伸縮式齒式水稻育苗覆土機(jī)構(gòu)的工作原理與設(shè)計(jì)

摘要:本文介紹了一種新型水稻苗床育苗覆土機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)的工作原理是改固定撥齒為伸縮撥齒，在撥齒通過(guò)覆土輥柵條縫隙回縮的時(shí)候，將粘在撥齒的土壤刮掉，保證覆土輥運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)撥齒的容積空間不變，從而達(dá)到排土持續(xù)均勻可靠。根據(jù)覆土輥的工作原理，設(shè)計(jì)了柵條和柵條支撐圈得結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)含水率在16%-20%范圍內(nèi)覆蓋土育秧的研究與試驗(yàn)，該伸縮齒機(jī)構(gòu)能夠強(qiáng)制均勻排土，很好解決覆蓋土粘貼覆土輥的問(wèn)題，確保覆土均勻流暢。該機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，適應(yīng)性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，安全可靠。

關(guān)鍵詞:水稻；育苗；覆土；伸縮齒；設(shè)計(jì)

引言

水稻全程機(jī)械化推廣工作是遼寧省“十一五”期間農(nóng)機(jī)化工作的重點(diǎn)內(nèi)容，也是國(guó)家財(cái)政的重點(diǎn)補(bǔ)貼項(xiàng)目，要全面提升水稻生產(chǎn)機(jī)械化程度，首先要從勞動(dòng)強(qiáng)度大，機(jī)械化程度低的機(jī)插秧技術(shù)開始推廣。要大面積推廣機(jī)插秧技術(shù)，育苗質(zhì)量的好壞，直接影響到機(jī)插秧成功與失敗，也是水稻全程機(jī)械化中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，隨著水稻機(jī)插秧技術(shù)的推廣，插秧機(jī)的保有量快速增加，而相應(yīng)的育苗機(jī)械技術(shù)相對(duì)落后，育苗環(huán)節(jié)已成為影響水稻機(jī)插秧作業(yè)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為了適應(yīng)地區(qū)水稻雙模分散育苗的特點(diǎn)，急需適合苗床雙膜育秧的播種覆土機(jī)械。

1 育苗覆土機(jī)總體方案的確定

現(xiàn)有水稻育苗播種覆土設(shè)備，主要有兩種形式:一是針對(duì)盤育秧設(shè)計(jì)的，其中尤以工廠化育苗設(shè)備為主。其特點(diǎn)是設(shè)備造價(jià)高，不能移動(dòng)作業(yè)，工作寬度0.28米，不適合雙膜分散育苗的實(shí)際情況。二是在大棚內(nèi)及露地盤育苗的設(shè)備，其特點(diǎn)是造價(jià)低，輕便靈活；但其最大作業(yè)寬度是1.12米，用在雙膜苗床育秧只能采取橫向作業(yè)，其缺點(diǎn)是每次播種移動(dòng)到下一個(gè)位置時(shí)，不是漏播就是重播，技術(shù)不好掌握，作業(yè)效率低。其覆土機(jī)構(gòu)是固定撥齒式，對(duì)土壤的流散性要求較高，當(dāng)土壤的粘濕度較大時(shí)，會(huì)將兩齒之間的充土空間填滿，容易產(chǎn)生堵塞或使排土量不夠，因而失去撥齒覆土的功能，不適應(yīng)比較粘濕的土壤。而我們研制的播種覆土設(shè)備，在覆土機(jī)構(gòu)上采用伸縮齒原理，很好的解決了覆土不均的問(wèn)題。在總體方案上，采用1.8米的作業(yè)幅寬，以橫跨苗床縱向運(yùn)行的方式進(jìn)行作業(yè)，減少了操作環(huán)節(jié)，提高了作業(yè)效率。

2 伸縮齒式覆土機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

在整體布局確定以后，伸縮式撥齒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就成為成敗的關(guān)鍵因素。為解決這一問(wèn)題，我們采用了伸縮齒式排土機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)能夠強(qiáng)制排土，并將濕度大粘在撥齒上的土壤，在撥齒通過(guò)覆土輥柵條縫隙回縮的時(shí)候，將粘在撥齒的土壤刮掉，保證運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)撥齒的容積空間不變，從而達(dá)到排土持續(xù)均勻可靠。

2.1 伸縮齒式覆土機(jī)構(gòu)的工作原理。 如（圖一）所示為覆土輥的工作原理 ：手搖動(dòng)力通過(guò)鏈輪帶動(dòng)空心軸頭支撐圈及柵條圍繞O1轉(zhuǎn)動(dòng)，伸縮齒板通過(guò)柵條推動(dòng)，亦隨之一起繞偏心軸O2轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)伸縮齒板在B點(diǎn)時(shí)，高度為零，繼續(xù)向A方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，伸縮齒板的高度在土箱中逐漸增加，不斷伸入土中，并推動(dòng)齒板前的土壤向A方向運(yùn)動(dòng)，到達(dá)A點(diǎn)時(shí)，從土箱推取土壤行程結(jié)束；繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，土壤被伸縮齒板推出箱內(nèi)，此時(shí)大部分土壤自由墜落，在達(dá)到最大齒高C點(diǎn)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，部分濕度大粘貼在伸縮齒板上的土壤，在伸縮齒板通過(guò)兩個(gè)柵條間的縫隙（2-3mm）不斷回縮時(shí)將其刮掉，至B點(diǎn)時(shí)排、刮土行程結(jié)束。

2.2 伸縮齒式覆土機(jī)構(gòu)柵條的設(shè)計(jì)。 柵條的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在滿足工作原理要求的條件下，關(guān)鍵的問(wèn)題是在跨度1.8m的情況下，采用什么結(jié)構(gòu)形式，既能滿足軸向剛度的要求，又在最大限度減低重量。在采用金屬材料時(shí)，彎曲變形與材料的彈性模量E有關(guān)，E值越大，彎曲變形越小。但是，由于強(qiáng)度性能不同的各種鋼材其彈性模量E值大致相同，所以在考慮提高彎曲剛度時(shí)，應(yīng)首先考慮在結(jié)構(gòu)上增加?xùn)艞l的截面慣性矩J的數(shù)值。我們?cè)诔醮卧囼?yàn)時(shí)采用如（圖二）所示，其材為金屬斷面結(jié)構(gòu)為梯形， 其彎曲變形能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但重量比較大，不方便田間轉(zhuǎn)移，另外材料成本也高。當(dāng)采用“フ”字型結(jié)構(gòu)的柵條時(shí)，如（圖三）所示，在同樣彎曲變形的條件下，其重量只相當(dāng)于梯形結(jié)構(gòu)的20﹪。當(dāng)生產(chǎn)批量不大，自行加工上述柵條型材的情況下，采用“フ” 字型結(jié)構(gòu)的柵條時(shí)，在選材上最經(jīng)濟(jì)，加工更方便。

在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，柵條材料可以是金屬或非金屬；柵條橫斷面可以是實(shí)心或空心梯形、三角形、扇形、弧形、環(huán)形、“T”字形、“フ”字形；支撐圈的材料可以是金屬或非金屬，其形狀隨著柵條斷面形狀不同而改變；伸縮齒板的數(shù)量若干，根據(jù)覆土輥的直徑和柵條的結(jié)構(gòu)形式來(lái)確定，數(shù)量越多，其覆土厚度越均勻，波浪起伏越?。划?dāng)柵條長(zhǎng)度較大時(shí)，中間應(yīng)多加支撐圈，以增加軸向抗彎曲能力。

3結(jié)論

總之，該設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)含水率在16%-20%范圍內(nèi)覆蓋土育秧的研究與試驗(yàn)，其伸縮齒機(jī)構(gòu)能夠強(qiáng)制均勻排土，抑制覆蓋土粘貼覆土輥，確保覆土均勻流暢；該機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，適應(yīng)性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，安全可靠。