多功能铺膜滴灌播种施肥机的设计

刘忠泽 李开宇 周伟艳 孟欣

摘要：根据辽宁地区玉米大垄双行种植技术的特点，设计一款多功能铺膜滴灌播种施肥机。介绍机具的结构组成和工作原理，概述施肥、起垄、覆膜、播种、镇压机构的设计思路和特点，论述机具的优势和特点，为推广应用玉米大垄双行种植技术提供配套机具。

关键词：播种机;铺膜;滴灌;设计;施肥

中图分类号：S223.2+4;S513    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2020）06-0016-03

辽宁省水资源短缺严重，人均水资源占有量仅为全国的1/3。为确保以辽西为代表的干旱半干旱地區的玉米增产稳产，辽宁省于2012年开始推广应用覆膜滴灌播种技术。然而，现有的覆膜滴灌播种机大多采用整体式框架结构，工作部件的位置相对固定，播种行距不可调，且苗床凹凸不平、土壤颗粒较大。为此，辽宁省农业机械化研究所设计一款多功能铺膜滴灌播种施肥机，可一次完成开沟、施肥、起垄、覆膜、播种、镇压等多项作业，且播种行距调节方便，为玉米大垄双行种植提供实用配套机具。

1 铺膜滴灌播种施肥机的结构及工作原理

1.1 结构组成

多功能铺膜滴灌播种施肥机主要由悬挂机构、机架、传动机构、施肥机构、碎土机构、起垄机构、滴管带铺设机构、铺膜机构、覆土机构、播种机构和镇压机构组成，具体结构见图1。机具一次作业可完成开沟、施肥、起垄、覆膜、覆土压膜、播种、镇压等多项作业。在普通铺膜机的功能上增加了碎土功能，种床细碎有利于后续的播种作业。同时，大垄双行中间设有施肥装置，能够减少肥料流失，利于肥料被充分利用。

1.2 工作原理

该机采用大垄双行作业模式。作业时，拖拉机动力输出轴提供动力，通过传动系统带动两侧旋转起垄刀片旋转起垄，同时施肥机构将肥料侧深施于外侧和中间;此后，由传动系统驱动碎土轮对苗带进行碎土，再铺设地膜及滴灌带，并由覆土机构对地膜进行覆土，最后进行膜上播种作业。

2 铺膜滴灌播种施肥机重要部件的设计

2.1 机架与悬挂机构

机架由前横梁、纵梁、二横梁、三横梁、变速箱安装板等组成。悬挂机构与机架连接，连接方管套装于前横梁上，并可沿前横梁横向移动。前横梁的一侧设有调整丝杆限位固定耳，用于限制调整丝杆移动。前横梁中前部放置中间施肥开沟器固定架，中后部设有肥料收集器。

机架一侧上方有变速箱输出轴支撑轴承的固定架，下方两侧对称设有旋耕起垄装置支撑轴承的固定架，中后上方有地膜支撑装置固定架，中后上方两侧分别有展膜辊固定架及覆土装置固定架，后上方设有圆管和圆管。播种机架的前端铰接于圆管，排种调节杆铰接于圆管。

拖拉机与机具采用三点悬挂式连接。悬挂机构包括下、下悬挂销，主框架，连接方管，调整丝杆螺母，上悬挂板，加强板连接耳等部件，具体结构见图2。连接方管套接在机架前横梁上，通过调整调整丝杆带动调整丝杆螺母移动，从而带动悬挂机构横向移动，进而调整机具相悬挂机构的位置。

2.2 施肥机构

施肥机构主要包括肥箱、电动排肥器、前中央双圆盘开沟器、施肥开沟器和肥料收集器。肥箱安装有4个电动排肥器，其由拖拉机供电装置驱动，通过电子控制器控制排肥转速，从而控制排肥量。安装于内侧的电动排肥器通过排肥管将肥料投放到肥料收集器后，再输送至中央双圆盘施肥开沟器，最后施于土壤。而安装于外侧的2个电动排肥器通过后排肥管将肥料输送到施肥开沟器。

2.3 起垄机构

起垄机构包括变速箱、支撑轴承、链轮、轴、起垄刀片等部件。作业时，拖拉机的动力经变速箱的输入端输入和输出端输出后，通过链轮、链条、链轮传送至起垄刀片，由起垄刀片完成起垄作业，为后续的铺膜作业创造条件。

2.4 碎土机构

碎土机构包括螺旋碎土轮、轮轴、锁紧销和支承轴承，详见图3。轮轴上设有多个安装孔位，通过调节与螺旋碎土轮的相对位置，可调节螺旋碎土轮的轴向。螺旋碎土轮采用螺旋式结构，用圆钢材料制成。作业时，螺旋碎土轮快速滚动将土壤压碎，螺旋碎土轮通过滑动整理苗床，确保土壤细碎平整。

2.5 滴管带铺设机构

滴管带铺设机构主要包括滴灌带的轮固定架、带轮、引导环、开沟器等。滴灌带轮置于滴灌带轮固定架上，其上卷有滴灌带。滴灌带开沟器由滴灌带开沟器和导向轮组成，见图4。作业时，开沟器随机具前进开出沟槽，滴灌带由引导环、开沟器的导向轮铺放于所开沟槽内。

2.6 铺膜、覆土机构

铺膜机构由地膜挂架机构、展膜机构及托膜管组成，见图5。地膜挂架机构又包括挂膜轮、弹簧、挂膜轮固定板等部件。弹簧使挂膜轮与地膜紧密接触，确保挂接地膜转动灵活可靠。展膜机构展膜机构下端设有展膜辊，利用弹簧的张紧作用确保铺膜时地膜平整且与土壤接触均匀、不架空。铺膜作业时，地膜放下后，由托膜管及展膜辊铺放于苗床之上。

覆土机构由安装卡子、锁紧螺母、单圆盘覆土器组成，见图6。单圆盘覆土器的角度可进行调整，确保地膜的覆土量充足。

2.7 播种、镇压机构

播种机构包括播种机架、滚轮式排种器、排种调节杆、张紧装置和支承杆。播种机架中间装设有滚轮式排种器。张紧装置使滚轮式排种器与苗床接触良好，确保播种机机构平稳作业，使播种质量稳定。

镇压机构包括镇压轮支臂、弹簧、镇压轮、调节板等。镇压轮支臂与播种机架的后部支臂相连，利用弹簧的张紧作用使镇压轮与地面紧密接触，确保镇压效果。

3 结论

设计多功能覆膜滴灌播种施肥机时，选用左右配置的旋转叶片式起垄机构和螺旋式碎土平地机构代替地轮，确保苗床土细碎、平整，利于土壤保墒增效;悬挂机构可根据农艺要求调节，使播种作业的行距在400～600 cm范围内可调。总的来说，机具结构紧凑合理、使用调整方便、适应性强，是玉米全膜覆盖栽培技术的理想配套机具。

参考文献

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