洋馬插秧機(jī)機(jī)械化側(cè)深施肥裝置改進(jìn)設(shè)計(jì)

劉寶 車剛 萬(wàn)霖 張貴宏

摘要：為提升洋馬插秧機(jī)機(jī)械化側(cè)深施肥裝置的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，在滿足水稻標(biāo)準(zhǔn)化插秧要求的基礎(chǔ)上，研制并改進(jìn)機(jī)械化側(cè)深施肥裝置。田間對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明：秧田平地輥輪和施肥熱通風(fēng)防潮裝置的改進(jìn)設(shè)計(jì)對(duì)于實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)播肥、提高側(cè)深施肥器工作性能具有重要作用，可為全面推廣機(jī)械化施肥技術(shù)及提高水稻經(jīng)濟(jì)效益奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：水稻;插秧機(jī);側(cè)深施肥;改進(jìn)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：S224.2? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1674-1161（2018）05-0005-03

水稻機(jī)械化側(cè)深施肥技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)節(jié)肥、省工、增產(chǎn)、減少污染的目的。根據(jù)建三江墾區(qū)春季生產(chǎn)跟蹤調(diào)查結(jié)果，應(yīng)用側(cè)深施肥插秧機(jī)可以減少和控制肥料的施用量，具有促進(jìn)水稻早生快發(fā)、抗倒伏、防倒衰等作用。進(jìn)口插秧機(jī)一般具備肥料輸送裝置、施肥報(bào)警裝置等，但受北方寒地土壤和氣候環(huán)境的限制，關(guān)鍵技術(shù)仍需要進(jìn)一步提升，而實(shí)現(xiàn)施肥準(zhǔn)確、定量、均勻、可靠等技術(shù)要求是研發(fā)水稻插秧機(jī)側(cè)深施肥裝置的關(guān)鍵所在。

1 現(xiàn)有水稻機(jī)械化側(cè)深施肥裝置的局限性

洋馬插秧機(jī)側(cè)深施肥裝置在使用過(guò)程中存在的問(wèn)題主要有：一是水田土地條件不一致，車輪在行走過(guò)程中上下起伏，施肥后地面平整度不均等、水平面不一致，有露土或秧苗掩埋過(guò)深，直接導(dǎo)致苗弱、成熟度不一，施肥的精度也很難保證。改進(jìn)方案應(yīng)著重考慮車轍問(wèn)題。二是施肥路線出現(xiàn)堵塞的頻率較高，尤其在管道進(jìn)口及出口處。出口處與土壤和水接觸，其與地面接觸部分的內(nèi)管壁形成融化粘連，在工作過(guò)程中隨時(shí)間積累導(dǎo)致堵塞。改進(jìn)方案應(yīng)著重考慮肥料管道進(jìn)口及出口處防止化肥融化問(wèn)題。

2 插秧機(jī)側(cè)深施肥裝置的結(jié)構(gòu)

配置側(cè)深施肥裝置的水稻插秧機(jī)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、操作臺(tái)、行走機(jī)構(gòu)、秧箱、插秧機(jī)構(gòu)、肥料箱、排肥機(jī)構(gòu)、開(kāi)溝機(jī)構(gòu)等部分組成。側(cè)深施肥裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3 插秧機(jī)側(cè)深施肥裝置的改進(jìn)設(shè)計(jì)

3.1 平地輥輪的改進(jìn)與效果分析

側(cè)深施肥對(duì)整地要求較高，田塊高低不平、有土塊及車轍等地勢(shì)不利于肥料均勻排置。為此，在水稻插秧機(jī)構(gòu)和施肥裝置前設(shè)置一個(gè)平地輥輪。該輥輪為高強(qiáng)度尼龍材質(zhì)，采取單輪組合方式，安裝在方管軸上。“一字輥”全長(zhǎng)180 cm、直徑10 cm;由插秧機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為輪速的1.3倍;通過(guò)帶有軸承的支架與懸掛連接，由工作、懸掛的起落油缸控制平地輥的入土深度。“八字輥”的雙輥夾角為167 °;轉(zhuǎn)速與“一字輥”相同。平地輥輪通過(guò)十字軸連接PTO輸出進(jìn)行平地作業(yè)，在行進(jìn)過(guò)程中起到擊打土塊、抹平地面的作用，從而使肥料按標(biāo)準(zhǔn)精度和要求排放。

經(jīng)過(guò)2 a試驗(yàn)，結(jié)果表明：“八字輥”推水和整地效果更佳，其地面最大高程由不帶輥?zhàn)鳂I(yè)時(shí)的14.0 cm下降到帶輥?zhàn)鳂I(yè)時(shí)的3.7 cm，相對(duì)高度差值由不帶輥?zhàn)鳂I(yè)時(shí)的3.2 cm下降到帶輥?zhàn)鳂I(yè)時(shí)的1.4 cm，平地后絕對(duì)差值≤2.0 cm采樣測(cè)量點(diǎn)累計(jì)百分?jǐn)?shù)達(dá)86.53%（見(jiàn)表1）。

以側(cè)深施肥深度5.0 cm為目標(biāo)對(duì)平地作業(yè)效果進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果表明：“八字輥”施肥相對(duì)深度差值在1.4 cm以內(nèi)，5.0±2.0 cm以內(nèi)采樣測(cè)量點(diǎn)累計(jì)百分?jǐn)?shù)達(dá)82.53%，施肥量變異系數(shù)為5.9，滿足施肥要求（見(jiàn)表2）。

不同的作業(yè)方式對(duì)水稻的生長(zhǎng)情況有所影響。“八字輥”及“一字輥”作業(yè)比不帶輥?zhàn)鳂I(yè)緩苗期提前0.25～0.50 d，有利于秧苗的分蘗，分蘗成穗率比不帶輥?zhàn)鳂I(yè)提高11.12%;“八字輥”作業(yè)比不帶輥?zhàn)鳂I(yè)增產(chǎn)24.7 kg/667 m2，平地效果對(duì)產(chǎn)量影響顯著（見(jiàn)表3）。

3.2 肥料管路防堵裝置的改進(jìn)

由于插秧過(guò)程中長(zhǎng)時(shí)間處于潮濕環(huán)境，吸濕性強(qiáng)的肥料遇水潮解粘附在排肥輪下部及施肥管壁上，易導(dǎo)致堵塞問(wèn)題。為此，在肥料進(jìn)料管道入口處加裝風(fēng)機(jī)，將散熱器的干燥熱風(fēng)引入輸肥系統(tǒng)，提供熱量，使肥料在進(jìn)料口處不融化，可以大大緩解顆粒肥潮解造成的堵塞排肥輪與肥管連接處的問(wèn)題。熱風(fēng)輸肥管路如圖2所示。

3.3 肥料推送防堵機(jī)構(gòu)的改進(jìn)

帶有電機(jī)螺旋推進(jìn)器的排肥裝置能夠避免排肥口的肥料堵塞問(wèn)題。在排肥管道出口位置與滑刀結(jié)合處設(shè)置一個(gè)螺旋推送防堵機(jī)構(gòu)，由電機(jī)帶動(dòng)螺旋推進(jìn)器，使肥料在螺旋推進(jìn)器的擠壓作用下直接從滑刀出口處排出。電機(jī)電源取自車載蓄電池。轉(zhuǎn)速可調(diào)的電機(jī)更利于控制肥量，在專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的指導(dǎo)下，能夠?qū)⒎市Оl(fā)揮到最大，并且能夠減少化肥的使用量，避免對(duì)環(huán)境過(guò)度污染，對(duì)節(jié)本增效也起到促進(jìn)作用。

4 結(jié)論

結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，側(cè)深施肥技術(shù)基本解決了肥料溢出、地面平整度不好、肥料堵塞等問(wèn)題。通過(guò)對(duì)平地輥進(jìn)行改進(jìn)，將“一字型”輪體改為“八字型”輪體，保證了土地平整（誤差≤2.0 cm），達(dá)到了插秧和施肥精度，且比“一字型”輪體作業(yè)增產(chǎn)15.0 kg/667 m2左右。通過(guò)對(duì)排肥管道熱風(fēng)輸肥系統(tǒng)、排肥出口螺旋推送裝置的改良設(shè)計(jì)，解決了管道肥料堵塞問(wèn)題。洋馬插秧機(jī)機(jī)械化側(cè)深施肥裝置經(jīng)改進(jìn)后，預(yù)期能夠滿足水田標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)需求。

參考文獻(xiàn)

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Improved Design of Mechanized Side Deep Fertilization

Device of Yangma Rice Transplanter

LIU Bao1， CHE Gang2， WAN Lin2， ZHANG Guihong2

（1. Heilongjiang Nongjiang Farm， Kiamusze Heilongjiang 156335， China; 2. College of Engineering， Heilongjiang Bayi Agricultural University， Daqing Heilongjiang 163319， China）

Abstract： In order to improve the technical indexes of mechanized side deep fertilization of Yangma rice transplanter， the mechanized side deep fertilization device was developed and improved on the basis of meeting the requirements of standardized rice transplanting. The data analysis of field comparative experiment shows that： The improved design of leveling land roller and heat ventilation and moisture-proof device for fertilization plays an important role in realizing precise fertilization and improving the working performance of side-deep fertilization device， which can lay a foundation for comprehensively popularizing mechanized fertilization technology and improving the economic benefits of rice.

Key words： rice; transplanter; side deep fertilization; improved design