一种高密度交错式穴播器的研制

陈 勇，张学军，王堆金，饶志强，于永良，臧象臣，王瑞军

（1.新疆农业大学机电工程学院，新疆乌鲁木齐835022；2.新疆天诚农机具制造有限公司；3.第二师农业技术推广）

1 主要结构及工作原理

1.1 主要结构

高密度交错式播种穴播器结构装置如图1。该穴播器装置结构包括：动盘、压盘、芯盘总成、定盘总成、相互紧密配合排列成圆周的种盒，在种盒外圆弧面上设有与外圆弧面紧密配合的导种块，导种块与导种块间隙配合成圆环，在导种块外圆弧面上安装有固定腰带圈且固定腰带圈的上下端面分别与动盘、压盘的圆环槽相互配合，固定圆环圈外圆弧面安装有鸭嘴总成。

1.2 工作原理

交错式排种器取种仓由种盒腰带总成、芯盘总成、定盘总成组成。排种器作业前籽种通过入种口进入种仓并形成种群。种群数量达到一定数量后，溢堵入种口，种籽数量不再增加，从而保证取种仓内有足够种籽供选择；排种轴在动力驱动下带动排种盘转动，种群在重力、离心力及种子间相互作用力下充入种盒窝眼内，当窝眼旋转至清种区时，窝眼在拐臂带动下绕轴抖动，窝眼内多余种子在重力作用下落回取种腔，窝眼旋转至护种区，在拐臂带动下转动，种盒壳体随即封住窝眼，棉种保留在窝眼内，转过一定角度后到达投种区，在重力与离心力作用下通过投种口排出棉种，完成投种过程。

图1 穴播器结构

2 主要技术参数

目标产量500 kg/667m2；单产最低标准为收获株数 1.2 万株/667m2。

同一个播幅内与规定行距偏差1 cm，合格率90%。农机作业耕地、整地、播种、中耕、喷药、收获等质量达标。

3 设备特点

3.1 设备穴数可调

穴播器通过模块化设计，每个种盒均独立紧固于种圈上，种圈一次排布排种口。根据种植需要可通过更换种圈，添补种盒来改变穴数，种盒腰带总成如图2。

图2 种盒腰带

图3 73+3 机采种植模式

3.2 宽窄行

穴播器在工作时通过种盒总成上的窝眼镶块取种，镶块上设有并列的两个取种孔，两个取种孔取种后在扭簧的作用下将两个种孔中的种粒分别投向导种块，导种块设置了两条不同路径的导向槽，种粒经过导向槽到两个鸭嘴，完成点种。两个鸭嘴中心间距为30 mm，形成独特的73+3 模式，如图3。

3.3 鸭嘴交错式排布

图4 鸭嘴受力情况

同一个密植穴播器上的鸭嘴在横向上成交错式排布，不同于常规穴播器在播种时为线条点种。穴播器对于地面受力为单条线受力，在地面出现石块或者地表不平坑洼情况下，穴播器跳动严重，穴播器左右受力不均，易损坏穴播器部件或使穴播器牵引架变形，影响播种。而交错式密植穴播器在地面点种时为双排线状受力，受力较均衡，穴播器播种比较稳定。穴播器播种时受力情况对比如图4。

4 试验情况

研制完毕后，利用天诚农机试验机进行台架模拟试验。将穴播器紧固于试验台，利用拨秆模拟动鸭嘴开穴投种。交错式穴播器两个鸭嘴同时取种，棉种通过不同路径进入不同的鸭嘴，故设计拨秆时，左右间隔距离为P。模拟实际播种，通过调节分别选取3 个前进速度，每组试验重复3 次，统计250 穴棉种，单粒率、双粒率、空穴率。

该穴播器于2019 年11 月20 日在农二师29 团进行了田间性能试验。试验结果表明，当前进速度为4.2 km/h 时，空穴率为1.6%，双子率为4.8%，单粒率为93.6%，穴播器性能达到设计要求。试验数据显示，当速度为4.2 km/h 时，三项指标均优于规定指标，因此该型号穴播器最佳前进速度为4.2 km/h。

表1 试验数据汇总

5 推广应用情况

2020 年4 月9 日，该穴播器在新疆铁门关市哈拉苏试播133.33 hm2，选用棉种为闫氏新陆早67号。经过一季追踪关注，2020 年10 月14 日收获，试验田产量超过445.3 kg/667m2，穴播器各项性能全部达到设计要求。