【正文】 利用土壤與鋼的摩擦角和拋物運(yùn)動(dòng)規(guī)律，確定了導(dǎo)流板的傾斜角和尺寸參數(shù)。 V 型推土片大直徑滾筒模型 軸 承土箱 播土裝置總裝圖利用CATIA，將所有的零件和部件用合理的連接方式連接在一起，就構(gòu)成了本文所設(shè)計(jì)的總裝模型。對(duì)于缽盤(pán)來(lái)說(shuō)，鋼刷可以將盤(pán)緣上的土壤刷落到缽體之中；對(duì)于平盤(pán)來(lái)說(shuō)，可以將盤(pán)中的土壤撫平整。因此，要使土壤能夠很通暢的通過(guò)導(dǎo)流板到達(dá)秧盤(pán)，則導(dǎo)流板與水平面的夾角 γ 應(yīng)大于土壤與鋼的摩擦角，即 γ35186。v導(dǎo)流板毛刷滾筒秧盤(pán) 導(dǎo)流板示意圖導(dǎo)流板的最左端與滾筒的最右邊對(duì)齊，其它部分尺寸如圖 中所示，A點(diǎn)為土箱排土口位置。（mm3）：Q 39。根據(jù)工藝要求，設(shè)每次排土所需土壤體積與穴坑總體積之比為 λ，則 0λ1。 可知，土箱中土壤重力主要由滾筒和土箱的前后擋板承擔(dān)，如果排土口開(kāi)口過(guò)大，土壤還是會(huì)從排土口處自由落下，因此排土口開(kāi)口不宜過(guò)大。 由表 3—2 可知，松散的砂壤土與剛的摩擦角最小，摩擦角為 16186。180。E180。、A180。42176。圖 f 隨著土壤濕度增加而變化的情況。α 越小，土壤越容易滯留，最后造成土壤堵塞；減小推土片螺旋傾角，當(dāng) 90186。圖 為推土片示意圖。該板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)換方便，可滿足不同寬度規(guī)格的秧盤(pán)供種，本課題所使用秧盤(pán)型號(hào)及其播寬B秧 。—土壤與金屬之間的摩擦系數(shù)，且 181。根據(jù) MohrCouLomb 定律，床土產(chǎn)生剪切破壞時(shí)的最小剪切力為： F=τA1=（c+σtanρ）A1 （31）式中：F—刮板對(duì)土塊的剪切力（N）； A1—刮板厚度與凹槽部分寬度的乘積（mm2）τ—剪應(yīng)力(N/mm2)σ—土箱中床土的正應(yīng)力(N/mm2)ρ—床土的內(nèi)摩擦角(176。平帶式排土結(jié)構(gòu)中皮帶與土壤容易打滑，槽輪式容易堵塞和將土壤架空，波紋滾筒式由于波紋槽太密太窄容易堵塞，刮板式排土結(jié)構(gòu)對(duì)土壤的適應(yīng)能力比較好，但是由于刮板窄而長(zhǎng)，在長(zhǎng)時(shí)間工作后，刮板會(huì)變的扭曲，會(huì)對(duì)排土帶了影響，另外，該結(jié)構(gòu)在低轉(zhuǎn)速的時(shí)候不能連續(xù)排土，有明顯的間歇排土的現(xiàn)象。而他們之間相互區(qū)別的地方就是排土結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的不同，導(dǎo)致了不同的工作性能。目前在育秧生產(chǎn)過(guò)程中，秧苗不齊、空穴等現(xiàn)象非常嚴(yán)重，除了播種精度原因以外，主要原因在于現(xiàn)有的播土裝置播土厚度不均勻；缺少對(duì)播土量進(jìn)行控制；不能適應(yīng)不同生產(chǎn)率和不同土壤厚度的生產(chǎn)要求。但機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本比較高，由于給秧盤(pán)鋪的是泥漿，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的維護(hù)帶來(lái)困難，且不利于保持生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的衛(wèi)生。如日本久保田株式會(huì)社生產(chǎn)的 SR500A 型育秧播種機(jī)、韓國(guó)國(guó)際育秧播種機(jī)，它們播播土裝置均采用的是平皮帶式排土結(jié)構(gòu)，日本田中瑞樹(shù)等人研制的播種機(jī)的播播土裝置采用的是平皮帶和槽輪混合式排土結(jié)構(gòu)，土箱中的土壤通過(guò)槽輪定量排到平皮帶上，再通過(guò)平皮帶將土壤送入秧盤(pán)中，通過(guò)改變槽輪的轉(zhuǎn)速改變播播土量，另外還可以減小平皮帶所承受的土壤重力，避免了平皮帶過(guò)度拉長(zhǎng)。1成秧數(shù)ρ株/穴（或取秧面積）3～62～31～2 所設(shè)計(jì)的播土裝置的目的與意義水稻工廠化育秧是水稻機(jī)械化生產(chǎn)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，主要包括播床土、播種、覆表土、噴水和壓實(shí)等工藝過(guò)程，而播種作業(yè)一直被認(rèn)為是育秧生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，多年以來(lái)，人們對(duì)播種作業(yè)進(jìn)行了不斷地研究和完善，播種精度得到了不斷地提高。韓國(guó)起步較晚，但機(jī)械化發(fā)展迅速，已有趕超日本的趨勢(shì)，1996年機(jī)插面積達(dá)種植面積的97%，泰國(guó)也已基本實(shí)現(xiàn)插秧機(jī)械化。發(fā)展水稻生產(chǎn)機(jī)械化，改善農(nóng)民生產(chǎn)條件，提高農(nóng)民生活質(zhì)量，促進(jìn)農(nóng)村勞動(dòng)力向二、三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，是加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程，促進(jìn)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展，推動(dòng)水稻主產(chǎn)區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的必然要求。 水稻是我國(guó)種植面積最大、單產(chǎn)量高、總產(chǎn)最多的糧食作物，水稻生產(chǎn)在我國(guó)糧食生產(chǎn)中占有極其重要的地位。本文的研究結(jié)論如下： 1）系統(tǒng)地介紹了我國(guó)現(xiàn)有播、覆土裝置的研究現(xiàn)狀，詳細(xì)的分析了它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和不足，在此基礎(chǔ)之上，研制出一種排土穩(wěn)定均勻的播土裝置，選取 V 形推土片大直徑滾筒作為排土部分的關(guān)鍵部件。 2）確定了 V 形推土片大直徑滾筒播土裝置的滾筒結(jié)構(gòu)參數(shù)、V 形推土片的結(jié)構(gòu)參數(shù)和分布情況。加快發(fā)展水稻生產(chǎn)的機(jī)械化，減輕水稻生產(chǎn)的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低生產(chǎn)成本，增加產(chǎn)量和收益，是提高水稻綜合生產(chǎn)能力，保障我國(guó)糧食安全的一項(xiàng)戰(zhàn)略措施，對(duì)推動(dòng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)具有重要意義。近年來(lái)，我國(guó)水稻生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展很快，到 2007 年水稻總體水平約為 %左右，總體趨勢(shì)是南方比北方低，農(nóng)村比農(nóng)墾低，黑龍江墾區(qū)水稻綜合機(jī)械化水平達(dá) 84%。 在種植模式上雖然國(guó)外經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家均實(shí)現(xiàn)了單一的機(jī)械化模式，如美國(guó)、澳大利亞、意大利實(shí)現(xiàn)了直播機(jī)械化，日本、韓國(guó)選擇了以機(jī)械插秧為主的移栽機(jī)械化；而我國(guó)則由于稻作區(qū)域及其相應(yīng)的種植制度差異，沒(méi)有統(tǒng)一種植模式，種植模式處于多樣化。但是，播床土和覆表土作業(yè)在育秧生產(chǎn)中也很重要，床土和表土的厚度會(huì)影響秧苗質(zhì)量。機(jī)架上有導(dǎo)向輪，秧盤(pán)放在導(dǎo)向輪上，導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)秧盤(pán)平穩(wěn)地向前移動(dòng)。 隨著育秧技術(shù)的不斷推廣和發(fā)展，原有的播播土裝置已不能滿足生產(chǎn)的需要。而排土結(jié)構(gòu)是否合理直接關(guān)系到播土厚度是否均勻。所設(shè)計(jì)的播土裝置包括機(jī)架、鏈輪、側(cè)板、承土箱、排土滾筒結(jié)構(gòu)、開(kāi)口度調(diào)節(jié)板、軸、導(dǎo)流板、擋土板。由于生產(chǎn)環(huán)境的限制，不宜采用泥漿播土。)c—床土的粘結(jié)力(N/mm2)刮板 刮板排土原理從（31）式可知，造成土壤剪切破壞的最小剪切力由土壤顆粒之間的粘結(jié)力和土粒沿著剪切面移動(dòng)的摩擦力組成。=tanφ, φ 是土塊與金屬之間的摩擦角。 橡膠彈性板平面示意圖 秧盤(pán)型號(hào)與播寬B秧對(duì)照表名稱缽體盤(pán)缽體毯狀盤(pán)毯狀盤(pán)秧盤(pán)總穴數(shù)規(guī)格尺寸比播寬B秧 mm2515 2512600:350 600:300345 3002616 3616585:356 600:300352 2804016 3618 3020600:300280（2）．V 形推土片在滾筒表面上的分布 圖 所示為 V 形推土片在滾筒表面分布情況的平面展開(kāi)圖及局部放大圖。 圖中的 OO180。αφ 時(shí)，土壤與推土片側(cè)面之間就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，部分土壤向推土片前進(jìn)方向的反方向移動(dòng)，在 V 型推土片附近就不會(huì)有土壤被滯留。表32 土壤與鋼的摩擦系數(shù)與摩擦角的計(jì)算值土壤類型摩擦系數(shù)f摩擦角Φ砂土及砂壤土（松散的）16176。 土壤與鋼的摩擦系數(shù)f隨土壤濕度增加而變化的情況根據(jù) V 形推土片的排土原理，當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)后，推土片所掃過(guò)區(qū)域內(nèi)的土壤將被排出土箱，圖 表示了三種推土片的作用區(qū)域示意圖，圖中 B2180。180。180。即最左側(cè)推土片作用區(qū)域最小，最右側(cè)推土片作用區(qū)域最大，而推土片作用區(qū)域?qū)挾扰c推土片幅寬相等。~20186。在此取排土口的最大開(kāi)口為 5mm。播床土?xí)r，1/2≦λ≦2/3；播表土?xí)r，1/3λ1/2。39。假設(shè)土壤從土箱排土口排出后，就離開(kāi)了滾筒表面做拋體運(yùn)動(dòng)，設(shè)在 A 點(diǎn)的速度為 v土，在水平方向和豎直方向的分速度分別為 vx和 vy。當(dāng) γ=40186。 圖 中的 B 點(diǎn)是導(dǎo)流板表面的延長(zhǎng)線與秧盤(pán)上表面的交點(diǎn)，經(jīng)計(jì)算，B 點(diǎn)到導(dǎo)流板最下端的水平距離為 ，因此擋土板的位置應(yīng)該在 B 點(diǎn)的后方，且 K，取 30mm。 3D 圖。并設(shè)計(jì)了擋土板，可以有效地防止了土壤落在導(dǎo)流板和秧盤(pán)中時(shí)四處飛濺。2）確定了排土滾筒的排土量和轉(zhuǎn)速與 V 形推土片寬度、生產(chǎn)率、播土厚度之間的數(shù)學(xué)模型。以下圖44444和45為播土裝置的關(guān)鍵部件。因此，設(shè)計(jì)了擋土板，并在擋土板的下方安裝鋼刷，如圖 所示。~35186。結(jié)構(gòu)示意圖如圖 所示。39。根據(jù)穴盤(pán)育秧要求，每個(gè)穴坑中床土體積占穴坑總體積的 1/2~2/3。在某一生產(chǎn)率條件，秧盤(pán)中的土壤厚度如不能達(dá)到生產(chǎn)要求，可以通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)口大小，增大排土滾筒的排土量。排土口的位置不能太低，否則土壤會(huì)自由落下。B180。180。E180。重型砂壤土及粘土22176。表 3—2 給出了土壤與鋼之間的摩擦系數(shù) f 與摩擦角 φ。αφ 時(shí)，與推土片側(cè)面接觸的土壤不能自由滑動(dòng)，會(huì)在推土片附近形成滯留區(qū)，90186。在本文中，推土片厚度 M=3mm。設(shè)于箱體內(nèi)的橡膠彈性板的前部貼附在勺式外槽輪的左右兩側(cè)和后方，其前方開(kāi)口(圖 )，寬度與秧盤(pán)播寬B秧 相等，控制著外槽輪的充種區(qū)域，同時(shí)與外槽輪接觸，使其隨外槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)，促進(jìn)外槽輪充種。）； Fτ—土壤產(chǎn)生剪切破壞所需的最小剪切力（N）181。刮板刮土正是源于這一原理，刮板在播土箱的一側(cè)從底部向床土作用一推力 F（等于剪切力 τA）剪切床土，使底層床土從一側(cè)向另一側(cè)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)床土從土箱排出。3 播土裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 排土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)1）排土滾筒結(jié)構(gòu)的確定按照排土結(jié)構(gòu)的不同，有平帶式、槽輪式、波紋滾筒式、刮板式，另外還有泥漿鋪土