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1、摘要水稻工厂化化育秧流水水线的播土土器设计摘 要水稻工厂化化育秧技术术是我国水水稻栽培技技术的发展展方向，而而研究设计计育秧设备备，是推进进该技术不不断发展的的技术措施施之一。工工厂化育秧秧包括播土土、播种、覆覆土、洒水水等主要生生产过程，通通常认为播播种作业是是非常重要要的过程，但但是，播土土作业同样样是育秧过过程中不可可缺少的重重要环节，由由于传统的的育秧过程程中每穴种种子数多，对对播土与覆覆土要求不不十分严格格，随着超超级稻育秧秧技术兴起起，每穴种种子数减少少，播种精精度提高，对对播/覆土土要求十分分严格，如如播土厚度度不均匀将将影响育秧秧质量。 本文简要的的介绍了国国内外的育育秧技术的
2、的发展情况况和国内现现有的播土土装置的构构造优缺点点，分析并并提出现有有播土装置置的缺陷，设设计出新型型播土装置置，并对此此进行了全全面的理论论分析与研研究。本文文的研究结结论如下： 1）系统地地介绍了我我国现有播播、覆土装装置的研究究现状，详详细的分析析了它们的的结构特点点和不足，在在此基础之之上，研制制出一种排排土稳定均均匀的播土土装置，选选取 V 形推土片片大直径滚滚筒作为排排土部分的的关键部件件。 2）确定了了 V 形推推土片大直直径滚筒播播土装置的的滚筒结构构参数、VV 形推土片片的结构参参数和分布布情况。利利用土壤与与钢的摩擦擦角和摩擦擦系数，确确定了土箱箱排土口位位置、导流流板与
3、水平平面的夹角角 和挡土板板的结构、位位置参数。从从理论上建建立了滚筒筒转速与生生产率、播播土厚度、V 形推土片宽度时间的数学模型，建立了排土量与滚筒转速、V 形推土片参数之间的数学模型。利用 CATIA 软件装配模块建立了播土装置的 3D 模型。关键词：水水稻；秧盘盘育秧；播播土装置；工厂化育育秧IIAbstractDesiggn off Sprreadiing SSoil Deviice ffor FFactoor Riice SSeedlling-NursseryAbstrractThe ttechnnologgy off Facctoryy Seeedlinng-nuurserry i
4、ss thee devveloppmentt dirrectiion oof thhe paaddy culttivatting techhnoloogy iin ouur coountrry, tto reesearrch aand ddesiggn thhe seeedliing-nnurseery ddevicce iss onee of the mostt impportaant mmethoods tto immpel the seeddlingg-nurrseryy tecchnollogy to ddevellop uunceaasinggly. Facttory Seeddli
5、ngg-nurrseryy is madee up of ffour proccessees whhich are Soill-sprread, Preecisiion sseediing, Soill-covver aand WWaterr sprray. In tthe uusuallly oopiniion, the mostt impportaant pproceess iis thhe Prrecission seedding, butt thee proocesss of soill-sprread is aalso esseentiaal too thee seeedlinng-
6、nuurserry. WWith the deveelopmment of tthe ttechnnologgy off supper ppaddyy seeedlinng-nuurserry, tthe nnumbeer off thee seeeds iin peer hoole iis deecreaased and the seedding preccisioon iss enhhanceed, sso itt is muchh strrict to tthe pproceessess of Soill-sprread and Soill-covver, the quallity of
7、 sseedlling willl be reduuced if tthe tthickknesss of soill in the trayy is not unifformiity. Baseed onn thee commprehhensiive iintrooducttion to tthe sstruccturaal chharaccteriisticcs off seeedlinng deeveloopmennt off dommestiic annd fooreiggn teechnoologyy andd thee exiistinng doomesttic bbroaddca
8、stt equuipmeent oon thhe baasis of ssoil anallysiss andd poiintedd outt thee defficieenciees off thee priior ssowinng sooil mmeanss prooposeed neew soowingg soiil meeans, andd thiis coonducct thheoreeticaal annalyssis aand ssysteematiic reesearrch. Reseearchh connclussionss aree as folllows: 1) Onn
9、thee bassis oof inntrodducinng thhe reesearrch ccondiitionn of the soill-sprread and soill-covver ddevicces iin thhe innternnatioonal and domeesticc couuntriies bby thhe nuumberrs, aand aanalyyzingg theeir sstruccturee chaaractterisstic and shorrtagee in detaails, thee purrposee of the reseearchh in
10、 the thessis wwas pputteed foorwarrd: aa sprreadiing ssoil deviice wwhichh sprreadss andd covvers soill steeadilly iss devvelopped, the largge diiametter ddrum withh V-sshapeed taablett as the soill-sprread compponennts oof thhe sppreadding soill devvice is cchoseen. 2) Thhe siizes of tthe llagerr d
11、ruum wiith tthe VV-shaaped tabllet wwere conffirmeed, aand tthe ddistrributtion of tthe VV-shaaped tabllet oon thhe fiilm oof thhe drrum wwas aalso conffirmeed inn ordder tto ennsuree thee sprreadiing ssoil deviice tto sppreadd soiil coontinnuoussly wwhen the drumm rottatess sloowly. Madde fuull uus
12、e oof thhe frrictiion aanglee bettweenn soiil annd stteel, thee possitioon off thee soiil boox pllackeet, tthe ggradiient of tthe ssoil-leadd boaard wwas cconfiirmedd. Inn ordder tto prrevennt thhe sooil ssplasshingg, a blocck waas deesignned. The thessis sset uup thhe meechannics modeel thhat iindi
13、ccatess thee rellatioon beetweeen thhe rootatee speeed oof thhe drrum aand pproduuctivvity, thee thiickneess oof thhe sooil iin thhe trray, the widtth off thee V-sshapeed taablett, annd seet upp thee mecchaniics mmodell thaat inndicaates the relaationn bettweenn thee vollume of tthe ssoil expeelledd
14、 froom thhe sooil bbox pper sseconnd annd thhe rootatee speeed oof thhe drrum, the sizees off thee V-sshapeed taablett. Onn thee bassis oof thhe Prro/E softtwaree, thhe 3DD siMMULattion modeel off thee sprreadiing ssoil deviice wwas sset uup.Key WWordss： Riice；Seeddlingg Traays；Spreeadinng Sooil DDe
15、vicce；Facttory Seeddlingg-nurrseryy - 8 -目录目 录摘要IAbstrractII1 绪论- 1 -1.1 课课题背景- 1 -1.1.11 水稻的的生产情况及及意义- 1 -1.1.22 水稻的的主要种植植模式及分分布区域- 2 -1.1.33 水稻种种植技术的的多样性- 3 -1.1.44 所设计计的播土装装置的目的的与意义- 3 -1.2 播播土装置国国内外发展展现状- 4 -1.2.11 国外研研究现状- 4 -1.2.22 国内研研究现状- 4 -1.3 研研究内容- 5 -2 水稻秧秧盘育秧精精密播种流流水线的工工作原理- 7 -2.1 总总体
16、结构- 7 -2.2 播播土装置的的整体结构构方案确定定- 7 -2.3 工工作原理- 8 -3 播土装装置的结构构设计- 9 -3.1 排排土结构的的设计- 9 -3.2 导导流板设计计- 188 -3.3 挡挡土板设计计- 199 -4 CATTIA 的的播土装置置 3D 实体建模模- 200 -4.1 零零件- 200 -4.2 播播土装置总总装图- 211 -5 结论- 222 -参考文献- 233 -致谢- 25 -绪论1 绪论1.1 课课题背景1.1.11 水稻的的生产情况况及意义在世界粮食食安全中占占有极其重重要的地位位的粮食作作物是水稻稻。亚洲是是世界最大大的水稻种种植区，世世
17、界水稻总总产量的992来自自于亚洲，美美国是北美美的主要水水稻生产国国，欧洲最最大的水稻稻生产国是是意大利。中中国是世界界上最大的的水稻生产产国，水稻稻年平均种种植面积约约30000万公顷，占占全国谷物物种植面积积的30左右右，世界水水稻种植面面积的200左右；水稻也是是我国最主主要的粮食食作物之一一，稻谷总总产量近22亿吨，占占全国粮食食总产的440，占占世界稻谷谷总产的335，稻稻谷平均单单产6.2212吨公顷，我我国有近660%的人人以稻米为为主食，每每年直接消消耗大米11.3亿1.4亿吨吨，同时水水稻深加工工产业也日日益兴起，例例如一种高高档营养保保健食用油油是由米糠糠油加工而而成的，
18、在在美国市场场上价格是是橄榄油的的3倍，而且且其中还富富含人体所所需的多种种维生素、工工业用原料料及饲料，进进行多种产产品精深加加工，带来来巨大的经经济效益，加加工后的副副产品的价价值已引起起世界各国国的重视，因因此水稻生生产在推动动世界的经经济发展方方面占有重重要地位。 水稻是我国国种植面积积最大、单单产量高、总总产最多的的粮食作物物，水稻生生产在我国国粮食生产产中占有极极其重要的的地位。加加快发展水水稻生产的的机械化，减减轻水稻生生产的劳动动强度，降降低生产成成本，增加加产量和收收益，是提提高水稻综综合生产能能力，保障障我国粮食食安全的一一项战略措措施，对推推动现代农农业和社会会主义新农农
19、村建设具具有重要意意义。目前前，美国、意意大利、日日本、韩国国的水稻生生产机械化化水平均已已达到977%以上，实实现了水稻稻生产全程程机械化。国国内外的实实践证明，水水稻生产全全程机械化化具有如下下显著优点点： 1)效率高高 步进式和乘乘座式插秧秧机作业效效率分别是是人工栽插插的11.5倍和30倍；机机抛效率是是人抛的225倍，是是人力插秧秧的1200倍；机直直播人均生生产率比手手插高300倍；联合合机械化收收获作业效效率是人工工的4060倍。 2)省工节节本 水稻机械直直播比人工工栽插可节节省成本约约750元/公顷；机机械栽插比比人工手插插平均节约约成本4550元/公顷左右右；机械收收获较人
20、工工收获节省省成本3000元/公顷。 3)减少损损失、增产产增收 联合机械化化收获总损损失率低于于5%，比人人工收获减减少损失88%左右；机插秧比比人工栽插插平均增产产达5.33，提高高单产3775公斤/公顷以上上；低温干干燥可减少少霉烂损失失4%以上。 4)提高稻稻米品质 水稻机械化化能实现标标准化作业业，按照农农艺技术要要求精确控控制各环节节作业质量量，为无公公害米、绿绿色大米、有有机米生产产提供保障障。 因此，大力力推进水稻稻生产机械械化，是解解决水稻生生产劳动力力短缺问题题，抵御自自然灾害的的影响，增增强水稻生生产防灾减减灾能力，保保障水稻生生产增产增增收，稳定定水稻生产产，实现水水稻
21、生产节节本增效，提提高水稻生生产的劳动动生产率和和水稻综合合生产能力力，保证粮粮食安全，增增加农民收收入的现实实之需，迫迫切之举。发发展水稻生生产机械化化，改善农农民生产条条件，提高高农民生活活质量，促促进农村劳劳动力向二二、三产业业转移，是是加快农业业现代化进进程，促进进城乡统筹筹协调发展展，推动水水稻主产区区现代农业业和社会主主义新农村村建设的必必然要求。近年来，我我国水稻生生产机械化化发展很快快，到 22007 年水稻总总体水平约约为 322.6%左右，总总体趋势是是南方比北北方低，农农村比农垦垦低，黑龙龙江垦区水水稻综合机机械化水平平达 844%。但与与三大谷物物比较偏低低(小麦生产产
22、机械化水水平已达 81，玉玉米生产综综合机械化化水平为 40%)，其中种种植和烘干干机械化水水平明显偏偏低，从 20044 年以来来，我国水水稻生产机机械化的具具体情况见见表1.11。根据全国水水稻生产机机械化十年年发展规划划(20006 年20155 年)的目标：水稻优势势产区生产产机械化水水平达到 70以以上，基本本解决种植植与收获两两个环节机机械化问题题，有条件件的地方应应率先实现现水稻生产产全程机械械化，而且且到20220 年全全国基本实实现水稻生生产全程机机械化，为为了实现这这个目标，水水稻种植机机械化需要要大力发展展。表1.1 水稻稻生产机械械化现状及及目标年份整地水平种植水平田间
23、管理水水平收获水平烘干水平总体水平20045.8%20057.1%33.5%200637.6%200760%8%50%35%10%32.6%201070%20%55%50%201585%45%80%70%1.1.22 水稻的的主要种植植模式及分分布区域进入20世世纪中期，随随着世界水水稻种植业业的发展，水水稻种植机机械化取得得了长足的的进步，种种植模式日日趋多样化化，直播与与育苗移栽栽成为水稻稻种植机械械化的两种种主要形式式。 直播是美国国、澳大利利亚、意大大利以及其其它一些欧欧洲国家水水稻种植的的主要形式式，它具有有作业效率率高，劳动动强度低，生生产作业成成本低，尤尤其是节省省水资源等等显著
24、特点点，因此适适合于大规规模种植。 育苗移栽是是亚洲水稻稻种植的主主要形式，主主要包括插插秧、抛秧秧等方法。日日本水稻插插秧机械科科技水平一一直走在世世界的前列列，20世纪80年代，日日本全国基基本形成了了统一的水水稻栽培模模式，育秧秧、插秧机机械已实现现了系列化化、标准化化，到19990年水水稻种植机机械化水平平达到988%。韩国国起步较晚晚，但机械械化发展迅迅速，已有有赶超日本本的趋势，1996年机插面积达种植面积的97%，泰国也已基本实现插秧机械化。 在种植模式式上虽然国国外经济发发达国家均均实现了单单一的机械械化模式，如如美国、澳澳大利亚、意意大利实现现了直播机机械化，日日本、韩国国选
25、择了以以机械插秧秧为主的移移栽机械化化；而我国国则由于稻稻作区域及及其相应的的种植制度度差异，没没有统一种种植模式，种种植模式处处于多样化化。如新疆疆、宁夏、上上海、浙江江以直播为为主，内蒙蒙、黑龙江江、吉林、辽辽宁等省以以机械插秧秧为主，机机插秧面积积在60%左右，而而湖北、江江苏等省有有较大的抛抛秧面积，我我国水稻各各种植模式式的种植面面积占有量量见表1.2。表1.2 我国水稻稻各种植模模式的种植植面积情况况水稻种植模模式直播抛秧插秧种植面积14%26%60%由于我国人人多地少，田田块小，多多熟制生产产，受传统统精耕细作作的影响，目目前大部分分稻区仍然然采用人工工种植技术术，移栽所所育秧苗
26、绝绝大部分是是通过人工工经验撒播播，秧盘育育秧播种的的机械化水水平基本为为零。为此此，在水稻稻种植模式式以育苗移移栽为主体体的基础上上，提出了了水稻种植植机械化的的发展重点点将以机械械插秧为主主，在适宜宜地区发展展精少量机机械直播和和钵体苗机机械有序移移栽、抛栽栽，水稻机机械化育秧秧将以精密密播种技术术为基础，采采取软(硬)盘育秧等等田间低成成本秧盘育育秧技术，在在育秧季节节气温较低低的北方稻稻区采用简简易设施(棚盘)育秧技术术，有条件件的地区发发展育秧中中心，开展展工厂化育育秧的规模模化服务。1.1.33 水稻种种植技术的的多样性我国不仅水水稻的种植植模式多样样，而且各各地适宜种种植的水稻稻
27、品种也有有很大差异异，浙江、江江苏、湖南南等省是国国内拥有水水稻品种较较多的省份份，按照水水稻品种的的不同可归归为三类：常规稻、杂杂交稻、超超级稻。在在精密播种种时，受水水稻发芽率率 影响，不不同水稻品品种的秧盘盘育秧播种种量要求也也不一样，其其播量 与成秧率率 的关系系一般为 = ，见表1.3。表1.3 不同水稻稻品种秧盘盘育秧播种种的精度要要求水稻品种常规稻杂交稻超级稻播种量粒粒/穴（或取取秧面积）582421成秧数株株/穴（或取取秧面积）3623121.1.44 所设计计的播土装装置的目的的与意义水稻工厂化化育秧是水水稻机械化化生产过程程中的重要要环节，主主要包括播播床土、播播种、覆表表
28、土、喷水水和压实等等工艺过程程，而播种种作业一直直被认为是是育秧生产产过程中的的关键环节节，多年以以来，人们们对播种作作业进行了了不断地研研究和完善善，播种精精度得到了了不断地提提高。但是是，播床土土和覆表土土作业在育育秧生产中中也很重要要，床土和和表土的厚厚度会影响响秧苗质量量。随着水水稻育秧技技术的不断断提高，不不仅对播种种作业提出出了更高的的要求，对对播床土和和覆表土的的技术要求求也越来越越高，保证证播覆土厚厚度及其均均匀度已成成为保证秧秧苗质量的的重要指标标之一。 在传统的育育苗生产中中，由于稻稻种的需求求量比较大大，播种的的数量较多多，且所用用秧盘的穴穴坑较大，对对播床土和和覆表土的
29、的要求不十十分严格，但但是，如果果播土厚度度不均匀，将将会导致秧秧苗不齐，秧秧苗质量降降低。我国国现有的播播土装置播播土厚度均均匀性不高高，且容易易堵塞而排排土量不稳稳定，不能能满足水稻稻育秧的要要求。 为此，本文文的研究内内容，主要要目的是提提高播土厚厚度均匀度度。 1.2 播播土装置国国内外发展展现状播土装置是是育秧设备备的重要组组成部分，主主要由土箱箱、排土结结构、传动动结构、土土量控制装装置、土壤壤导流结构构等部分构构成，而排排土结构是是播播土装装置的核心心部分，根根据排土结结构的结构构特点可分分为平皮带带式、槽轮轮式（直槽槽轮和螺旋旋槽轮）、大大直径波纹纹滚筒、刮刮板式等排排土结构以
30、以及泥浆铺铺土装置。1.2.11 国外研研究现状国外育秧用用播土装置置通常采用用平皮带式式、平皮带带与槽轮混混合式排土土结构。如如日本久保保田株式会会社生产的的 SR5000A 型育秧秧播种机、韩韩国国际育育秧播种机机，它们播播播土装置置均采用的的是平皮带带式排土结结构，日本本田中瑞树树等人研制制的播种机机的播播土土装置采用用的是平皮皮带和槽轮轮混合式排排土结构，土土箱中的土土壤通过槽槽轮定量排排到平皮带带上，再通通过平皮带带将土壤送送入秧盘中中，通过改改变槽轮的的转速改变变播播土量量，另外还还可以减小小平皮带所所承受的土土壤重力，避避免了平皮皮带过度拉拉长。机架架上有导向向轮，秧盘盘放在导向
31、向轮上，导导向轮转动动，带动秧秧盘平稳地地向前移动动。 国内的播播土装置通通常采用平平皮带式、直直槽轮式排排土结构（图图 1.11），其中中采用平皮皮带式排土土结构较多多。图 1.11 直槽轮横横断面示意意图1.2.22 国内研研究现状黑龙江农垦垦兴隆机械械厂与省农农垦科学院院农业工程程研究所联联合研制的的2BPSS-3000 型水稻育育秧播种机机，哈尔滨滨市农业机机械化研究究所张晋栋栋、杨晓明明等人研制制的 2BDYY-5000型水稻育育秧盘播种种机，赵军军、王智敏敏等人研制制的2BYYLS-3320 型水稻秧秧盘联合播播种机，以以及广东省省科利亚公公司生产的的育秧系统统，它们的的播土装置置
32、都采用的的是平皮带带式排土结结构。平皮皮带式播土土装置的土土箱前挡板板处安装有有土量控制制板，上下下调节控制制板，改变变皮带上土土层的厚度度，进而改改变排土量量，由于土土箱中土壤壤的重力由由皮带承担担，在长时时间作业后后，皮带变变得松弛而而下沉，皮皮带上土层层的厚度与与设计要求求不符，且且皮带速度度加快时，土土壤与皮带带之间会出出现打滑现现象。直槽槽轮式播土土装置在排排土时，改改变槽轮旋旋转速度可可改变排量量，但是当当转速较慢慢时，土壤壤成条状间间断下落，造造成尘土飞飞扬，污染染环境；而而在槽轮转转速较大时时，会出现现架空和堵堵塞现象，严严重影响播播土装置的的排土性能能。 为了减少尘尘土飞扬，
33、不不污染环境境，中国农农业大学庞庞昌乐教授授对气吸式式水稻播种种机泥浆铺铺土装置进进行了研究究，设计了了泥浆铺土土装置，主主要由搅浆浆器、搅浆浆桶、均浆浆桶、泥浆浆泵、播浆浆器、压盘盘机构、括括浆器、压压种机构、秧秧盘输送机机构及机架架等部分组组成。采用用泥浆铺土土装置铺土土，使秧苗苗坨土结实实，能够控控制秧苗串串根，有利利于机械化化抛秧技术术的实施，使使用时无尘尘土飞扬，不不污染环境境。但机构构结构比较较复杂，成成本比较高高，由于给给秧盘铺的的是泥浆，对对生产设备备的维护带带来困难，且且不利于保保持生产现现场的卫生生。 随着育秧技技术的不断断推广和发发展，原有有的播播土土装置已不不能满足生生
34、产的需要要。华南农农业大学邵邵耀坚、李李志伟、邝邝伟儒、邹邹小平研制制的 2BZ-300 型电磁振振动式水稻稻育秧穴盘盘联合播种种机采用了了左右双头头四螺旋槽槽轮作为播播播土装置置的排土结结构，这种种排土结构构克服了土土壤成条状状间断下落落的问题，但但槽轮高速速旋转时，仍仍会产生槽槽轮堵塞的的现象。中中国农业大大学研制的的2ZBZZ-6000 型水稻播播种机（图图 1.22）采用了了大直径波波纹滚筒作作为播土装装置的排土土结构，该该排土结构构能够适应应较大的土土壤湿度范范围和滚筒筒速度范围围，排土均均匀，不易易堵塞。这这种排土结结构排出的的土量少，其其中大部分分是滚筒周周围的土壤壤带动层构构成
35、。通常常土壤的带带动层与土土壤的特性性相关，且且带土层很很薄。因此此，这种排排土结构比比较适用于于土量较少少的育秧生生产。 图图1.2 2ZBBZ-6000 型水稻播播种机综上所述，在在国内外众众多的育秧秧设备当中中，我国对对播种阶段段的播种机机的研究已已达到了比比较先进的的水平，但但是对播土土装置的研研究缺很少少。目前在在育秧生产产过程中，秧秧苗不齐、空空穴等现象象非常严重重，除了播播种精度原原因以外，主主要原因在在于现有的的播土装置置播土厚度度不均匀；缺少对播播土量进行行控制；不不能适应不不同生产率率和不同土土壤厚度的的生产要求求。而排土土结构是否否合理直接接关系到播播土厚度是是否均匀。超
36、超级稻育秧秧需求土量量少，但又又要满足生生产要求，保保证种子的的正常发育育。因此，设设计出排土土量稳定、播播土厚度均均匀的排土土结构是解解决问题的的关键所在在。1.3 研研究内容本文以水稻稻播量精准准育秧技术术为研究对对象，设计计排土稳定定、均匀的的工厂化育育秧播土装装置。1）对在播播土过程中中土箱内的的土壤进行行受力分析析，建立力力学模型，分分析 V形推土土片侧面螺螺旋倾角对对排土性能能的影响；分析排土土量和滚筒筒转速与 V 形推推土片参数数的关系，并并建立数学学模型；2）设计 V 形推土片片大直径滚滚筒播土装装置，并以以CATIIA软件为为平台，建建立 V 形推土片片大直径滚滚筒播土装装置
37、的 3D模型。水稻秧盘育秧精密播种流水线的工作原理2 水稻秧秧盘育秧精精密播种流流水线的工工作原理2.1 总总体结构水稻秧盘育育秧精密播播种机主要要由机架、双双层供盘机机构、限位位机构、播播底土装置置、气力式式双层滚筒筒精密播种种装置、空空穴检测装装置、播表表土装置、秧秧盘限位机机构、淋水水装置、取取秧台、传传动系统、电电气控制系系统及空气气压缩机等等组成，整整机可分为为两段，方方便搬运和和运输，如如图2.11。图2.1 水稻秧盘盘育秧精密密播种流水水线总体结结构示意图图2.2 播播土装置的的整体结构构方案确定定通过对我国国现有的播播土装置结结构进行分分析，在整整体结构上上都包括土土箱、排土土
38、结构、闸闸门、导流流板。而他他们之间相相互区别的的地方就是是排土结构构，结构的的不同，导导致了不同同的工作性性能。所设计的播播土装置包包括机架、链链轮、侧板板、承土箱箱、排土滚滚筒结构、开开口度调节节板、轴、导导流板、挡挡土板。图图2.2给给出了播土土装置的总总体结构方方案示意图图。机架侧板挡土板导流板排土滚筒结构链轮开口调节板承土箱图2.2 播土装置置的总体结结构示意图图2.3 工工作原理如图2.22 ，承土土箱内储存存大量泥土土。开口调调节板起到到控制泥土土播出量。当当播土装置置工作时，随随着排土滚滚筒的滚动动，土块由由承土箱顺顺着滚筒滑滑落下去，落落在导流板板上，由于于重力作用用沿板面下
39、下滑，最终终滑落到秧秧盘内。其其中导流板板可以起到到缓解土壤壤对秧盘的的冲击的作作用，可相相对减小排排土高度，减减少尘土飞飞扬，而且且还可以使使土壤在导导流板上均均匀分散开开来，提高高排土均匀匀性。挡土土板可以有有效地防止止土壤飞溅溅所造成的的污染。- 29 -播土装置的结构设计3 播土装装置的结构构设计3.1 排排土结构的的设计1）排土滚滚筒结构的的确定按照排土结结构的不同同，有平带带式、槽轮轮式、波纹纹滚筒式、刮刮板式，另另外还有泥泥浆铺土装装置。平带带式排土结结构中皮带带与土壤容容易打滑，槽槽轮式容易易堵塞和将将土壤架空空，波纹滚滚筒式由于于波纹槽太太密太窄容容易堵塞，刮刮板式排土土结构
40、对土土壤的适应应能力比较较好，但是是由于刮板板窄而长，在在长时间工工作后，刮刮板会变的的扭曲，会会对排土带带了影响，另另外，该结结构在低转转速的时候候不能连续续排土，有有明显的间间歇排土的的现象。由由于生产环环境的限制制，不宜采采用泥浆播播土。 综合考虑现现有播土装装置的排土土结构的优优点，并针针对它们的的不足之出出，设计了了 V 形推土片片滚筒式排排土结构，该该结构包括括 V 形形推土片、滚滚筒、轴、法法兰盘、端端面。法兰兰盘通过平平键与滚筒筒轴配合，端端面与滚筒筒是焊接在在一起的，端端面与法兰兰盘用螺栓栓固定在一一起。图 3.1 所示为排排土滚筒的的结构示意意图。螺栓滚筒端面法兰盘轴图3.
41、1 排土滚筒筒结构示意意图2）排土滚滚筒的工作作原理对于刮板式式播土结构构的工作原原理如图 3.2所所示。对于于静止装载载在土箱中中的床土，底底层的床土土除了受到到重力作用用外，还受受到上面床床土的正压压力作用，如如果对底层层床土作用用一侧向推推力 F，当推力力 F 大于于底层床土土由于重力力和正压力力作用而产产生的摩擦擦力和土壤壤之间的内内摩擦力时时，底层床床土将产生生剪切破坏坏。刮板刮刮土正是源源于这一原原理，刮板板在播土箱箱的一侧从从底部向床床土作用一一推力 FF（等于剪剪切力 A）剪切床床土，使底底层床土从从一侧向另另一侧运动动，实现床床土从土箱箱排出。根根据 Moohr-CCouLo
42、omb 定定律，床土土产生剪切切破坏时的的最小剪切切力为： F=A1=（c+tann）A11 （33-1）式中：F刮板对土土块的剪切切力（N）； A1刮板板厚度与凹凹槽部分宽宽度的乘积积（mm22）剪应力力(N/mmm2)土箱中中床土的正正应力(NN/mm22)床土的的内摩擦角角()c床土的的粘结力(N/mmm2)刮板图3.2 刮板排土土原理从（3-11）式可知知，造成土土壤剪切破破坏的最小小剪切力由由土壤颗粒粒之间的粘粘结力和土土粒沿着剪剪切面移动动的摩擦力力组成。 根据上述排排土原理，滚滚筒表面上上相邻两个个 V 形推土土片之间的的土块进行行受力分析析，如图 3.3 所示，图图中 OOO为
43、滚筒筒轴线，AAA为与与滚筒轴线线垂直的平平面，f1、f2为 V 形推土土片侧面对对土块的摩摩擦力，NN1、N2为 V 形推土土片侧面对对土壤法向向作用力，F为土壤产生剪切破坏所需的最小剪切力，F为滚筒表面对土壤的摩擦力，另外，滚筒表面给土块的作用力为 N。滚筒表面推土片图3.3 V形推土土片排土图图从图中可以以想象得到到，两个推推土片对土土块的摩擦擦力和支持持力的大小小都是相等等的。因此此有： （33-2）式中：F滚筒表表面对土块块的摩擦力力（N）； A2V 形推土片片侧面的有有效面积（mm2）； N1V 形推土片片侧面对土土块的法向向作用力（NN）； N滚筒表表面给土块块的作用力力（N）；
44、 V 形形推土片侧侧面的螺旋旋倾角（）； F土壤壤产生剪切切破坏所需需的最小剪剪切力（NN）土壤与与金属之间间的摩擦系系数，且 =taan, 是是土块与金金属之间的的摩擦角。在在滚筒旋转转的方向上上，当FFY0 时，土土壤就会被被推土片推推出土箱，完完成秧盘播播土工作。3）排土滚滚筒各参数数的确定 （1）滚滚筒直径 D 和长长度 W 的确定 滚筒直径的的确定是排排土结构设设计的关键键所在，滚滚筒直径太太小，则在在滚筒给秧秧盘播土时时，滚筒转转速很大，会会对滚筒的的排土性能能不利；如如果直径太太大，整个个装置占用用空间较大大，而且排排土高度增增高，土壤壤落入秧盘盘时，土壤壤与秧盘会会有撞击，引引
45、起尘土飞飞扬，给工工作环境造造成污染。根根据我国现现有播土装装置的结构构特点和设设计经验，确确定滚筒直直径 D=2000mm。滚滚筒的长度度与育秧用用秧盘尺寸寸应该相配配套。设于于箱体内的的橡胶弹性性板的前部部贴附在勺勺式外槽轮轮的左右两两侧和后方方，其前方方开口(图图 3.44)，宽度度与秧盘播播宽B秧 相等，控控制着外槽槽轮的充种种区域，同同时与外槽槽轮接触，使使其随外槽槽轮转动而而产生振动动，促进外外槽轮充种种。该板结结构简单、调调换方便，可可满足不同同宽度规格格的秧盘供供种，本课课题所使用用秧盘型号号及其播宽宽B秧 见表3.1 。 图3.4 橡胶弹性性板平面示示意图表3.1 秧盘型号号
46、与播宽BB秧对照表名称钵体盘钵体毯状盘盘毯状盘秧盘总穴数数规格尺寸比比播宽B秧 mm25155 225122600:3350 600:300345 300026166 36616585:3356 6000:3000352 288040166 3618 330200600:3300280（2）VV 形推土土片在滚筒筒表面上的的分布 图 3.55 所示为为 V 形推土片片在滚筒表表面分布情情况的平面面展开图及及局部放大大图。从图图 3.55（a）中中可以看出出，V 形推土片片是按照“品品”字形分分布于滚筒筒表面上。在在滚筒圆周周上分布 16 排排的推土片片，每一排排有 8 个推土片片，这样每每一排上的的相邻两个个推土片之之间的中心心距离为 45mmm，排与排排之间的弧弧长约为 39.22mm，即即图 3.5（b）中中 B=39.2mm，L=45mm。