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1 前言
课题的意义
马铃薯在我国得到广泛地栽种,是一种高蛋白农作物。2007年我国马铃薯种植面积约8000万亩,总产量超过6800万吨,占世界总产量的22%左右[1]。单从总产量来说我国已经是世界第一,但是单产量却远远低于欧美和澳洲的水平。例如,2003年,我国马铃薯的单产量是每公顷14842公斤,低于世界平均水平每公顷16448 公斤,还不到单产量最大的国家新西兰每公顷44248 公斤的三分之一[2]。
我国马铃薯种植单产量很低这已是不争的事实,因此,我国应该把提高马铃薯的单产作为目前提高马铃薯产量的首要任务。提高马铃薯单产量的措施除了改进马铃薯的种植方式外,更应该提高机械化生产水平。
提高单产量,首要任务就是提高机械化生产水平。当前,除少部分地区已经实现马铃薯机械化或半机械化种植以外,我国大部分的马铃薯种植方式一直停留在传统种植的水平上,传统的种植方式主要依靠人力和畜力进行生产,从开沟到覆土镇压,整个过程劳动强度大,生产效率低,种植效果也远远低于机械化种植水平;而且我国地域广阔,拥有多种地型,因此需要的播种器的机型也相对不一,设计出具有较强适应性的播种器将成为未来播种器发展的必然趋势;播种器的通用性也是一个不可忽略的重要因素,提高播种器的通用性有助于提高播种器的使用性能,使得播种器得到充分的利用。虽然从当前的情况来看,我国在播种器这块领域还不能一下子缩小同国外发达国家之间的差距,但是正在将这种差距正在不断缩小[3]。
国内外马铃薯播种器的发展
国外马铃薯播种器的发展
第二次世界大战以后,欧美的许多发达国家先后完成了由传统农业向现代农业的过度和转化,经过几十年不断地发展,其农业机械化水平已经相当完善,现在正朝着大型化、智能化、精量化以及多功能联合型方向发展[4]。
在欧美的发达国家中,马铃薯播种器经过几十年的发展和应用,其技术水平应经达到了相当完善的程度,无论是工作速度、生产效率、工作性能、播种质量以及播种器具的通用性和适应性上都做得比较好。这对减少播种过程中的漏种率、种子损伤率和提高单产量都有很大的促进作用。现在一些发达国家正把不断更新播种器的工作原理、尽量完善其结构、延长机具使用寿命、降低制造价格和维护费用的同时提高其工作效率以及提高播种器的通用性和适应性作为未来更先进的播种器研制的方向[4]。
我国马铃薯播种器的发展
近年来,随着马铃薯在我国的大量种植,研发并推广与马铃薯生产相适应机械取得了很大的进展,尤其是马铃薯种植机械,尽管我和欧美发达国家还有一定的差距,但是随着我国科研人员的努力,这个差距正在不断地缩小。各种先进的马铃薯播种器不断问世,并在全国进行大量地推广应用[5]。
排种装置仍然是播种器最为关键的部件,先进的排种器和排种原理对播种器的效率的提高有着很重要的作用,迄今为止,我国学者几乎涉猎了世界上所有的排种器:如外槽轮式排种器、离心式排种器、各种圆盘式排种器等,而具有我国独创特色的窝眼轮式排种器、纹盘式排种器、锥盘式精量排种器也获得了广泛的应用,但是在马铃薯播种器上,先进的排种器和排种方式依然是制约播种器效率的瓶颈[6]。因此在已经解决种子和播种方式的情况下研制相应的播种器显得是关重要。显然,在排种器方面,我国应该朝着气流输送式条播排种器、孔带式精密排种器、气力式精密排种器以及倾斜圆盘指夹式排种器的方向发展。新的排种原理包括气力式排种原理和机械式排种原理也应得到广泛的采用。
2 总体设计
主要技术参数
(1) 外形尺寸(长×宽×高):1450mm×1100mm×950mm
(2) 配套动力:12kw
(3) 生产效率:10acre/h
(4) 工作幅宽:1100mm
(5) 播种方式;平播
(6) 播种深度:60-150mm
(7) 作业行数:2行
(8) 作业行距:400mm
(9) 地轮直径:500mm
(10) 作业速度:1m/s
(11)传动形式:链传动
(12)土壤工作部件:锄铲式开沟器
(13)排种器:外槽轮式
(14)覆土器形式:拖环式
(15)镇压轮:复合圆锥式
(16)种箱容积:30L
基本结构及工作原理
基本结构:
该马铃薯播种器预计由机架、开沟器、输种管、输肥管、覆土器、种箱、肥箱、排种器以及镇压轮构成,在机架的前梁上有上、下悬挂架用于与拖拉机连接;种、肥箱侧板固定在机架中间横梁的上方,前边为肥箱,后边为种箱,下边固定排肥、排种装置[7]。在肥箱前面有一根安装开沟器的梁,通过U型螺栓将开沟器的扁钢锁住,从而可以调节开沟深度,开沟器在横梁上可根据需要进行横向移动来调节行距;机