大型免耕播种机开沟器结构研究
小麦免耕播种机开沟器的设计
小麦免耕播种机开沟器的设计
苟文;马荣朝;杨文钰;樊高琼;雷小龙;惠昆;杨慧珍
【期刊名称】《农业工程学报》
【年(卷),期】2012()S1
【摘要】针对西南丘陵地区保护性耕作模式下小麦免耕播种机尖角型开沟器易缠草,堵塞,使用寿命短等问题,设计了圆弧刃口型开沟器。
该文建立了圆弧刃口型开沟器的几何模型,采用离散元法对圆弧刃口型开沟器的工作阻力进行了分析。
试验结果表明:平均开沟宽度为40mm,开沟深度偏差为5mm,玉米根茬的切断率超过86%,土壤扰动为18%～22%。
圆弧刃口型开沟器提高了播种机的通过性,开沟破茬效果好,能够满足西南丘陵地区小麦免耕播种的开沟要求。
【总页数】5页(P21-25)
【关键词】农业机械;保护性耕作;离散元法;圆弧刃口型开沟器;结构设计
【作者】苟文;马荣朝;杨文钰;樊高琼;雷小龙;惠昆;杨慧珍
【作者单位】四川农业大学农学院;四川川龙农机制造有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】S1
【相关文献】
1.2 BQM－6型免耕播种机结构设计及开沟器的力学分析 [J], 张守德;杜健民;郝飞;周国栋;佘文龙
2.基于 Inventor 的免耕播种机组合式开沟器设计 [J], 罗红旗
3.小麦免耕播种机开沟器对作物生长的试验研究 [J], 姚宗路;高焕文;王晓燕;李洪文
4.免耕播种机种肥开沟器的结构设计及力学分析 [J], 牛博英;王胜曼;孙晓燕
5.大豆垄上双行免耕播种机锯齿式开沟器设计与试验 [J], 赵淑红;杨罗罗;张鑫;侯磊涛;袁溢文;杨悦乾
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玉米免耕播种机的结构原理与技术优化方向
玉米免耕播种机的结构原理与技术优化方向玉米免耕播种机是一种具有自主知识产权的现代农业机械装备，其主要功能是在不翻耕的情况下实现土壤松土和作物播种。
随着农业机械化水平的不断提高，玉米免耕播种机在农业生产中的应用越来越广泛。
本文将从玉米免耕播种机的结构原理和技术优化方向两个方面展开阐述，以期为该领域的相关研究和应用提供参考。
一、玉米免耕播种机的结构原理1. 结构组成玉米免耕播种机由机架、土壤处理装置、播种系统和控制系统等部分组成。
机架是整个播种机的支撑结构，它承担着整个机器的重量和压力，要求具有足够的强度和稳定性。
土壤处理装置主要由刀盘和刀片组成，它的作用是对土壤进行切割和破碎，使土壤松散透气，并为后续的播种作准备。
播种系统包括种子箱、种子输送装置和播种装置，通过优化种子输送和排布方式，实现种子的均匀播种。
控制系统通过传感器和执行器等装置，实现对整个播种机的自动控制和调节，提高了机器的智能化程度。
2. 工作原理玉米免耕播种机的工作原理主要是通过土壤处理装置对土壤进行破碎和松土，然后通过播种系统将种子均匀地播撒在土壤中。
在实际操作中，播种机通过牵引装置与拖拉机相连，拖拉机将其牵引到田间进行作业。
具体的工作流程是：当播种机行进到田间后，土壤处理装置开始转动，刀盘上的刀片不断对土壤进行破碎和松土。
种子从种子箱中经过输送装置，通过播种装置均匀地撒播在经过处理的土壤上。
整个作业过程中，控制系统可以根据实时的工作情况，对各个部件进行调节和控制，以达到最佳的播种效果。
二、玉米免耕播种机的技术优化方向随着农业生产的现代化和机械化水平的不断提高，玉米免耕播种机也需要不断优化和改进，以满足不同生产条件和播种需求。
下面将从土壤处理装置、播种系统和控制系统三个方面探讨玉米免耕播种机的技术优化方向。
1. 土壤处理装置的优化当前玉米免耕播种机在土壤处理装置方面存在的主要问题是对不同类型和状态的土壤处理效果不尽如人意，针对这一问题，可以通过以下方面进行技术优化：（1）优化刀盘结构：设计具有自适应功能的刀片，能够根据土壤的硬度和松软度自动调节工作状态，达到更好的破碎和松土效果；（2）引入振动装置：通过在刀盘上增加振动装置，使土壤在松土过程中更加均匀、充分地松动，提高土壤的透气性和保水性。
玉米大小麦农作物免耕播种机设计-波纹圆盘犁刀破茬双圆盘式开沟器【双箱排种器一体机构】
前言新疆地处我国西北边陲，属中温干旱、半干旱气候区，也属西北风沙源头带，光热资源和土地资源丰富，无霜期短，春旱严重，风沙较大，气候干燥，年降雨量50~250mm。
农业用水主要依靠冰雪融溶的雪水资源补给，种植制度以一年一熟为主，是我国重要的粮、棉、油、糖、瓜果商品生产基地[1]。
在该地区推广保护性耕作技术有利于增加土壤的含水量和有机质，促进沙尘天气的改善，减少农田的风蚀，促进农民增收和农业可持续发展。
2002年，农业部和财政部启动了保护性耕作项目，在北京、天津、河北、山西、辽宁、内蒙古、陕西、甘肃等北方8省(区、市)建立了38个保护性耕作项目示范县;后以京津地区及西北风沙源头区为重点，形成了一个全国保护性耕作技术示范推广网络。
新疆生产建设兵团（以下简称“新疆兵团”）于2004年正式加入这个推广网络，在国家项目推动下，免耕播种技术得到了广泛的推广应用。
保护性耕作技术的核心是免耕播种技术川。
通过免耕播种技术的推广，能满足保护性耕作、节能减排和农业生产的节本增效需求，推动保护性耕作迅速发展，实现农业可持续发展[2-4]。
新疆兵团根据地理生态特点，推广免耕播种技术，形成了玉米、小麦、大麦等;作物免耕播种技术作业规范。
关键词：开沟；排种；施肥；免耕；播种目录1引言 (1)1.1免耕播种机的国外发展现状 (1)1.2 国内发展现状 (1)1.3免耕播种机面临问题 (2)2免耕播种技术概况 (4)2.1免耕播种技术实施概况 (4)2.2主要技术模式 (4)2.3免耕播种机具的推广使用 (5)2.4免耕播种机总体结构设计 (5)3免耕部分设计方案 (7)3.1机架的设计 (7)3.2破茬刀盘的设计 (7)3.3 开沟器的设计 (11)3.4覆土轮 (14)4播种部分设计方案 (15)4.1播种箱 (15)4.2 排种轴 (15)4.3 排种器的设计 (16)4.4地轮 (16)总结 (17)致谢 (18)参考文献 (19)工程概况本文首先介绍了免耕播种机国外发展及国内发展现状，其中主要介绍国外和国内的免耕播种机现有机型及其优缺点，随后着重介绍了新疆生产建设兵团免耕播种机推广情况。
免耕播种机开沟器的分析与研究
旋 y word : No一tillage Planter o Dril o pener ; An lysis and Research s l a
近年来随着保护性耕作技术的推广，免耕播种机的应用 也逐渐发展成熟起来。免耕播种机不同形式的开沟器种类较 多， 但适用性有待于进一步的探讨、 分析. 本文从研究开沟 器入手. 探讨开沟器作业后如何形成一个 良好、舒适的种 床，以及开沟器结构形式的选择，从而达到进一步推广保护 性耕作的 目的。
面的研究。
收稿日期 : 2007一 25 02一 作者简介: 王继山 ( 1950一，男 ( 汉) ，山西大同人 ，工程师，主要从事机械化生态 )
山西农业大学学报 第 6 卷 (第 5 期) 2007 年
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山西农业大学学报 第6 卷 ( 第 5 期)
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6 2007
免耕播种机开沟器的分析与研究
王继山
(大同市机械化农业生态项目 实验管理站，山西 大同 。 。 37。4 )
摘 要: 以免耕播种机开沟器为研究对象，对几种免耕播种机的特点与技术性能进行分析、研 究。通过试脸与侧试，对免耕播种机开沟器的适应性进行深入探讨。经过研究分析，在北方千早
5 ha nx i 0 3 700 4 ， 艺几 C丙” )
Ab tr ct : B sed on the re earch sub e ts of drill o伴ner ， s a a s j c the Pap r an lyz d an researched on the e a e d characteristic o several n 一tillage planters. Accor i眼 to ex碑r ments an tests ，the paper disf o d i d cusse the adaptability of the drill op n r of n tillage planter D pen on analysis an re e rch ， d e e o . e d d s a the 沐rf r ance is reliable t ad Pt the dyn mical tyPe of drill open r at the n rthern an dry regions. om o O a e o d T h per1or ance is reliable to adopt th dynamical type of wh rling milli雌 cutter drill opener at the e m e i 盼 tillage planter region of lodgi昭 or erect corn st r ws. The 讲rf r nce is reliable adopti吃 disc s a ot a n chaff 一 cutter and gear type o re l at the nQ illage pl nter r馆ions of cor fields which are one cropf e ， a n
免耕播种机开沟圆盘材质与加工工艺的研究
１ 国内外开沟圆盘的材质对比分析
加 工 工 艺 路 线 等 方 面 的 研 究 报 道 较 少 免 耕 播 种 机 １．１ 化学成分分析
开 沟 圆 盘 工 作 环 境 较 为 恶 劣 要 求 具 有 良 好 的 耐 磨 对 进 口 件 与 国 产 件 进 行 扫 描 电 镜 能 谱 分 析 日
薄的脱碳层外 圆盘的其它所有部位的硬度以及金 需要达到的性能要求来定制合适的热处理加工工艺
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
相显微组织基本一样
路线 使生产出的圆盘产品能够尽量达到所要求的
２ 圆盘开沟器国产化研究
性能 结合圆盘的田间工作条件要求 就需要具有 一定的硬度和刚性 这样一方面可以提高其切茬性
目 前 用 于 免 耕 播 种 机 上 的 开 沟 圆 盘 主 要 依 赖 能 另 一 方 面 也 可 以 防 止 其 在 碰 到 较 硬 物 质 时 发 生
所以硬而脆 塑性 韧性极差 但是中低碳马氏体
要想改善其性能无非是选择合适的材料和合适的热 由于过饱和度小 内应力低和存在位错亚结构 则
处理加工工艺
不仅强度高 而且塑性 韧性也较好［５］
２ ． １ 材 料 的 选 择
通 过 对 进 口 ｄｅｅｒｅ 盘 的 分 析 其 除 了 表 面 存 在
４ 中可以明显看出 国产件主要为珠光体组织 含 这两种组织相比较 马氏体具有较高强度和硬度
有少量铁素体 为退火状态 没有经过热处理 而 耐磨性能好等优点 这也是国产件性能远不如进口
进口件为马氏体组织 经过了淬火＋低温回火处理
件的关键之所在
Ｆｅ
ｃ：＼ｅｄａ ３２＼ｇｅｎｅｓｉｓ＼ｇｅｎｓｐｃ．ｓｐｃ
用 于 农 业 机 械 上 的 田 间 作 业 部 件 工 作 条 件 比 较 较 薄 一 层 脱 碳 层 硬 度 稍 微 低 以 外 整 体 硬 度 比 较 均
小麦宽幅播种机种肥开沟装置的设计与研究
小麦宽幅播种机种肥开沟装置的设计与研究李军宇;张淑娟;王曙光【摘要】针对华北平原地区小麦、玉米一年两熟种植中,因玉米秸秆覆盖量大,机具播种过程中易产生堵塞,导致播种质量差、苗弱拥挤等问题,结合当地农艺要求及种肥同播原理,设计了一种新型小麦复式作业机具,可一次完成旋耕、开沟、施肥、播种、覆土及镇压等多项作业.该机具中的种肥开沟装置采用宽播幅(12cm)分散式粒播,扩大了小麦的种植幅宽及单株营养面积,促进了小麦植株根系发达,苗体健壮;种肥同沟垂直分施可实现小麦种肥同播,从而提高化肥利用率.田间试验结果表明:小麦平均播种深度为3.8cm,种深合格率为92.5%,采用种肥垂直分施方式,平均施肥深度为12.3cm,施肥深度合格率为94.7%,种肥深度满足种肥同播农艺要求.该机具在播种过程中未出现明显堵塞,通过性良好.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2018(040)006【总页数】5页(P116-119,161)【关键词】小麦;宽幅播种机;开沟器;种肥装置【作者】李军宇;张淑娟;王曙光【作者单位】山西农业大学工学院,山西太谷 030801;山西农业大学工学院,山西太谷 030801;山西农业大学农学院,山西太谷 030801【正文语种】中文【中图分类】S223.2+40 引言小麦是我国三大粮食作物之一，也是重要的商品粮和贸易粮，提高小麦产量直接关系我国的粮食安全和国民生计[1-2]。
由于我国新增耕地面积的空间不大，依靠扩大粮食种植面积来提高小麦产量并不现实，只有提高小麦种植管理技术，提高化肥施用效率，才能为小麦增产提供保障。
目前，我国大部分地区冬小麦种植中仍采用抛撒式施肥，易导致肥料施用不均，不利于作物的吸收，且造成环境污染，肥料浪费现象严重。
常规小麦播种方式上多采用条播，播种幅宽一般为3cm，在现如今播量逐渐增大的情况下易造成籽粒扎堆，导致幼苗分布疏密不均，出现大小苗、疙瘩苗现象。
株距过小，造成小麦个体发育不良，根系不发达，在小麦扬花和灌浆时期，受季风影响，极易出现倒伏，严重影响小麦的单位产量。
9MSB-2.1型牧草免耕松土补播机开沟部件概述
５ ．ｋ ６ —０马 力） 式 拖 拉机 配 套 使 用 的 牧 ８８Ｗ（５ ８ 轮
草免 耕松 土 补播 机具 。该 机 主要 由种箱 、 肥箱 、 通用 机架 、 开沟器 、 变速器 、 级 镇 压轮 、 一 二级 镇 压轮 等部 件组成 。通用机 架增 加 了地 区适 应 性 ，
结 的草 场 牧草补 播作 业 。
１１ 圆 盘 切 刀 ．
通 过互 换 不 同类型 的 开沟器 可 以实现 松 土铲 与
免 耕 圆盘 间隔 配 置型 、免 耕 圆盘 型及 凿 铲 型三 种 开沟 器 配制 型式 ，用户 可根 据 不 同 的草 场地
质 条件进 行选 用 。 ． 松±铲 与免 耕 圆盘间隔 配置 型 ｒ
松土铲 结 构简 图见 图 ２ 松土 铲用 固定座 安 。 装在 主梁 上 。工 作 时 。 壤在 被松 土铲 向前上 方 土 推 动 的同 时 ， 向两 侧 推动 ， 侧 土壤 受 到挤 压 还 两
而分 开 。 土壤 得 到疏 松 。 使 松 土铲 铲 尖采 用 耐 磨铸 钢 材料 一次 铸 造 成 靴式 结构 ， 保护 松 土铲 铲柄 免受磨 损 。铲 尖用 弹 性 圆柱销 与铲 柄连 接 ， 磨损 后更换 方便 。在松 土 铲铲 炳 上配 有 安全 销 。当松 土 铲遇 到 障碍 物 时 阻力 增 大使 安 全销 被 剪 断 。起 到保 护整 机 的 作 用 。工 作 时松土 铲在 地表 下松 土 。 了减 少 阻力 为 和避 免 破坏 草 地植 被 ， 柄 厚度 较 薄 ， 前 方 开 铲 且 有刃 口。上下 移 动立 柱在 梁上 的高低 位 置 。 调 可 整松 土深度 。 ２ 免耕 圆盘 式开 沟器 型 工 作 原 理 是 免 耕 圆 盘 开 沟 器切 开 草皮 。 随 后 种 肥 混 施 落 人 沟 中 ， 土轮 覆 土 ， 后 镇 压 。 覆 最 通 过性 好 ， 业 时 土壤 扰 动量 达 到最 小 ， 用 于 作 适 地 表 较 疏 松 砂 砾 较 少 的 草 场 或 退耕 还 草 地 块 。 免耕 圆盘开 沟器 结 构简 图见 图 ３ 。 单 体 仿形 免 耕 圆盘 开 沟器 采 用单 斜 圆盘 开
大型免耕播种机开沟器结构研究
大型免耕播种机开沟器结构研究万其号1，布库1，李岩2，焦巍3(1．中国农业科学院草原研究所／农业部草地资源与生态重点实验室，呼和浩特010010；2．内蒙古电子技术职业学院，呼和浩特014043；3．内蒙古农业大学，呼和浩特010018)摘要：介绍了免耕播种机的关键部件开沟器的作用，单元盘、双圆盘开沟器的类型，对国际上应用比较广的单元盘开沟器和双圆盘开沟器的结构参数进行了研究、总结，对其他形式的开沟器的结构类型也进行了简单的分析研究，对免耕播种圆盘开沟器的研制有指导意义。
关键词：免耕播种机；开沟器；单元盘开沟器；双圆盘开沟器；锄铲式开沟器中图分类号：8223．2+3文献标识码：A文章编号：1003—188X(2012)03—0045-04 0引言1免耕播种机的开沟器自从20世纪中期美国开发免耕播种技术获得成功以来，世界各地对免耕技术给予了极大的重视，许多国家都在积极的试验和推广。
免耕技术的基本内容是在前茬作物收获后，土地不进行耕翻，让原有的残茬、枯草覆盖地面，待下茬作物播种时，用特制的免耕播种机直接在茬地上进行局部的松土播种，并在播种前或播种后喷洒除草剂及农药。
这种方法与常规耕作法相比，可以减少机具投资费用和土壤耕作次数，因而可降低生产成本、减少能耗、减轻对土壤的压实和破坏，并可减轻风蚀、水蚀和土壤水分的蒸发与流失。
免耕播种机是免耕播种的专用机具，能够完成秸秆、残茬覆盖的免耕地上播种和施足作物生长期需要的大量的肥料，免耕播种机除要有传统播种机的开沟、下种、下肥、覆土和镇压功能外，一般还有良好的清草排堵、破茬入土、种肥分施和地面仿形能力，以满足免耕覆盖地播种的特殊要求…。
在免耕且有秸秆、残茬覆盖的相对坚硬的土壤上播种施肥，需要有入土能力强的开沟器，发达国家如美国、澳大利亚、加拿大等开展的保护性耕作较早，已拥有相对成熟的保护性耕作技术和机具。
开沟器的样式因各个国家耕地的情况、土质情况、地块的大小而不一样，开沟器的选择类型也不一样，下面以美国、加拿大、中国的开沟器情况为例进行分析研究。
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mail） wanqihao204@ sina． com。 通讯作者： 布 库（ 1961 － ） ，男（ 达斡尔族） ，呼和浩特人，研究员，（ E －
1 免耕播种机的开沟器
自从 20 世纪中期美国开发免耕播种技术获得成 功以来，世界 各 地 对 免 耕 技 术 给 予 了 极 大 的 重 视，许 多国家都在积极的试验和推广。免耕技术的基本内 容是在前茬 作 物 收 获 后，土 地 不 进 行 耕 翻，让 原 有 的 残茬、枯草覆盖地面，待下茬作物播种时，用特制的免 耕播种机直接在茬地上进行局部的松土播种，并在播 种前或播种后喷洒除草剂及农药。这种方法与常规 耕作法相 比，可 以 减 少 机 具 投 资 费 用 和 土 壤 耕 作 次 数，因而可降低生产成本、减少能耗、减轻对土壤的压 实和破坏，并 可 减 轻 风 蚀、水 蚀 和 土 壤 水 分 的 蒸 发 与 流失。免耕播种机是免耕播种的专用机具，能够完成 秸秆、残茬覆盖的免耕地上播种和施足作物生长期需 要的大量的肥料，免耕播种机除要有传统播种机的开 沟、下种、下肥、覆 土 和 镇 压 功 能 外，一 般 还 有 良 好 的 清草排堵、破茬入土、种肥分施和地面仿形能力，以满 足免耕覆盖地播种的特殊要求［1］。在免耕且有秸秆、 残茬覆盖的相对坚硬的土壤上播种施肥，需要有入土 能力强的开沟器，发达国家如美国、澳大利亚、加拿大 等开展的保护性耕作较早，已拥有相对成熟的保护性 耕作技术和机具。开沟器的样式因各个国家耕地的 情况、土质情况、地块的大小而不一样，开沟器的选择 类型也不一样，下面以美国、加拿大、中国的开沟器情 况为例进行分析研究。
圆盘式开沟器按结构不同有两种型式： 普通双圆 盘开沟器，其特点是两圆盘夹角为 14°，两圆盘开出一 个种沟，播种一行； 另外一个为窄行双圆盘开沟器，两 圆盘夹角较大，通常为 23°。工作时，两圆盘接触点位 置高，因此每 个 圆 盘 能 单 独 开 出 一 个 沟，可 同 时 形 成 两个种沟，由输种管落下的种子经分种管落入两个种 沟内，播成两 个 窄 行，种 子 流，分 别 落 在 两 个 小 沟 内， 形成两条 种 行。因 此，这 种 开 沟 器 同 时 可 播 两 行 种 子。交错型双圆盘开沟器是两圆盘在前下方处相互前 后错开（ 两圆盘中心错开 26mm） 。双圆盘式开沟器工 作适应性强，能在整地条件较差、土壤湿度较大、残茬 较多的情况下作业，工作稳定、可靠，能适于较高速度 作业； 但其结构较复杂，人土性能差，在高速下需较大 的压力作用 才 能 人 土，对 种 子 分 布 有 干 扰，所 开 沟 底 不平，不适于浅播作物，多用于谷物条播机，也可用于 中耕作物播种机。平面圆盘，这种类型圆盘开沟器是 三圆盘结构中播种盘，两个圆盘安装在一起共同起作 用进行工作，这种圆盘的开沟主要是为了播种和施肥 的作用，圆盘的直径为 16，18，20，22，24 inch 等，圆盘 的厚度 4mm 和 5mm。
3 双圆盘开沟器的结构
双圆盘开沟器示意图如图 5 所示。双圆盘开沟 器的工作部件是两个平面圆盘，相互倾斜并相交于一 点。工作时在土壤反力作用下，圆盘及圆盘毂在内外 锥体所形成的 V 形槽内转动。双圆盘开沟器靠机器 质量和弹簧压力入土，改变施加弹簧压力可调整开沟 深度。开沟器用两个旋转的平面圆盘切开土壤，并将 土壤向两侧推挤而形成种沟。输种管将种子导入种 沟，然后靠沟壁塌下的土壤覆土，开沟时不搅乱土层， 且能用下层湿土覆盖种子。由于圆盘周边有刃口，滚 动时可切断根茎和残茬。因此，在整地条件较差和土 壤湿度较大时，也能正常工作，且性能稳定，能适用于 较高速作业［4］。 开 沟 时 圆 盘 旋 转 ，能 切 断 植 物 根 茎 ， 防止挂草壅土，还可以用刮土板刮去粘附在圆盘上的 泥土，所以双圆盘开沟器的适应性比较好，工作可靠， 在整地不很细、有作物根茬和杂草以及土壤比较潮湿 时均能使用。
析 研 究 ，对 免 耕 播 种 圆 盘 开 沟 器 的 研 制 有 指 导 意 义 。
关键词： 免耕播种机； 开沟器； 单元盘开沟器； 双圆盘开沟器； 锄铲式开沟器
中图分类号： S223． 2 + 3
文献标识码： A
文章编号： 1003 － 188X（ 2012） 03 － 0045 － 04
0 引言
2012 年 3 月
农机化研究
பைடு நூலகம்
第3 期
大型免耕播种机开沟器结构研究
万其号1 ，布 库1 ，李 岩2 ，焦 巍3
（ 1． 中国农业科学院草原研究所 / 农业部草地资源与生态重点实验室，呼和浩特 010010； 2． 内蒙古电子技术 职业学院， 呼和浩特 014043； 3． 内蒙古农业大学，呼和浩特 010018 ）
图 1 波纹圆盘的侧向应力图 Fig． 1 Side stress sketch of wavy disc
2． 2 波纹圆盘的类型 不同波纹数的波纹盘如图 2 所示。波纹盘开沟
器波纹数有 8 波纹、13 波纹、25 波纹的 3 种类别，由
图 3 涡轮性圆盘开沟器 Fig． 3 Turbo Coulter and vortex coulter
·45·
2012 年 3 月
农机化研究
第3 期
合紧密，及时吸收土壤养分。三圆盘开沟器的通过性 良好，土壤扰动性小，种沟深度变异系数小，但在有秸 秆覆盖的免耕地中，圆盘开沟器容易把秸秆挤压到种 沟中，影响播种质量； 另一方面圆盘开沟器需要一垂 直压力来切断秸秆，产生沟槽，采用圆盘开沟器的免 耕播种机需要较大的结构质量。
于所配备的 免 耕 机 不 同、播 种 的 地 势 不 同，波 纹 盘 的 开沟宽度、直 径、波 纹 盘 的 厚 度 也 不 一 样。 国 外 的 波 纹盘的开沟宽度有 0． 75，1，2inch 等各种不同的开沟 宽度，圆盘 的 直 径 大 小 也 不 一 样，直 径 的 规 格 有 15， 16，17，18，20，22 inch，波纹盘犁刀的厚度也不一样， 厚度 0． 177，0． 236inch 等。由于开沟时圆盘的直径越 大刚度越小，容 易 受 到 压 力 的 作 用 下 发 生 形 变，为 了 防止犁刀盘 的 形 变，犁 刀 盘 的 厚 度 必 须 越 厚，才 能 保 证犁刀盘的 强 度，犁 刀 盘 的 价 格 根 据 盘 的 直 径 大 小、 盘的厚度制作工艺难度不同，其价格从 30 ～ 60 美元 不等。
2 单元盘开沟器
2． 1 单圆盘开沟器受力分析 三圆盘开沟器结 构 中 ，一 般 波 纹 圆 盘 破 茬 、开 沟 ，
双圆盘二次开沟播种、施肥。这种开沟器直接由上而 下对土壤进行切割开沟，波纹盘凹槽扰动土壤形成松 土带，双圆盘再挤出一个浅沟，种子、肥料混合播到土 壤中，然后覆土镇压。波纹圆盘开沟器圆盘受到 4 个 力的作用，即整机质量（ 包括开沟器自身质量） 通过 压缩弹簧均摊到开沟器上的作用力； 拖拉机对播种机 的牵引力； 圆盘两侧土壤的侧向挤压力； 土壤对圆盘 的接触摩擦力。波纹圆盘的侧向应力图如图 1 所示。 由于波纹圆盘与播种机的前进方向夹角为 0，所以圆 盘的侧向挤压力均匀对称。如果忽略土壤松紧不均 的影响，则可忽略开沟器轴承座的侧向力作用。波纹 圆盘对土壤的扰动作用以及对土壤竖直面的作用，使 得圆盘的波 纹 凹 槽 部 分 和 边 缘 部 位 磨 损 加 剧［3］。 目 前，国际上开 沟 圆 盘 的 类 型 主 要 有 波 纹 型 圆 盘、涡 轮 型圆盘。
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美国在研究保护 性 耕 作 技 术 方 面 起 步 较 早 ，产 品 的种类也较 多，以 大 型 的 免 耕 播 种 机 为 主，其 机 具 相 对比较成熟，生 产 免 耕 机 的 大 型 企 业 也 比 较 多，其 中 比较出名的有 Great Plain（ 大平原） 、John Deere（ 约翰 迪尔） 、Case（ 凯斯） ，机型较多，结构也比较复杂。开 沟器作为免耕播种机的关键部件之一，其功能是按照 播种深度要求开出沟槽，并且在保证种子发芽出苗的 前提下产生最小的土壤扰动，为种子发芽和作物的生 长提供良 好 的 种 床。在 传 统 耕 作 中，经 过 翻 耕 整 地 后，开沟器在疏松的耕层中开沟、播种，开沟阻力小， 刃口的锋利程度对开沟器的前进阻力没有明显的影 响。但免耕茬地，地表坚实且有大量的秸秆覆盖，开 沟器入土 困 难，阻 力 大，需 要 有 良 好 的 破 茬 入 土 性 能 ，因此免耕开沟 器 除 了 有 传 统 开 沟 器 的 性 能 外 ，还 应该具有锋利的刃口，以减少开沟器的前进阻力，降 低拖拉机的动力消耗； 表层土壤扰动小，以减少土壤 上下层干湿土混合，降低土壤墒情的损耗； 创造有利 于种子发芽和根 系 生 长 的 疏 松 种 床 ，提 高 播 种 质 量 ； 有良好的破茬或者切断秸秆性能，或者播种时配以其 他防堵装 置，以 提 高 防 堵 性 能［2］。 目 前 在 免 耕 条 件 下，免耕播种机多采用圆盘或锄铲式开沟器。美国大 型免耕播种机的开沟器均为三圆盘结构。三元盘开 沟器的结构是前排波纹盘犁刀切断残茬预开出小沟 松软种床，后 排 的 双 圆 盘 开 沟 器 开 出 播 种 的 沟 槽，同 时输种管将种子置于沟槽内，前边破茬圆盘入土比后 边双圆盘深，双圆盘开沟器走在破茬圆盘开出的窄沟 上，将土壤挤成 V 形槽，同时播入种子和肥料； 后面的 镇压轮再将土层进行适当的镇压，保证种子与土壤结
2． 4 波纹盘安装 波纹盘开沟器根据机型不同安装方式也不一样，
一种是直接将波纹圆盘开沟器联接在免耕机的机架 的横梁上的分体式免耕播种机，如图 4 上图所示； 另
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2012 年 3 月
农机化研究
第3 期
一种方式是将单圆盘开沟器和双圆盘开沟器同时固 定在刀梁上，再将刀梁连接到架体上的整体式免耕播 种机，如图 4 下图所示。