手扶六行機動插秧機的設計1第一章引言水稻是我國三大糧食作物之一，終止面積約占我國糧食作物總面積的三分之一，因此，水稻在我國國民經濟中占有著極其重要的地位。然而，水稻種植機械化問題越發成為農業生產機械化的瓶頸，成為制約我國農業機械化發展的主要障礙，第十個五年計劃，水稻機械化問題將成為我國農業生產需要解決的重中之重的問題。目前機械化種植工藝主要有拋秧、擺秧、旱直播、插秧四種，而前三種均在試驗階段，至今不算成熟，有些還有地域局限性，在機械化插秧工藝中也唯有插秧中、小苗工藝屬于成熟工藝。現在，中、小苗插秧工藝及其設備均得到政府的大力推廣，所以，發展機動插秧機遇到了前所未有的大好機遇。目前國內同類型的機型不多，國產插秧機以吉林某插秧機廠生產的2ZT935型乘騎式插秧機為代表，進口的以日本洋馬，韓國東洋系列為代表。通過比較可知目前國內生產的插秧機主要存在以下缺陷：1）整機故障率高，在試用期間基本上幾天就要發生一次故障；2）前面一輪驅動的三輪式插秧機，附著重量不夠，操作性能不好，而且整體結構顯得不夠緊湊，造型也顯粗糙和缺乏整體感；3）仿形機構不太靈活，導致插秧深度一致性差，容易產生浮秧現象。國外插秧機性能大大優于國產插秧機，基本上不存在上述問題。在調查使用者談到機插苗剛剛插好時，看上去好象太稀和，基本苗不夠，但機插苗發得快，分多，插好后一個月就可看出苗長勢好于手插苗；此外，機插苗行距大，通風透氣性好，抗病力強，秸桿相對粗壯，抗倒伏能力強得多。結合調查研究并在張瑞宏老師的指導下，我們設計出適合我國國情的一款新型插秧機。該機的主要特點是：在手扶步行式插秧機上實現六行插秧，利用同樣的生產成本可以比現有手扶機型插秧效率增加30%；行距由30cm降為22cm，保證單位面積基本苗，更加符合中國國情和土地肥力情況，也更加符合中國農民的習慣；用美國發動機，大大降低了插秧機的故障率；重量輕，這樣不但操縱輕快且成本大大降低。手扶六行機動插秧機的設計2第二章目前國內插秧設備和技術現狀2.1研發的意義和目的水稻是我國三大糧食作物之一，種植面積約占我國糧食作物總面積的三分之一，總產量卻近全國糧食總產量的60%，因此，水稻在我國國民經濟中有著極其重要的地位。然而，水稻種植機械化問題一直為國人所困惑，特別是近幾年來，在各級政府的大力扶持之下收獲機械得到了迅猛的發展，水稻種植機械化問題越發成為農業生產機械化的瓶頸（到目前為止，我國水稻機械化種植面積約6%，我省約7%），成為制約我國農業現代化發展的主要障礙。第十個五年計劃水稻機械化問題將成為我國及我省農業生產需要解決的重中之重的問題。目前機械化種植工藝主要有拋秧、擺秧、旱直播、插秧四種，而前三種均在實驗示范階段，至今尚不算成熟，有些還有地域局限性，在機械化插秧工藝中也唯有秧盤中、小苗插秧工藝屬于成熟工藝。日本、韓國在70年代末就實現水稻種植機械化達到90%以上，他們均采用秧盤中、小苗插秧工藝。我省在80年引進了日本成套中、小苗育秧、插秧設備，并在無錫東亭作了試點，但是由于當時農民財力的限制和成套育秧設備昂貴等問題未能得到推廣。現在，中、小苗插秧工藝及其設備的大量推廣遇到了前所未有的大好機遇：第一，由于前幾年收獲機械的發展，農村已經形成了農機專業戶群體，這一群體的形成對我國農業機械發展起著至關重要的作用，它使我國實現了由集體經濟、國有經濟投資農業機械化向市場化的個體經濟投資農業機械化的轉變；第二，農業機械作業已經形成穩定的健康的，經濟上良性循環的服務體系和產業體系；第三，于育秧技術的發展，目前已不需要昂貴的溫室育秧設備，大大減少了秧盤中、小苗插秧的機械投資；第四，由于從耕作、播種到收獲的農業生產機械化都已經實現，手工插秧面朝黃土背朝天的格局與耕作、播種、收獲的機械化作業格局明顯地顯得不協調，越來越讓國人覺得手工插秧是農業現代化的瓶頸。手扶六行機動插秧機的設計32.2國內外開發的現狀、水平和發展趨勢目前能適合中、小苗秧盤育秧帶上土栽秧工藝的插秧機以吉林某插秧機廠生產的2ZT-935型乘騎式為代表，進口的以日本洋馬、韓國東洋系列為代表。據調查，吉林插秧機存在如下缺陷：整機故障率較高，在試用期間基本上二三天就要發生一次故障。吉林插秧機為三輪式，前面一輪為驅動輪，附著重量不夠，操縱性能不好，而且整體結構顯得不夠緊湊，造型也顯粗糙和缺乏整體感。仿形機構不太靈活，導致插秧深度一致性差，容易產生浮秧現象。東洋、洋馬系列插秧機有如下特點：在99年、2000年二季度的插秧示范過程中，歷時工作近30天，無論哪種機型均未出現過任何機械故障。發動機易于發動，由于二輪驅動，整體操縱性好。由于液壓仿形、液壓自動控制栽秧深度，栽秧深度一直性好。此外，在調查中使用者還談到：機插苗剛剛插好時，看上去好象太稀和基本苗不夠，但機插苗發棵快，分蘗多，插后一個多月就可看出機插苗的長勢好于手插苗；此外，機插苗行距較大，通風透氣性好，抗病力強（紋枯病幾乎沒有），秸稈相對粗壯、抗倒伏能力強得多。解決上述問題的配套技術關鍵為育苗技術及設備。近幾年，農藝專家在育苗技術方面作了大量的探索，江蘇省農機局在江寧等地搞了育秧試驗示范，對多種不同的良秧進行了對比試驗，育秧技術取得了突破，現已成功地研究出一套成本低廉、一次性投資少的雙模保護地育秧技術，實現了低成本培育秧苗。實施該技術的設備有培養土攪拌機、少量硬盤（硬模）、大量軟模（軟模）和保護地薄膜組成。先由營養土攪拌機將土、肥、殺菌劑等按一定比例攪拌而成，將軟盤放在硬盤上，均勻地將土撒到軟盤里，再將種子播到土里。將硬盤連同軟盤一起移到保護地，抽去硬盤，軟盤便連同土壤整齊地排放在保護地里，秧苗生長2周后，便形成符合插秧機插秧要求的地毯式秧苗。這種工藝的好處就是一次性育秧投資很低，硬盤雖貴（一般8元/只），但用量很少，軟盤用量雖大但價格很低（一般0.3元/只左右），而且還可以重復使用，這種工藝比起以往工廠育苗硬盤周轉的工藝來說，一次性投資大大下降，育秧成本大大降低（周轉盤投資下降為原來的1/20），這樣農民投得起，用得起。手扶六行機動插秧機的設計42.3研究內容、關鍵技術、目標、技術特征及創新之處2.3.1研究內容及開發關鍵以目前國內外最先進手扶機動插秧機為參照系，結合我國農村實際水稻種植狀況進行設計、同時制造樣機、性能實驗、耐久性考核、小部修改直至通過省級鑒定和批量投放市場，做到除發動機以外的所有零部件國產化。其技術關鍵為能自動調節驅動輪陷深以保證秧苗栽插深度一致的液壓系統；秧箱橫向進給機構和曲柄連桿機構工作的精確性和耐久性。2.3.2主要經濟技術指標a、生產率：0.15-0.30hm/hb、插秧深度：0.34-0.74m/sc、行駛速度：1.44m/sd、行數：6行e、行距：220mm（固定）f、株距：11.7-13-14.6cmg、整機重量：175kgh、配套動力：2.5kwi、育秧方式：秧盤或雙模j、燃油消耗率：1kg/hk、機油消耗率：15.42g/hl、漏油率：5%m、傷秧率：4%n、相對均勻合格率：85%手扶六行機動插秧機的設計52.3.3技術特征（1）控制插秧深度采用先進的液壓自動仿形機構：現有國產插秧機采用簡單的滑撬式整體浮板仿形機構，整個機器的重量有浮板支撐沒，這使得浮板面積很大和陷入泥漿深度較大，機組前進是造成很大的泥浪，使已經插好的秧苗沖壞，栽插深度的控制也難以保證。我們開發設計的機型采用分置式浮板自動仿形機構，整體重量有地輪直接承受，浮板也分成三塊，浮板直接飄在泥漿表面，浮板上不承受機體重量，不會產生行走的泥浪，浮板直接飄在泥漿表面，仿形性能極好、浮板與液壓閥、及時反饋泥漿表面的高低信息、及時通過液壓缸自動調整插秧深度。這樣可以保證插秧深度一致，同時和已插好的秧不受下一行泥浪的干擾。（2）整機機構緊湊、控制桿件諧和、外觀設計精致：現有國產插秧同結構外觀上以樸素的實用主義設計目標，尚未經過設計優化，審美學意義上的立體造型優化，機組結構散亂，談不上審美意義上的造型，我們引進設計的機型充分考慮了結構上的合理和空間位置的緊湊，整個機組外觀形狀看上去就像一件工藝品，非常精致。此外，整個操縱控制手柄和控制連動桿件均采用國際先進的軟軸結構，既減少了不必要的桿件布置上的麻煩，又大大提高了可靠性系數。（3）套世界一流水平的發動機，確保整機工作可靠性：現有國產插秧機故障較高，三天兩頭出故障，往往造成停工待誤工誤時，使用者怨聲載道，而這些故障90%出在發動機上，發動機點火系統的可靠性、化油器的質量都直接影響發動機的故障率。我們引進設計的機型，將發動機的造型放在第一重要位置，經過網上查詢、調研等多種手段最后確定選用世界一流品牌的美國B&S公司生產的四沖程3.5馬力發動機，這一發動機的選型將會使我們設計機型的故障率比同類機型大大降低。手扶六行機動插秧機的設計6第三章總體設計3.1工作條件及工作過程3.1.1工作條件a)秧苗條件：秧塊：長/寬/厚58/21.5/2cm苗高：最佳高度為1215cm，適應高度為1020cm；秧齡：最佳秧齡為1821天，適應秧齡為1522天；密度：每平方厘米成苗23株。b)整地條件：耕深：1218cm；水深：0.52.0cm；整地次數：12次。c)育秧方式：軟盤育秧或雙膜育秧。3.1.2工作過程工作時發動機分別將動力傳遞給曲柄連桿式插秧機構和送秧機構，在兩機構的配合下，插秧機構的秧針插入秧塊抓取秧苗，將其取出下移，當移到設定的插秧深度時，由插秧機構中的插植臂將秧苗從秧針上壓下，完成一個插秧過程。同時，通過浮板和液壓系統，控制行走輪與機梁的相對位置和浮板與插針的相對位置，從而，能在秧田不平時使得插秧深度基本一致。插秧時，要在池田埂周圍留有4-8行寬的余地，行走路線圖如下手扶六行機動插秧機的設計73.2機型的確定水稻是我國三大水稻是我國三大糧食作物之一，種植面積約為我國糧食作物總面積的三分之一，因此，水稻在我國國民經濟中有著極其重要的地位。然而，水稻種植機械化越發成為農業生產機械化的瓶頸，成為制約我國農業現代化發展的主要障礙，第十個五年計劃，水稻機械化問題將成為我國及我省農業生產需要解決的重中之重的問題。機械化種植工藝主要有拋秧、擺秧、旱直播、插秧四種，而前三種均在試驗示范階段，至今不算成熟，有些還有地域局限性，在機械化插秧工藝中也唯有秧盤中、小苗插