播种机防缠绕装置设计与应用

王海江

(山西省农业机械发展中心，山西 太原030092)

0 引言

我国播种机发展历史悠久，公元前100年左右就有了耧。解放后，我国播种机从引进、仿制到自行设计，发展较快。目前，我国已成批生产与国产拖拉机配套的各种谷物条播机和中耕作物播种机，并成功设计了新一代的谷物条播机系列和播种中耕通用机系列。东北地区还成批生产了垄作、平作兼用的中耕作物播种机和中耕通用机。这些播种机可满足我国多种大田作物的播种要求，但是在材料及制造工艺方面，与国外先进机型还存在着较大差距[1]。

我国在20世纪90年代末引入美国的免耕法。免耕，又叫零耕，是指在不翻动土壤的前提下进行播种，利用作物残茬覆盖地表，同时减少对土壤的搅动，以达到保持水土的目的。在随后的农业机械化推广中，免耕技术已被广泛采用。黄淮海地区农业多为小麦玉米两季作物轮作，小麦收割后立即在原作物残茬地表播种，虽节约了农时，提高了效率，但作物秸秆和残茬对机械的通过性能造成了极大影响，导致缺苗断垄。为了解决施肥播种作业时秸秆拥堵问题，有研究尝试在播种机前直接连接一台秸秆还田机或旋耕机，但又带来动力消耗和作业现场扬尘大的问题，导致环境污染，同时机具长度过大，会导致作业、运输不方便等诸多问题。

为解决上述问题，设计了一种搅龙式防缠绕装置。搅龙式防缠绕装置安装在播种机前施肥器上，通过动力旋转，搅龙将麦秸分开，为后续播种提供良好作业环境。该防缠绕装置能很好解决轻型免耕播种机的缠绕问题，与重型牵引式免耕播种机的轮齿式拨草轮相比，具有动力强劲、不易堵塞等特点，且符合播种机产品的安全要求，达到国外免耕播种机先进水平[2-8]。

1 工作原理与结构组成

1.1 工作原理

一般施肥播种机有播种总成、机架、化肥箱和施肥开沟器等部件[9]。播种总成、化肥箱与施肥开沟器分别安装在机架上，机架与拖拉机后悬挂连接。当正常播种作业时，播种总成负责开沟、播种、覆土和镇压等作业；化肥箱负责将化肥均匀排出；施肥开沟器负责将化肥箱排出的化肥送到指定位置，完成施肥播种作业。播种作业时施肥开沟器在播种机最前端，是拥堵的主要部位，因此在施肥开沟器立柱左右两端水平设置一组旋向不同的螺旋搅龙，螺旋搅龙旋转时向两侧分开拥堵物，构成一条地表裸露的播种带，实现防堵目的。

为了使螺旋搅龙能够旋转起来实现防堵目的，在施肥开沟器立柱上端设置输入轴，在立柱中部位置设置输出轴，并在立柱内部设置传动机构连接输入轴和输出轴，螺旋搅龙设置在输出轴上。当有动力输入时，螺旋搅龙能够实现转动。

为了连接拖拉机动力源，在机架上设置一个变速箱。变速箱输入轴通过万向传动轴与拖拉机后输出轴连接，传输拖拉机动力；变速箱输出轴通过可以伸缩的联轴器与施肥开沟器输入轴连接，达到传递动力目的，因联轴器可以伸缩，同时达到了施肥开沟器间距可调的目的。

1.2 结构组成

选用河北农哈哈集团生产的2BYFSF-4型免耕玉米精播机作为该装置的对接目标。为了更好与原有机型对接，将搅龙安装在播种机的施肥开沟器上。从后面观察，施肥开沟器左边为左螺旋搅龙段，右边为右螺旋搅龙段，当机具前进时施肥开沟器两侧的左右螺旋搅龙就会转动，将秸秆或杂草杂物推向两侧。所选机具为4行，有4组施肥开沟器，因此配备4套左右搅龙装置。4套装置独立安装于施肥开沟器上，可以随施肥开沟器左右移动，以便调整行距。

在动力传动方面，为了使左右搅龙装置可以独立自主旋转，引入拖拉机后输出动力。在机架中部设有变速箱，变速箱前端花键轴通过万向节连接拖拉机后输出轴，变速箱两侧伸出输出轴，通过联轴器连接到施肥开沟器上部的输入轴上。施肥开沟器立柱设为空心，里面安装链轮链条传输动力，上部动力输入，下部动力输出。施肥开沟器立柱的中部通过轴承装有输出轴，左右搅龙轴即连接在输出轴上。4组施肥开沟器的动力输入也通过联轴器连接起来，传送变速箱输出的动力。联轴器为伸缩型，左右可移动改变配合长度，即传递了动力，又可调整4组之间的位置。

免耕播种机装配和防缠绕装置如图1所示。

1.播种总成 2.机架 3.施肥开沟器 4.化肥箱 5.输入轴6.变速箱输入轴 7.施肥开沟器立柱 8.输出轴 9.螺旋搅龙10.变速箱 11.变速箱输出轴 12.联轴器 13.传动机构图1 免耕播种机装配及防缠绕装置Fig.1 No-tillage planter assembly and anti-winding device

2 田间试验

将防缠绕装置安装于2BYFSF-4型免耕玉米精播机，如图2所示。配套动力选用东方红454拖拉机，开展机组田间试验。

图2 试验装置Fig.2 Experimental unit

作业现场和作业后效果如图3和图4所示，可以看出，清理秸秆的搅龙距地面较远，作业时不打土，动力消耗小，作业现场环境良好。分离开来的麦秸堆在两侧，中间播种开沟器开沟播种，可轻松入土，能够保证播深一致，出苗整齐。同时，由于种沟暴露在了阳光之下，破坏了害虫生长环境，可有效控制免耕引起的虫害。

图3 作业现场Fig.3 Field experiment

图4 作业效果Fig.4 Operation effect

试验结果表明，防缠绕装置性能优越，适合悬挂式免耕播种机推广应用。该技术已被部分播种机生产企业采用，并批量生产配套有该装置的免耕播种机。

3 结束语

随着农业农村部、财政部联合印发《东北黑土地保护性耕作行动计划(2020—2025)》，部署在适宜区域全面推广应用保护性耕作，促进东北黑土地保护和农业可持续发展[10]。随着政策刺激，东北地区将进一步加大免耕播种机推广力度，设计的播种机防缠装置也将在东北地区具有广阔市场前景。