1QLFM-2型甘薯起壟覆膜機的研制

北京市大興區農業機械研究所 102602 王山松

1QLFM-2型甘薯起壟覆膜機的研制

北京市大興區農業機械研究所 102602 王山松

甘薯種植一般要經過整地～施肥～撒藥～起壟～覆膜～插秧這幾道工序，我們經過反復實驗論證，成功研制了1Q LFM—2型甘薯起壟覆膜機。1QLFM—2型甘薯起壟覆膜機可一次性完成碎土、滅茬、施肥、起壟、鎮壓、打藥、覆膜等作業，而且壟距可調，起壟覆膜效果理想。1QLFM—2型甘薯起壟覆膜機的研制成功對于減輕農民勞動強度，提高生產效率，實現甘薯機械化有著重要意義。本文詳盡闡述了1QLFM—2型甘薯起壟覆膜機的研究設計。

甘薯；機械化；起壟；覆膜

0 引言

隨著人們對甘薯營養價值了解的不斷深入，對甘薯產品需求日益擴大，甘薯種植面積迅速增加。2007年大興區甘薯種植面積達到4.5萬畝，已經發展成為具有大興區特色的主導產業。但同時，甘薯種植從施肥、起壟、鋪膜、到插秧、收獲，勞動強度較大，薯農們對甘薯機械需求迫切。甘薯生產過程中，起壟與覆膜是勞動強度最大，基礎性最強的工序。傳統的生產中，應用人工或簡單的鏵式犁耕翻式的起壟，然后人工覆膜的作業，其質量還難以滿足過到甘薯良好生長對環境要求的條件及現代標準化的要求。根據甘薯生長發育規律，應用現代科技文明成果，從農業的根本出路在于機械化上，解決生產發展的需求也是京郊甘薯生產發展的根本出路。大興區農機研究所在1QL－2型甘薯起壟機的基礎上于2008年三月研制成功了1QLFM-2型甘薯起壟覆膜機。試驗示范結果表明，集甘薯起壟覆膜及整地、施肥、打藥于一體的1QLFM-2型甘薯起壟覆膜機，作業結果完全符合農藝標準化栽培要求。與傳統的作業相比，在減輕勞動強度、降低生產成本及提高作業質量上達到極其顯著的效果，為促進大興區甘薯機械化和都市型現代化農業的發展，加快新農村建設起到了推動作用。

1 國內甘薯起壟、覆膜機械的現狀

目前國內用于甘薯起壟的機械大致有兩種：一種是使用對翻起壟犁，其缺點是起出的壟形不理想，嚴重影響下道鋪膜工序的進行；另一種為旋耕機后附加一套較復雜的起壟裝備，其不足之處是功率消耗大，對配套動力要求很高。起壟覆膜一次完成作業的甘薯機械在國內市場還幾乎沒有，薯農還是用傳統的人工覆膜的方式來完成甘薯的覆膜工序。

2 1QLFM-2型甘薯起壟覆膜機的設計

2.1 設計原則

甘薯起壟覆膜機的設計原則:

（1）需要成功地克服目前市場上兩種甘薯起壟機型的缺點，且起壟覆膜同時完成。

（2）盡可能減少牽引主機進地次數，以實現資源的節省。

（3）可根據不同的農藝要求實現壟距可調，而且能滿足甘薯標準化種植的要求。

（4）調整簡單、操作方便、高效率。

（5）成本低，要經濟實用、耐用。

遵循以上五條原則在起壟部分的設計中選用在我區農村成熟的、廣泛使用的1GQN－180型旋耕機的基礎上，通過改變懸耕刀不同排列方式（圖1）來實現起壟，再通過簡單的整形、壓實裝置的加工而得到符合農藝要求標準的甘薯壟，一次性完成旋耕和整形、壓實工序；而且要在其它農作物的種植過程中需要懸耕時，能夠依舊按照旋耕機的要求安裝刀具，快速恢復1GQN－180型旋耕機的全部性能。

圖1 彎刀安裝示意

覆膜部分是起壟覆膜機結構上的重點，同樣也是難點。既要求保證系統有足夠的剛性又要結構簡單、便于操作，降低成本。目前國內還沒有專門的甘薯起壟覆膜機具，我們查閱了大量的資料，在制作1QLFM—2型甘薯起壟覆膜機覆膜機構時借鑒了國內先進的馬鈴薯覆膜機具設計的理念。

撒肥機構的研制。撒肥機構的設計我們參照了2BM—12型免耕播種機的排肥方式，動力來自于地輪，采用可靠的鏈傳動。

打藥機構的研制。打藥機構的設計相對簡單，只需要一個藥罐及連接管、截門等，與輪拖的氣泵對接即可。

2.2 主要結構

（1）結構方案的確定原則

①從實際出發，在滿足設計條件的前提下，擴大零部件的通用性，簡化結構以降低成本。

②解決一機多用性難題，以實現最大限度的節本增效。

（2）主要部件的選配設計

旋耕部分：旋耕起壟部分設計主要從懸掛方式、配置方式、旋耕刀的刀軸轉速及旋耕刀的選用等方面考慮。

①懸掛方式：采用三點懸掛式能與多種拖拉機配套，掛接方便。

②配置方式：為了保證旋耕機耕幅比拖拉機橫寬大10cm以上，我們選用正配置。正配置的旋耕機都是中間傳動，動力從中央傳至刀軸，整機受力均勻，剛性好，但需另設中間傳動箱下的漏耕裝置。

③旋耕刀的刀軸轉速計算：

刀 軸 轉 速 N=650×(19／35)×(13／31)×（31／19）≈241 r/min，轉速合適。（查機械手冊可知刀軸轉速在190 r/m in～280 r/m in為宜）

④旋耕刀的選用∶

1 GQN－180型旋耕機選用彎刀。彎刀刃口呈弧形，有較大滑切角，能切斷根莖雜草，并有一定的拋撒能力。耕作時，不易纏草、堵泥。故本設計選用彎刀。

（3）壓實整形部分(圖 2)：

圖2 壓實整形裝置示意圖

選用國標矩型管材、鋼板焊合，結構強度高，在田間作業運行中，能保證各工作部件不移位變形。壓實整形板在設計初期用的是6mm厚的鋼板，第一次進地試驗只進行了30多畝整形板就變形了，現在的樣機用的是8mm厚的鋼板，經過800多畝的實驗作業后還完好無損。

2.3 工作原理

1 QLFM—2型甘薯起壟覆膜機主要由傳動軸總成、懸掛架、中間齒輪箱總成、旋耕刀軸、輔助犁刀、后壓實整形裝置、輔助拉桿、覆膜機懸掛架、覆膜機架、膜輥頂尖、單壓膜輪總成、雙壓膜輪總成、覆土圓盤、地輪、鏈傳動裝置、肥箱、儲藥罐等部件組成(圖 3)。

1 QLFM-2型甘薯起壟覆膜機是一種由拖拉機動力驅動的耕地、整形、覆膜、施肥打藥機械。它的起壟部分使用的是1GQN－180型旋耕機，旋耕機的左右各24把彎刀采用內裝法安裝在刀軸上，工作時拖拉機前進，同時萬向節轉動，旋轉的刀片切削土壤，并將切下的土塊向后拋擲與罩板部分相撞擊，使土塊進一步破碎再落到地面,經后壓實整形板整形后起出兩壟斷面形狀為梯形,壟距可調的壟體；后面的覆膜部分用頂尖固定膜卷，車體前行帶動膜卷自動展開后,兩側上方的雙壓膜輪壓住壟頂部分并撫平地膜，壟體下部兩側由單壓膜輪壓緊撫平地膜，緊隨其后的覆土圓盤自動覆土壓實；車體前行，地輪轉動，通過兩級鏈傳動把動力傳遞給肥箱下部的排肥軸，排肥軸轉動帶動外槽輪轉動實現排肥。

圖3 1QLFM—2型甘薯起壟覆膜機裝配圖

3 1QLFM—2型甘薯起壟覆膜機主要技術參數(表1)

表1 1QLFM-2型甘薯起壟覆膜機主要技術參數

4 1QLFM—2型甘薯起壟覆膜機工作及作業后效果圖（圖4，圖 5）

圖4 1QLFM-2型甘薯起壟覆膜機工作圖

5 1QLFM—2型甘薯起壟覆膜機的經濟效益分析

從傳統意義上講，甘薯產業是典型的勞動密集型產業，進入新的歷史階段后，勞動力工價上漲和勞動強度在一定程度上限制了甘薯生產規模的發展，在京郊這一矛盾尤其突出。大興區農機研究所將龐各莊鎮丁村定為甘薯起壟覆膜作業示范點，免費為當地500余畝甘薯種植實行了規?；鳂I，既降低了作業成本，也大大減輕了農民的勞動強度。據該村村民高升反映，他家現有甘薯種植面積19畝,以前雇小四輪起壟需每畝30元，共30×19=570元，人工覆膜一天需要雇傭勞動力19人，需要費用19×50=950元，合計為1 520元?，F在使用甘薯起壟覆膜機只需要4小時～5小時，共需費用19×50=950元，在減少作業時間，降低了勞動強度，減少土壤中水分的蒸發的同時節約費用投入570元。

圖5 1QLFM-2型甘薯起壟覆膜機作業后效果圖

據測算，甘薯起壟覆膜機作業效率為4畝/小時～6畝/小時，一般作業費為50元/畝，每畝就可節約農民雇傭勞動力費用29元。如果全區4.5萬畝甘薯種植全部采用機械化作業，可節約成本投入130.5萬元。

6 結語

在2008年4月中旬至5月底，1QLFM—2型甘薯起壟覆膜機在大興區龐各莊鎮進行了3000余畝的試驗作業，該機可一次性完成碎土、滅茬、施肥、起壟、鎮壓、打藥、覆膜等作業。作業中起壟覆膜效果良好，機器穩定性好，各項性能指標能達到種植甘薯的農藝要求，是一種適應性強、效率高，適合農村具體情況的甘薯起壟覆膜好機具，得到了廣泛的認可。本產品已通過了北京市農機推廣鑒定站的新產品鑒定及2011年的農機補貼推廣簽定，并成功申請了國家專利。

〔1〕張東興，何玉靜.馬鈴薯種植機械化技術.農機科技推廣.2005.38（1）：10～12

〔2〕魯濱，薛理，王士國，許正艷：馬鈴薯鋪膜播種機及其使用.新疆農墾科技2006.2：36～37

〔3〕石鐵，許建平.1M-1型大小壟通用覆膜機的研究設計.農機化研究.2000,4：74～76

〔4〕連政國，王延耀，高成福，叢蕾．2BHL-4型花生起壟播種機的研制．花生科技．2000,3

〔5〕SGTM-150型滅茬懸耕起壟機.湖北農機化.2005，1：34

〔6〕楊豐,王鋼.IMS-2型滅茬深松起壟機的研究設計. 農機化研究.2001，1：58～59

王山松，男，1971年6月出生，北京市大興區農業機械研究所，學歷：本科，研究方向：農業機械，工程師。