圓盤式秸稈顆粒掩埋機(jī)的設(shè)計(jì)

劉欣等

摘要：設(shè)計(jì)一種圓盤式秸稈顆粒掩埋機(jī)，作為田間秸稈顆粒生物反應(yīng)堆技術(shù)的配套作業(yè)機(jī)具。介紹該機(jī)具的整體結(jié)構(gòu)與工作原理，闡述各關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)方案，以期為田間秸稈顆粒生物反應(yīng)堆技術(shù)的推廣應(yīng)用提供裝備支持。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；秸稈生物反應(yīng)堆；開溝；掩埋；設(shè)計(jì)

中圖分類號：S222.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）10-0009-02

我國農(nóng)作物秸稈資源非常豐富。秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)是農(nóng)作物秸稈綜合利用的新途徑之一，該技術(shù)的推廣應(yīng)用改善了以往直接焚燒秸稈而造成的環(huán)境污染及能源資源浪費(fèi)問題。目前，國內(nèi)秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)主要應(yīng)用于棚室作物生產(chǎn)，在田間應(yīng)用很少，田間秸稈反應(yīng)堆建造的相關(guān)作業(yè)機(jī)具更是空白。如果將秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)在田間進(jìn)行大面積推廣，可極大提高秸稈的綜合利用率，同時(shí)可充分利用該技術(shù)的效能，改善大田土壤結(jié)構(gòu)，構(gòu)建合理耕層，提高土壤肥力，有效促進(jìn)作物生長，提高作物產(chǎn)量，增加農(nóng)民收入。為此，在借鑒棚室秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)原理與方法的基礎(chǔ)上，提出田間秸稈顆粒生物反應(yīng)堆技術(shù)，并設(shè)計(jì)一種圓盤式秸稈顆粒掩埋作業(yè)機(jī)具，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)。

1 圓盤式秸稈顆粒掩埋機(jī)的整體結(jié)構(gòu)

圓盤式秸稈顆粒掩埋機(jī)的整體結(jié)構(gòu)包括機(jī)架、機(jī)罩、變速箱、開溝部件、鋪料部件、鎮(zhèn)壓部件、地輪和傳動(dòng)部件（如圖1所示）。機(jī)架上部安裝變速箱，變速箱的輸入端外接動(dòng)力裝置；開溝部件安裝在機(jī)架下部框架上，經(jīng)軸承座相連接；機(jī)罩安裝在機(jī)架上部，并罩于開溝部件的上方；地輪部件共兩套，分別置于機(jī)具兩側(cè)，對稱布置，通過支臂套管與機(jī)架相連接；鋪料部件固定在機(jī)架上，其中料箱置于開溝部件的上部，分土鏟置于開溝部件的后部，料軸和攪拌輪置于料箱內(nèi)部下端開口處的上部；鎮(zhèn)壓部件通過連接板與機(jī)架相連接。

2 圓盤式秸稈顆粒掩埋機(jī)的工作原理及過程

圓盤式秸稈顆粒掩埋機(jī)工作時(shí)，開溝部件由外部輸入動(dòng)力帶動(dòng)作圓周運(yùn)動(dòng)，對土壤進(jìn)行切削并向后拋撒，實(shí)現(xiàn)開溝作業(yè)；與開溝部件后部相鄰的鋪料部件的分土鏟，將開溝部件向后拋撒的土壤進(jìn)行局部分流，為秸稈顆粒鋪撒提供空間；在鋪料部件的料箱內(nèi)，秸稈顆粒經(jīng)攪拌輪導(dǎo)入分土鏟的空腔內(nèi)，靠物料自身重力下落至溝底，實(shí)現(xiàn)秸稈顆粒鋪料作業(yè)；罩于開溝部件上的機(jī)罩可有效防止土壤四處飛濺，同時(shí)可保證土壤的定向回填，實(shí)現(xiàn)秸稈顆粒鋪料后的掩埋作業(yè)；位于機(jī)具最后部的鎮(zhèn)壓部件將回填土壤壓實(shí)，實(shí)現(xiàn)平整地表的目的。輸入動(dòng)力不間斷進(jìn)行，周而復(fù)始，就可以實(shí)現(xiàn)所需要的連續(xù)作業(yè)任務(wù)。

3 圓盤式秸稈顆粒掩埋機(jī)關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)

3.1 開溝部件

該機(jī)具的開溝部件為圓盤式，由開溝刀、圓盤和刀軸構(gòu)成（如圖2所示），開溝刀均勻排列在圓盤的邊緣，并隨刀軸作圓周運(yùn)動(dòng)。工作時(shí)，外部輸入動(dòng)力帶動(dòng)刀軸及開溝刀作圓周運(yùn)動(dòng)，開溝刀對土壤進(jìn)行切削并向后拋撒，實(shí)現(xiàn)開溝作業(yè)。

3.2 鋪料部件

鋪料部件由料箱、分土鏟、料軸和攪拌輪構(gòu)成（如圖3所示），料箱安裝于機(jī)架上，攪拌輪安裝于料箱內(nèi)料軸上，并能隨料軸轉(zhuǎn)動(dòng)，料軸兩端通過軸承座安裝在機(jī)架上。工作時(shí)，地輪經(jīng)傳動(dòng)部件將動(dòng)力傳遞至料軸，帶動(dòng)料軸及攪拌輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將料箱中的秸稈顆粒輸送至分土鏟的空腔中，并從分土鏟下部排出至所開溝槽底部，實(shí)現(xiàn)秸稈顆粒鋪料作業(yè)。

3.3 鎮(zhèn)壓部件

鎮(zhèn)壓部件由鎮(zhèn)壓輥、連接板、軸承座和輥軸構(gòu)成（如圖4所示），鎮(zhèn)壓輥經(jīng)連接板與機(jī)架相連接，并可根據(jù)地表實(shí)際狀況上下波動(dòng)。鎮(zhèn)壓部件置于機(jī)具最后部，將經(jīng)分土鏟和機(jī)罩導(dǎo)向作用而回填至鋪滿秸稈顆粒的溝底的土壤壓實(shí)，實(shí)現(xiàn)平整地表作業(yè)。

4 結(jié)語

圓盤式秸稈顆粒掩埋作業(yè)機(jī)具是為田間秸稈顆粒生物反應(yīng)堆技術(shù)設(shè)計(jì)的配套作業(yè)機(jī)具，可一次性完成開溝、秸稈顆粒填埋、覆土、鎮(zhèn)壓多項(xiàng)工序，作業(yè)效率高，開溝效果好，秸稈顆粒覆蓋均勻，覆土鎮(zhèn)壓后地表基本保持原有狀態(tài)。總體來說，大田秸稈顆粒生物反應(yīng)堆技術(shù)及其配套作業(yè)機(jī)具的研究與應(yīng)用在經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、生態(tài)效益方面均會有顯著表現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李寶筏.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[2] 張旭，劉欣，李海龍，等.大田秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)可行性分析及配套機(jī)具研究[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2013（9）：19-20.

[3] 徐云峰，高煥文.錯(cuò)開雙圓盤開溝器用于玉米根茬地的試驗(yàn)研究[J].農(nóng)機(jī)化研究，2006（1）：170-172.

Abstract： Target to design a disc straw particle burying machine to match the technique of field straw particle bioreactor. This article introduces the machines main structure and operating principle， expounds the design scheme of vital components in order to provide equipment support for the application promoting of the technique of field straw particle bioreactor

Key words： agricultural machinery； straw bioreactor； furrowing； burying； design

摘要：設(shè)計(jì)一種圓盤式秸稈顆粒掩埋機(jī)，作為田間秸稈顆粒生物反應(yīng)堆技術(shù)的配套作業(yè)機(jī)具。介紹該機(jī)具的整體結(jié)構(gòu)與工作原理，闡述各關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)方案，以期為田間秸稈顆粒生物反應(yīng)堆技術(shù)的推廣應(yīng)用提供裝備支持。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；秸稈生物反應(yīng)堆；開溝；掩埋；設(shè)計(jì)

中圖分類號：S222.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）10-0009-02

我國農(nóng)作物秸稈資源非常豐富。秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)是農(nóng)作物秸稈綜合利用的新途徑之一，該技術(shù)的推廣應(yīng)用改善了以往直接焚燒秸稈而造成的環(huán)境污染及能源資源浪費(fèi)問題。目前，國內(nèi)秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)主要應(yīng)用于棚室作物生產(chǎn)，在田間應(yīng)用很少，田間秸稈反應(yīng)堆建造的相關(guān)作業(yè)機(jī)具更是空白。如果將秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)在田間進(jìn)行大面積推廣，可極大提高秸稈的綜合利用率，同時(shí)可充分利用該技術(shù)的效能，改善大田土壤結(jié)構(gòu)，構(gòu)建合理耕層，提高土壤肥力，有效促進(jìn)作物生長，提高作物產(chǎn)量，增加農(nóng)民收入。為此，在借鑒棚室秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)原理與方法的基礎(chǔ)上，提出田間秸稈顆粒生物反應(yīng)堆技術(shù)，并設(shè)計(jì)一種圓盤式秸稈顆粒掩埋作業(yè)機(jī)具，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)。

1 圓盤式秸稈顆粒掩埋機(jī)的整體結(jié)構(gòu)

圓盤式秸稈顆粒掩埋機(jī)的整體結(jié)構(gòu)包括機(jī)架、機(jī)罩、變速箱、開溝部件、鋪料部件、鎮(zhèn)壓部件、地輪和傳動(dòng)部件（如圖1所示）。機(jī)架上部安裝變速箱，變速箱的輸入端外接動(dòng)力裝置；開溝部件安裝在機(jī)架下部框架上，經(jīng)軸承座相連接；機(jī)罩安裝在機(jī)架上部，并罩于開溝部件的上方；地輪部件共兩套，分別置于機(jī)具兩側(cè)，對稱布置，通過支臂套管與機(jī)架相連接；鋪料部件固定在機(jī)架上，其中料箱置于開溝部件的上部，分土鏟置于開溝部件的后部，料軸和攪拌輪置于料箱內(nèi)部下端開口處的上部；鎮(zhèn)壓部件通過連接板與機(jī)架相連接。

2 圓盤式秸稈顆粒掩埋機(jī)的工作原理及過程

圓盤式秸稈顆粒掩埋機(jī)工作時(shí)，開溝部件由外部輸入動(dòng)力帶動(dòng)作圓周運(yùn)動(dòng)，對土壤進(jìn)行切削并向后拋撒，實(shí)現(xiàn)開溝作業(yè)；與開溝部件后部相鄰的鋪料部件的分土鏟，將開溝部件向后拋撒的土壤進(jìn)行局部分流，為秸稈顆粒鋪撒提供空間；在鋪料部件的料箱內(nèi)，秸稈顆粒經(jīng)攪拌輪導(dǎo)入分土鏟的空腔內(nèi)，靠物料自身重力下落至溝底，實(shí)現(xiàn)秸稈顆粒鋪料作業(yè)；罩于開溝部件上的機(jī)罩可有效防止土壤四處飛濺，同時(shí)可保證土壤的定向回填，實(shí)現(xiàn)秸稈顆粒鋪料后的掩埋作業(yè)；位于機(jī)具最后部的鎮(zhèn)壓部件將回填土壤壓實(shí)，實(shí)現(xiàn)平整地表的目的。輸入動(dòng)力不間斷進(jìn)行，周而復(fù)始，就可以實(shí)現(xiàn)所需要的連續(xù)作業(yè)任務(wù)。

3 圓盤式秸稈顆粒掩埋機(jī)關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)

3.1 開溝部件

該機(jī)具的開溝部件為圓盤式，由開溝刀、圓盤和刀軸構(gòu)成（如圖2所示），開溝刀均勻排列在圓盤的邊緣，并隨刀軸作圓周運(yùn)動(dòng)。工作時(shí)，外部輸入動(dòng)力帶動(dòng)刀軸及開溝刀作圓周運(yùn)動(dòng)，開溝刀對土壤進(jìn)行切削并向后拋撒，實(shí)現(xiàn)開溝作業(yè)。

3.2 鋪料部件

鋪料部件由料箱、分土鏟、料軸和攪拌輪構(gòu)成（如圖3所示），料箱安裝于機(jī)架上，攪拌輪安裝于料箱內(nèi)料軸上，并能隨料軸轉(zhuǎn)動(dòng)，料軸兩端通過軸承座安裝在機(jī)架上。工作時(shí)，地輪經(jīng)傳動(dòng)部件將動(dòng)力傳遞至料軸，帶動(dòng)料軸及攪拌輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將料箱中的秸稈顆粒輸送至分土鏟的空腔中，并從分土鏟下部排出至所開溝槽底部，實(shí)現(xiàn)秸稈顆粒鋪料作業(yè)。

3.3 鎮(zhèn)壓部件

鎮(zhèn)壓部件由鎮(zhèn)壓輥、連接板、軸承座和輥軸構(gòu)成（如圖4所示），鎮(zhèn)壓輥經(jīng)連接板與機(jī)架相連接，并可根據(jù)地表實(shí)際狀況上下波動(dòng)。鎮(zhèn)壓部件置于機(jī)具最后部，將經(jīng)分土鏟和機(jī)罩導(dǎo)向作用而回填至鋪滿秸稈顆粒的溝底的土壤壓實(shí)，實(shí)現(xiàn)平整地表作業(yè)。

4 結(jié)語

圓盤式秸稈顆粒掩埋作業(yè)機(jī)具是為田間秸稈顆粒生物反應(yīng)堆技術(shù)設(shè)計(jì)的配套作業(yè)機(jī)具，可一次性完成開溝、秸稈顆粒填埋、覆土、鎮(zhèn)壓多項(xiàng)工序，作業(yè)效率高，開溝效果好，秸稈顆粒覆蓋均勻，覆土鎮(zhèn)壓后地表基本保持原有狀態(tài)。總體來說，大田秸稈顆粒生物反應(yīng)堆技術(shù)及其配套作業(yè)機(jī)具的研究與應(yīng)用在經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、生態(tài)效益方面均會有顯著表現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李寶筏.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[2] 張旭，劉欣，李海龍，等.大田秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)可行性分析及配套機(jī)具研究[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2013（9）：19-20.

[3] 徐云峰，高煥文.錯(cuò)開雙圓盤開溝器用于玉米根茬地的試驗(yàn)研究[J].農(nóng)機(jī)化研究，2006（1）：170-172.

Abstract： Target to design a disc straw particle burying machine to match the technique of field straw particle bioreactor. This article introduces the machines main structure and operating principle， expounds the design scheme of vital components in order to provide equipment support for the application promoting of the technique of field straw particle bioreactor

Key words： agricultural machinery； straw bioreactor； furrowing； burying； design

摘要：設(shè)計(jì)一種圓盤式秸稈顆粒掩埋機(jī)，作為田間秸稈顆粒生物反應(yīng)堆技術(shù)的配套作業(yè)機(jī)具。介紹該機(jī)具的整體結(jié)構(gòu)與工作原理，闡述各關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)方案，以期為田間秸稈顆粒生物反應(yīng)堆技術(shù)的推廣應(yīng)用提供裝備支持。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；秸稈生物反應(yīng)堆；開溝；掩埋；設(shè)計(jì)

中圖分類號：S222.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）10-0009-02

我國農(nóng)作物秸稈資源非常豐富。秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)是農(nóng)作物秸稈綜合利用的新途徑之一，該技術(shù)的推廣應(yīng)用改善了以往直接焚燒秸稈而造成的環(huán)境污染及能源資源浪費(fèi)問題。目前，國內(nèi)秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)主要應(yīng)用于棚室作物生產(chǎn)，在田間應(yīng)用很少，田間秸稈反應(yīng)堆建造的相關(guān)作業(yè)機(jī)具更是空白。如果將秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)在田間進(jìn)行大面積推廣，可極大提高秸稈的綜合利用率，同時(shí)可充分利用該技術(shù)的效能，改善大田土壤結(jié)構(gòu)，構(gòu)建合理耕層，提高土壤肥力，有效促進(jìn)作物生長，提高作物產(chǎn)量，增加農(nóng)民收入。為此，在借鑒棚室秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)原理與方法的基礎(chǔ)上，提出田間秸稈顆粒生物反應(yīng)堆技術(shù)，并設(shè)計(jì)一種圓盤式秸稈顆粒掩埋作業(yè)機(jī)具，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)。

1 圓盤式秸稈顆粒掩埋機(jī)的整體結(jié)構(gòu)

圓盤式秸稈顆粒掩埋機(jī)的整體結(jié)構(gòu)包括機(jī)架、機(jī)罩、變速箱、開溝部件、鋪料部件、鎮(zhèn)壓部件、地輪和傳動(dòng)部件（如圖1所示）。機(jī)架上部安裝變速箱，變速箱的輸入端外接動(dòng)力裝置；開溝部件安裝在機(jī)架下部框架上，經(jīng)軸承座相連接；機(jī)罩安裝在機(jī)架上部，并罩于開溝部件的上方；地輪部件共兩套，分別置于機(jī)具兩側(cè)，對稱布置，通過支臂套管與機(jī)架相連接；鋪料部件固定在機(jī)架上，其中料箱置于開溝部件的上部，分土鏟置于開溝部件的后部，料軸和攪拌輪置于料箱內(nèi)部下端開口處的上部；鎮(zhèn)壓部件通過連接板與機(jī)架相連接。

2 圓盤式秸稈顆粒掩埋機(jī)的工作原理及過程

圓盤式秸稈顆粒掩埋機(jī)工作時(shí)，開溝部件由外部輸入動(dòng)力帶動(dòng)作圓周運(yùn)動(dòng)，對土壤進(jìn)行切削并向后拋撒，實(shí)現(xiàn)開溝作業(yè)；與開溝部件后部相鄰的鋪料部件的分土鏟，將開溝部件向后拋撒的土壤進(jìn)行局部分流，為秸稈顆粒鋪撒提供空間；在鋪料部件的料箱內(nèi)，秸稈顆粒經(jīng)攪拌輪導(dǎo)入分土鏟的空腔內(nèi)，靠物料自身重力下落至溝底，實(shí)現(xiàn)秸稈顆粒鋪料作業(yè)；罩于開溝部件上的機(jī)罩可有效防止土壤四處飛濺，同時(shí)可保證土壤的定向回填，實(shí)現(xiàn)秸稈顆粒鋪料后的掩埋作業(yè)；位于機(jī)具最后部的鎮(zhèn)壓部件將回填土壤壓實(shí)，實(shí)現(xiàn)平整地表的目的。輸入動(dòng)力不間斷進(jìn)行，周而復(fù)始，就可以實(shí)現(xiàn)所需要的連續(xù)作業(yè)任務(wù)。

3 圓盤式秸稈顆粒掩埋機(jī)關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)

3.1 開溝部件

該機(jī)具的開溝部件為圓盤式，由開溝刀、圓盤和刀軸構(gòu)成（如圖2所示），開溝刀均勻排列在圓盤的邊緣，并隨刀軸作圓周運(yùn)動(dòng)。工作時(shí)，外部輸入動(dòng)力帶動(dòng)刀軸及開溝刀作圓周運(yùn)動(dòng)，開溝刀對土壤進(jìn)行切削并向后拋撒，實(shí)現(xiàn)開溝作業(yè)。

3.2 鋪料部件

鋪料部件由料箱、分土鏟、料軸和攪拌輪構(gòu)成（如圖3所示），料箱安裝于機(jī)架上，攪拌輪安裝于料箱內(nèi)料軸上，并能隨料軸轉(zhuǎn)動(dòng)，料軸兩端通過軸承座安裝在機(jī)架上。工作時(shí)，地輪經(jīng)傳動(dòng)部件將動(dòng)力傳遞至料軸，帶動(dòng)料軸及攪拌輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將料箱中的秸稈顆粒輸送至分土鏟的空腔中，并從分土鏟下部排出至所開溝槽底部，實(shí)現(xiàn)秸稈顆粒鋪料作業(yè)。

3.3 鎮(zhèn)壓部件

鎮(zhèn)壓部件由鎮(zhèn)壓輥、連接板、軸承座和輥軸構(gòu)成（如圖4所示），鎮(zhèn)壓輥經(jīng)連接板與機(jī)架相連接，并可根據(jù)地表實(shí)際狀況上下波動(dòng)。鎮(zhèn)壓部件置于機(jī)具最后部，將經(jīng)分土鏟和機(jī)罩導(dǎo)向作用而回填至鋪滿秸稈顆粒的溝底的土壤壓實(shí)，實(shí)現(xiàn)平整地表作業(yè)。

4 結(jié)語

圓盤式秸稈顆粒掩埋作業(yè)機(jī)具是為田間秸稈顆粒生物反應(yīng)堆技術(shù)設(shè)計(jì)的配套作業(yè)機(jī)具，可一次性完成開溝、秸稈顆粒填埋、覆土、鎮(zhèn)壓多項(xiàng)工序，作業(yè)效率高，開溝效果好，秸稈顆粒覆蓋均勻，覆土鎮(zhèn)壓后地表基本保持原有狀態(tài)。總體來說，大田秸稈顆粒生物反應(yīng)堆技術(shù)及其配套作業(yè)機(jī)具的研究與應(yīng)用在經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、生態(tài)效益方面均會有顯著表現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李寶筏.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[2] 張旭，劉欣，李海龍，等.大田秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)可行性分析及配套機(jī)具研究[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2013（9）：19-20.

[3] 徐云峰，高煥文.錯(cuò)開雙圓盤開溝器用于玉米根茬地的試驗(yàn)研究[J].農(nóng)機(jī)化研究，2006（1）：170-172.

Abstract： Target to design a disc straw particle burying machine to match the technique of field straw particle bioreactor. This article introduces the machines main structure and operating principle， expounds the design scheme of vital components in order to provide equipment support for the application promoting of the technique of field straw particle bioreactor

Key words： agricultural machinery； straw bioreactor； furrowing； burying； design