動器(圖11)振動膠帶，根據(jù)不同大小種薯的特性，調(diào)節(jié)振動器的振幅，大種薯減小振幅，小種薯增大振幅，保證每個取種碗里只有一個種薯，并且隨著膠帶運(yùn)動到頂點(diǎn)，取種碗拋出種薯到導(dǎo)種管，這時(shí)取種碗的背面和導(dǎo)種管配合，取種碗背面托住種薯，不讓種薯自由掉落，同時(shí)種薯也下行至導(dǎo)種管底部時(shí)，種薯接觸到導(dǎo)種管導(dǎo)向槽，導(dǎo)向槽指向種溝中心，薯種掉落到開溝器開出的種溝內(nèi)，播種過程完成。

圖10 播種單體取種原理Fig.10 Principle of planting unit selection

1.電子振動機(jī)構(gòu) 2.振動輪 3.軸承 4.固定架 5.偏心輪6.振動電機(jī)圖11 電子振動機(jī)構(gòu)Fig.11 Electronic vibration mechanism

在播種單體整個工作過程中，要保證播種質(zhì)量的穩(wěn)定性：一個播種單體的播種膠帶運(yùn)轉(zhuǎn)1圈或多圈時(shí)播種數(shù)量要一致；多個播種單體同時(shí)進(jìn)行多行播種工作時(shí)，各行播種數(shù)量要一致；應(yīng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性和通用性，對于馬鈴薯薯種大小不同、品種不同、不同分級、株距不同時(shí)，該播種單體都能正常實(shí)現(xiàn)播種作業(yè)；漏播率、重播率和傷薯率應(yīng)達(dá)到或超過現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)要求。播種單體的組成如圖12所示。

1.播種單體種箱 2.電子振動電機(jī) 3.支撐彈簧 4.開溝器定位塊 5.播種開溝器 6.播種單體外殼 7.電子振動調(diào)節(jié)桿 8.主動輪 9.取種膠帶 10.從動輪 11.取種碗圖12 播種單體結(jié)構(gòu)Fig.12 Structure of planting unit selection

2.4.2 播種開溝器

在播種時(shí)，播種開溝器是直接與土壤接觸的工作部件，它的工作性能直接影響種子落入壟溝位置的好壞，以及播種質(zhì)量的高低。雙圓盤式開溝器是各類種植機(jī)使用最多最常見的一種開溝部件，所開出的壟溝成V型，但其開出的壟溝寬度較窄、深度淺，土壤容易回流，不能滿足馬鈴薯這種大塊莖種子的播種要求。綜上所述，馬鈴薯的播種開溝器需要滿足耐磨性好、硬度高、開溝寬度大、深度可調(diào)、保證開溝后的土壤回流較少、種薯落入溝內(nèi)后不發(fā)生二次位移、落種不易堵塞[8-9]。

馬鈴薯播種開溝器包括開溝鏟、開溝劃印器、開溝鏟主體3個部分，如圖13所示。開溝鏟分為左右鏟，材料選用65Mn鋼，經(jīng)熱處理達(dá)到提高耐磨性和硬度，并由焊接成型，通過螺栓固定在開溝鏟主體上。開溝鏟主體選用60SiMn5高強(qiáng)度材料，還具有一定韌性，在開溝時(shí)如遇到金屬、碎石等障礙物可有效保護(hù)播種單體，開溝鏟主體通過開溝器定位塊固定在播種單體上，開溝鏟主體上設(shè)計(jì)多個調(diào)節(jié)孔，可以根據(jù)馬鈴薯播種深度不同進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.4.3 馬鈴薯取種碗

國外種植馬鈴薯時(shí)絕大多數(shù)采用整薯播種，因此，種植機(jī)械的播種部件對標(biāo)準(zhǔn)種薯的適應(yīng)性強(qiáng)，播種質(zhì)量較高。我國的馬鈴薯種植時(shí)，種薯多為切塊薯，取種時(shí)重播率和漏播率高，取種碗是播種單體設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)要研究的零件。

1.開溝鏟 2.開溝劃印器 3.開溝鏟主體圖13 播種開溝器結(jié)構(gòu)Fig.13 Structure of planting opener

在制作種薯時(shí)為人工切塊薯，而且切塊薯每塊要保證l～2個芽眼，質(zhì)量在50 g左右，因此很難控制其標(biāo)準(zhǔn)形狀(圖14)，所以切塊薯的長、寬、厚尺寸只能確定在一定范圍內(nèi)，長、寬、厚尺寸分別取值為45～60、40～55和35～45 mm。

圖14 切塊薯Fig.14 Potato chips

在隨機(jī)對切塊薯進(jìn)行測量后，將馬鈴薯取種碗上的關(guān)鍵尺寸：取種碗直徑A和取種碗深度B初步設(shè)計(jì)為65和20 mm(圖15)。取種碗直徑A和取種碗深度B決定著取種的效果，也就影響著播種時(shí)的漏播率和重播率。因此將取種碗直徑A和取種碗深度B設(shè)置為重點(diǎn)試驗(yàn)參數(shù)。

2.4.4 馬鈴薯取種碗與取種膠帶的安裝尺寸

取種碗與取種膠帶的安裝尺寸(圖16)影響著取種效果，也就決定重播與漏播。因此設(shè)計(jì)在一條膠帶上交錯固定兩排取種碗，使取種更加充分，盡量避免漏取多取現(xiàn)象的發(fā)生。

圖15 取種碗Fig.15 Plant cup

圖16 取種碗安裝示意Fig.16 Installation of plant cup

設(shè)計(jì)時(shí)得知種植機(jī)的作業(yè)速度與橡膠帶線速度成線性關(guān)系。種植機(jī)作業(yè)時(shí)，拖拉機(jī)行駛速度就是馬鈴薯種植機(jī)的作業(yè)速度為vb，地輪軸線速度vd與種植機(jī)作業(yè)速度相等。由地輪軸轉(zhuǎn)速傳感器可獲取地輪軸轉(zhuǎn)速ncd，播種主動輪軸線速度vz，播種膠帶線速度vp，播種主動輪軸nz，由播種主動輪轉(zhuǎn)速傳感器可獲取主動輪軸轉(zhuǎn)速ncz，假設(shè)播種株距已設(shè)定為L，則

vb=vd

(13)

vd=π×dd×nd

(14)

vz=vp

(15)

nz=np

(16)

vz=π×dz×nz

(17)

將上述公式帶入得到

(18)

式中vb——種植機(jī)作業(yè)速度，m/s

vd——地輪軸線速度，m/s

vz——播種主動輪軸線速度，m/s

vp——播種膠帶線速度，m/s

nd——地輪軸轉(zhuǎn)速，r/s

nz——播種主動輪軸轉(zhuǎn)速，r/s

np——取種膠帶轉(zhuǎn)速，r/s

dd——地輪直徑，m

dz——主動輪直徑，m

Lw——播種膠帶上相鄰兩個種碗的距離，m

L——設(shè)定的株距，m

根據(jù)切塊薯的尺寸范圍，將馬鈴薯取種碗安裝在取種膠帶上的關(guān)鍵尺寸：取種碗縱向安裝距離C和橫向安裝距離D初步設(shè)計(jì)為137.5和120.0 mm。

當(dāng)播種株距和種植機(jī)作業(yè)速度為定值時(shí)，取種膠帶上相鄰兩個種碗的距離Lw越小，也就是取種碗縱向安裝距離C越小，取種種帶線速度越低，運(yùn)轉(zhuǎn)越平穩(wěn)，漏播率、重播率、損傷率都會有減小，因此在取種膠帶上采用交錯固定兩排取種碗的方式。但是隨之帶來的問題是，在取種膠帶長度不變的情況下，取種碗縱向安裝距離C越小，取種膠帶上安裝的取種碗數(shù)量就越多，取種碗取種空間越小，不利于取種，又會增加漏播率和重播率。因此取種碗縱向安裝距離C在設(shè)計(jì)時(shí)是非常重要的設(shè)計(jì)參數(shù)和試驗(yàn)參數(shù)[10]。

2.5 圓盤培土器

壟作的種植方式能夠有效提高馬鈴薯產(chǎn)量。起壟能夠保證馬鈴薯生長所需的土壤溫度，還具有防旱防澇的特性，同時(shí)有利于空氣流通，增加采光量。因此，起壟培土是馬鈴薯種植過程中的一項(xiàng)關(guān)鍵作業(yè)工序，起壟培土質(zhì)量直接影響馬鈴薯的后期生長及土壤墑情。

圓盤培土器部件主要由連接橋架、培土圓盤調(diào)整架、培土圓盤固定插臂、刮土板、培土圓盤、培土圓盤角度調(diào)節(jié)拉桿、仿行壓簧和仿行壓簧調(diào)節(jié)手柄等組成，如圖17所示。圓盤培土器安裝于播種單體后方，由螺栓連接固定。在拖拉機(jī)的帶動下，培土圓盤隨之轉(zhuǎn)動，隨著種薯掉落到壟溝后，當(dāng)圓盤培覆土器經(jīng)過種溝時(shí)，培土圓盤推動土壤流動，并且在圓盤快速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，把土壤甩起，形成薯壟。培土圓盤的安裝角度可調(diào)，兩個培土圓盤對稱裝配，開合角度可通過左右培土圓盤固定插臂來調(diào)節(jié)，開合角度增大，薯壟形狀變大，以適于不同大小的薯壟。培土器設(shè)計(jì)有仿形機(jī)構(gòu)，可隨地面起伏變化，通過調(diào)整培土器仿行壓簧的壓縮量，可改變圓盤培土器的取土量，壓簧壓緊，取土量大，反之取土量小[11-12]。

1.培土圓盤 2.刮土板 3.培土圓盤角度調(diào)節(jié)拉桿 4.培土圓盤固定插臂 5.培土圓盤調(diào)整架 6.仿形壓簧 7.仿形壓簧調(diào)節(jié)手柄 8.連接橋架圖17 圓盤培土器結(jié)構(gòu)Fig.17 Structure of disc cultivator

2.6 劃行器

拖拉機(jī)進(jìn)行播種作業(yè)時(shí)導(dǎo)向裝置必不可少。導(dǎo)向裝置可以幫助拖拉機(jī)手按直線行走，這樣可以確保種植機(jī)作業(yè)時(shí)的行距對整，不重播、漏播。在拖拉機(jī)沒有采用衛(wèi)星定位自動駕駛前，機(jī)械式劃行器是種植機(jī)必備部件。

馬鈴薯種植機(jī)的劃行器工作原理與其他種類劃行器沒有差別，只是結(jié)構(gòu)形式略有不同，因此劃行器部件不做過多闡述。劃行器部件主要由劃印板、旋轉(zhuǎn)擺臂、擺臂固定座、調(diào)節(jié)拉桿、雙作用液壓油缸組成，如圖18所示。電磁閥體為液壓油缸供油，通過種植機(jī)控制盒操作升降。

1.劃印板 2.調(diào)節(jié)拉桿 3.旋轉(zhuǎn)擺臂 4.雙作用液壓油缸 5.擺臂固定座 6.主機(jī)懸掛架圖18 劃行器部件結(jié)構(gòu)Fig.18 Structure of line marker

3 結(jié)束語

本文闡述了馬鈴薯種植機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)，并對該機(jī)施肥開溝器、施肥裝置、播種開溝器、播種裝置、圓盤培土器和劃行器等關(guān)鍵部件進(jìn)行了詳細(xì)分析，對各個組成部件的結(jié)構(gòu)、功能、工作原理及設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了介紹，為今后馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作出一定的貢獻(xiàn)。