田家治

摘要：针对现有水稻种绳捻制机存在的问题进行改进，设计一种新型的种绳捻制机。介绍整机结构设计、工作原理及技术参数，阐述其主要工作部件的设计思路。该种绳捻制机结构合理、性能良好，是生产高质量水稻种绳的理想机具。

关键词：农业机械；水稻；种绳捻制机；设计

中图分类号：S223.1 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2015）04-0043-02

水稻种绳直播技术是近年来提出的一种新的水稻种植方法。种绳捻制机是水稻种绳直播技术的配套机具之一，是制作种绳的关键设备，其作业性能直接决定生产出来的种绳的质量，从而影响直播作业效果。参考国内外现有水稻种绳捻制机，进行改进，设计出一种新型的种绳捻制机。

1 水稻种绳捻制机的总体设计

1.1 整机结构

水稻种绳捻制机主要由涂胶机构、排种机构、种绳捻制机构、凸轮导向机构和卷绳机构五部分组成，其整体结构如图1所示。

1.2 工作原理及过程

无纺布纸带盘1固定在支架上，无纺布通过在电机带动下对辊2的相对转动传送到涂胶机构，电机5带动涂胶机构的上涂胶辊4将胶箱3里面的粘结剂均匀地涂在无纺布上。种箱7、肥料箱8内的种子和肥料在电机6和电机9的带动下，通过外槽轮式窝眼排种排肥器排出，经过导种管37和导肥管36以一定的穴距和每穴粒数均匀地落在排种机构下端的同步带34上，带轮38在电机39的带动下转动，使同步带保持与种绳前进速度相同的速度前进，下落后的种子由于挡板35的作用在同步带上运动一段距离再以与无纺布前进速度相同的速度下落到在V型导槽33上前进的V型无纺布上，从而实现零速投种。为防止无纺布在种子和肥料落下之前加捻，设置了夹紧孔10，保证无纺布在通过夹紧孔10之后加捻。加捻后的种绳通过张力传感器32实时监测加捻过程中种绳的张力变化情况，当发现张力过大会造成种绳断裂时，及时停止运行，进行调试。捻绳机构由电机15驱动带轮14转动，带轮14通过皮带传动使带轮13转动，带轮13通过皮带传动使带轮30转动，带轮30带动带轮31转动，带轮31通过皮带传动使带轮12转动，旋转主轴11在几个带轮的带动下高速旋转，旋转框架27安装在旋转主轴的末端，与旋转主轴一起高速旋转，从而实现对无纺布的加捻。加捻后的无纺布由末端穿出，通过导向轮26缠绕在张紧轮25上，张紧轮25安装在行星齿轮28上，行星齿轮28由轴29带动。加捻后的种绳经过导向轮16和导向轮17缠绕在种绳盘19上。凸轮导向机构23在电机24的带动下旋转，从而带动移动支架20左右匀速往复运动，种绳盘19安装在移动支架上，随着移动支架左右往复运动，保证种绳均匀往复地缠绕在种绳盘上。电机22带动种绳盘转动，角位移传感器18安装在种绳盘内径上，随着种绳的缠绕，种绳盘的直径增加，角位移变化，当种绳盘直径到达最大极限，发出指令，停机；同时拉住刹车装置21，使种绳盘停止转动，防止种绳盘因为惯性旋转造成种绳断裂。如此，种绳捻制机完成种绳盘的制作。

2 主要技术参数

播种量：50 kg/hm2 （按千粒质量为25 g计算）；穴距：30 mm；每穴粒数：1～2粒；生产率：800～1 000 m/h；造价：1 000元左右；操作人员：1人；动力：5 kW左右；工作环境：在工厂内完成工作，既不受外界环境干扰、又不受季节时间限制。

3 主要工作部件的设计

3.1 捻绳机构

3.1.1 电机的选择 捻绳机构的动力来源于电机15，电机15采用三相异步电动机Y90S-4，其参数为：额定功率1.1 kW，电压380 V，频率50 Hz，电流2.7 A，额定转速1 800 r/min。

3.1.2 带轮的设计 根据捻绳机构的工作原理，设计带传动带动旋转主轴旋转。这样能缓和载荷冲击，过载时可引起带在带轮上打滑以防止其他零件的损坏，还能够增加带长以适应中心距较大的工作条件。

3.1.3 旋转主轴的设计 旋转主轴在皮带轮的带动下使种绳加捻，并带动旋转框架转动，使种绳缠绕在种绳盘上。旋转主轴既承受弯矩又承受转矩，设计时需要考虑其在工作过程中对强度和刚度及振动稳定性的要求，以达到合理的结构和良好的工艺性。

3.1.4 张紧轮的设计 在旋转框架上设计安装了张紧轮，以保证种绳的进一步加捻，防止捻制不充分造成漏种等现象。同时，通过张紧轮的转动，可以减少张紧轮摩擦力的作用，不影响种绳的前进速度，防止种绳拉断，保证种绳能够均匀地缠绕在种绳盘上，提高种绳捻制质量。

3.2 凸轮导向机构

高质量种绳盘的制备需要解决均匀缠绕种绳的问题。为此，设置了凸轮导向机构。凸轮机构简单紧凑，只要选择合适的凸轮轮廓曲线，就可以获得预期的运动规律。

3.3 卷绳机构

为了有效控制种绳盘的转速，在种绳盘转轴的一端设置了刹车机构。通过和种绳盘连接的摩擦轮与刹车装置的底盘之间的摩擦作用控制转速，实现刹车。

4 结语

本文设计一种新型水稻种绳捻制机：其排种机构采用同步带传动，可实现种子下落到无纺布上时与无纺布的相对速度为零，使得实际落点与理论落点的落差最小，降低了穴距变异系数；其捻制机构采用连续的皮带传动带动旋转主轴旋转，在实现旋转机构运动稳定的同时保证了无纺布的充分加捻；在捻制机构及种绳盘处分别增加了张力传感器及角位移传感器装置，在人力操作的同时实现电脑监控。该捻制机结构设计合理，操作简单，工作性能稳定，为制造高质量的种绳奠定了坚实的基础。

参考文献

[1] 包春江，王瑞丽.日本水稻机械直播技术综述[J].农业科技与装备，2007（6）：23-25.

[2] 陈国伟.中国水稻栽植机械的发展[J].农机化研究，2006（9）：55-56.

[3] 陈温福.北方水稻生产技术问答[M].北京：中国农业出版社，2004.

Abstract： To solve the existing problems of rice seed rope twisting machine， a new type of seed rope twisting machine is designed. In the article， it introduces the structure design of the whole machine， operation theory and technique parameters， and expounds the design thought of main working parts. The machine's structure is logical， its performance is good； it is ideal machinery for producing high quality rice seed rope.

Key words： agricultural machinery； rice； seed rope twisting machine； design