新型玉米滅茬旋耕機的設計及討論

新型玉米滅茬旋耕機的設計及討論

喬懷友

(黑龍江省龍江縣農機推廣中心161100)

傳統的旋耕與滅茬由兩種機型完成，既增加了作業成本又增加了農民負擔，且多次進地加速了土壤的壓實與板結，不利于農業的可持續性發展。

1整機結構及工作原理

新型玉米滅茬旋耕機主要由萬向節、變速箱、滅茬刀軸、旋耕刀軸、罩板和滾筒等組成。變速箱通過動力輸入軸，用萬向節與拖拉機動力輸出軸相連，經過兩對錐齒輪變速后通過皮帶傳動裝置將動力分別傳到滅茬刀軸和旋耕刀軸。

刀具在粉碎玉米秸稈時主要以高速打擊與切割相結合，工作環境惡劣，刀齒需要承受很大的沖擊力，才能達到秸稈粉碎的目的，因此刀齒既 要具備足夠的強度和耐磨性，又要具備較高的韌性。故粉碎刀齒選擇錘爪式滅茬刀，其質量較大、重心靠近刀端、轉動慣量大、打擊性能好。利用 錘爪的高速旋轉來搗碎、撕剪秸稈，粉碎效果比較好。其材質為 65Mn，精密鍛壓成型，并進行淬火處理等工藝的保證，滿足使用要求。刀片的排列密度、刀尖的線速度和刀齒的切割沖量都是影響秸稈粉碎 質量好壞的關鍵因素。秸稈粉碎刀輥設計成大直徑的空心管軸，這樣既可以提高粉碎刀輥高速旋轉時轉子的 動力性能，又可以降低振動，還能防止纏草。粉碎刀輥的轉向設計為反向旋轉，即刀輥旋轉方向與機具前進方向相反。刀輥選擇反向旋轉可以增加秸稈在粉碎室的停留時間，使秸稈粉碎的更加徹底。粉碎錘爪粉碎玉米秸稈時主要以高速打擊與切割相結合，經試驗只有當刀端線速度大于34m/s 時，粉碎效果才能比較好。

2主要工作部件的設計與計算

多功能玉米秸稈還田機的后刀輥主要將前刀輥作業后的留茬刨出并均勻拋撒，同時進行淺層土壤疏松。滅茬刀齒的運動軌跡與旋耕刀齒一致，因此滅茬旋耕功耗可參照旋耕機的作業功耗進行計算。旋耕機作業時，刀輥所受到的阻力由各旋耕刀的阻力合成。旋耕阻力的大小、方向 和作用點又與刀的轉角、土壤、耕深、前進速度和刀軸轉速等因素有關。滅茬速度的選擇。滅茬速度是保證滅茬作業質量的主要參數。滅茬速度越高，滅茬性能越好，但也會導致消耗功率急劇上升；若刀軸轉速不變，降低機具前進速度，使生產率下降。刀齒進給量的選擇。根據農業生產要求，滅茬后碎茬長度不得大于80mm。改變刀齒數、機具前進速度或刀軸轉速都可以改變進給量。降低機具前進速度可以減少刀齒進給量，但會導致生產率下降；增加刀齒數，導致作業中纏繞現象增多；增加刀軸轉速，功率消耗急劇上升。

旋耕狀態下的參數同滅茬狀態，只是旋V有所不同。根據農業要求和試驗確定，選擇旋V=3.5m/s，旋耕深度 h =120~160mm。為使旋耕刀所受扭矩較為均衡，以減少扭矩波動的幅度，保證工作時的直線性，旋耕刀采用螺旋線規則排列，刀軸每轉13.85°有一把刀入土，而且左右刀片交替入土，以減少刀軸軸承的側壓力。

3討論

玉米秸稈還田機械化道路是實現秸稈還田的有效方式之一。主要有以下幾種發展方向。第1，大、中、小型機械相結合，提高機械還田適應性，使機械還田適應不同生態類型區。第2，高效低耗農業機械，降低生產成本，使玉米秸稈還田機能夠適應于不同的經濟類型區。第3，研制的機械要與科學施肥和施藥相結合，達到秸稈還田、施肥、省工、節本的綜合目的。發展立茬覆蓋技術通過留立茬覆蓋使玉米秸稈有效還田，防止土壤風蝕、水蝕，培肥土壤，保護了土壤生態環境，結合機械化深松，打破犁底層，加深耕層，提高自然降水利用效率。發展生物工程技術秸稈的快速腐解是秸稈還田的關鍵技術。機械粉碎能改變秸稈的物理性狀，擴大接觸面積，在一定程度上加速腐解，但是秸稈中較高的C/N仍然在土壤中分解緩慢，研究資料表明，一些生物菌劑能夠快速的腐解秸稈。生物工程技術具有廣闊的發展前景，重點研究快速腐解秸稈的生物菌劑，達到省工、省時的目的。農機與農藝結合農機與農藝、生物措施結合起來，是農作物秸稈還田的發展方向。

新型玉米滅茬旋耕機可一次完成滅茬、旋耕和覆蓋等多道工序，與傳統耕地方法相比，不僅能夠保護土壤、減少進地次數和降低耕作費用，而且使根茬粉碎還田，增加土壤有機質，改善土壤結構，提高了土壤自身調節水、肥、氣和熱的能力，有利于農作物的生長，促進農業的可持續性發展。