多功能鋪膜滴灌播種施肥機的設(shè)計

劉忠澤 李開宇 周偉艷 孟欣

摘要：根據(jù)遼寧地區(qū)玉米大壟雙行種植技術(shù)的特點，設(shè)計一款多功能鋪膜滴灌播種施肥機。介紹機具的結(jié)構(gòu)組成和工作原理，概述施肥、起壟、覆膜、播種、鎮(zhèn)壓機構(gòu)的設(shè)計思路和特點，論述機具的優(yōu)勢和特點，為推廣應(yīng)用玉米大壟雙行種植技術(shù)提供配套機具。

關(guān)鍵詞：播種機;鋪膜;滴灌;設(shè)計;施肥

中圖分類號：S223.2+4;S513 ? ?文獻標識碼：A ? ?文章編號：1674-1161（2020）06-0016-03

遼寧省水資源短缺嚴重，人均水資源占有量僅為全國的1/3。為確保以遼西為代表的干旱半干旱地區(qū)的玉米增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，遼寧省于2012年開始推廣應(yīng)用覆膜滴灌播種技術(shù)。然而，現(xiàn)有的覆膜滴灌播種機大多采用整體式框架結(jié)構(gòu)，工作部件的位置相對固定，播種行距不可調(diào)，且苗床凹凸不平、土壤顆粒較大。為此，遼寧省農(nóng)業(yè)機械化研究所設(shè)計一款多功能鋪膜滴灌播種施肥機，可一次完成開溝、施肥、起壟、覆膜、播種、鎮(zhèn)壓等多項作業(yè)，且播種行距調(diào)節(jié)方便，為玉米大壟雙行種植提供實用配套機具。

1 鋪膜滴灌播種施肥機的結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)組成

多功能鋪膜滴灌播種施肥機主要由懸掛機構(gòu)、機架、傳動機構(gòu)、施肥機構(gòu)、碎土機構(gòu)、起壟機構(gòu)、滴管帶鋪設(shè)機構(gòu)、鋪膜機構(gòu)、覆土機構(gòu)、播種機構(gòu)和鎮(zhèn)壓機構(gòu)組成，具體結(jié)構(gòu)見圖1。機具一次作業(yè)可完成開溝、施肥、起壟、覆膜、覆土壓膜、播種、鎮(zhèn)壓等多項作業(yè)。在普通鋪膜機的功能上增加了碎土功能，種床細碎有利于后續(xù)的播種作業(yè)。同時，大壟雙行中間設(shè)有施肥裝置，能夠減少肥料流失，利于肥料被充分利用。

1.2 工作原理

該機采用大壟雙行作業(yè)模式。作業(yè)時，拖拉機動力輸出軸提供動力，通過傳動系統(tǒng)帶動兩側(cè)旋轉(zhuǎn)起壟刀片旋轉(zhuǎn)起壟，同時施肥機構(gòu)將肥料側(cè)深施于外側(cè)和中間;此后，由傳動系統(tǒng)驅(qū)動碎土輪對苗帶進行碎土，再鋪設(shè)地膜及滴灌帶，并由覆土機構(gòu)對地膜進行覆土，最后進行膜上播種作業(yè)。

2 鋪膜滴灌播種施肥機重要部件的設(shè)計

2.1 機架與懸掛機構(gòu)

機架由前橫梁、縱梁、二橫梁、三橫梁、變速箱安裝板等組成。懸掛機構(gòu)與機架連接，連接方管套裝于前橫梁上，并可沿前橫梁橫向移動。前橫梁的一側(cè)設(shè)有調(diào)整絲桿限位固定耳，用于限制調(diào)整絲桿移動。前橫梁中前部放置中間施肥開溝器固定架，中后部設(shè)有肥料收集器。

機架一側(cè)上方有變速箱輸出軸支撐軸承的固定架，下方兩側(cè)對稱設(shè)有旋耕起壟裝置支撐軸承的固定架，中后上方有地膜支撐裝置固定架，中后上方兩側(cè)分別有展膜輥固定架及覆土裝置固定架，后上方設(shè)有圓管和圓管。播種機架的前端鉸接于圓管，排種調(diào)節(jié)桿鉸接于圓管。

拖拉機與機具采用三點懸掛式連接。懸掛機構(gòu)包括下、下懸掛銷，主框架，連接方管，調(diào)整絲桿螺母，上懸掛板，加強板連接耳等部件，具體結(jié)構(gòu)見圖2。連接方管套接在機架前橫梁上，通過調(diào)整調(diào)整絲桿帶動調(diào)整絲桿螺母移動，從而帶動懸掛機構(gòu)橫向移動，進而調(diào)整機具相懸掛機構(gòu)的位置。

2.2 施肥機構(gòu)

施肥機構(gòu)主要包括肥箱、電動排肥器、前中央雙圓盤開溝器、施肥開溝器和肥料收集器。肥箱安裝有4個電動排肥器，其由拖拉機供電裝置驅(qū)動，通過電子控制器控制排肥轉(zhuǎn)速，從而控制排肥量。安裝于內(nèi)側(cè)的電動排肥器通過排肥管將肥料投放到肥料收集器后，再輸送至中央雙圓盤施肥開溝器，最后施于土壤。而安裝于外側(cè)的2個電動排肥器通過后排肥管將肥料輸送到施肥開溝器。

2.3 起壟機構(gòu)

起壟機構(gòu)包括變速箱、支撐軸承、鏈輪、軸、起壟刀片等部件。作業(yè)時，拖拉機的動力經(jīng)變速箱的輸入端輸入和輸出端輸出后，通過鏈輪、鏈條、鏈輪傳送至起壟刀片，由起壟刀片完成起壟作業(yè)，為后續(xù)的鋪膜作業(yè)創(chuàng)造條件。

2.4 碎土機構(gòu)

碎土機構(gòu)包括螺旋碎土輪、輪軸、鎖緊銷和支承軸承，詳見圖3。輪軸上設(shè)有多個安裝孔位，通過調(diào)節(jié)與螺旋碎土輪的相對位置，可調(diào)節(jié)螺旋碎土輪的軸向。螺旋碎土輪采用螺旋式結(jié)構(gòu)，用圓鋼材料制成。作業(yè)時，螺旋碎土輪快速滾動將土壤壓碎，螺旋碎土輪通過滑動整理苗床，確保土壤細碎平整。

2.5 滴管帶鋪設(shè)機構(gòu)

滴管帶鋪設(shè)機構(gòu)主要包括滴灌帶的輪固定架、帶輪、引導環(huán)、開溝器等。滴灌帶輪置于滴灌帶輪固定架上，其上卷有滴灌帶。滴灌帶開溝器由滴灌帶開溝器和導向輪組成，見圖4。作業(yè)時，開溝器隨機具前進開出溝槽，滴灌帶由引導環(huán)、開溝器的導向輪鋪放于所開溝槽內(nèi)。

2.6 鋪膜、覆土機構(gòu)

鋪膜機構(gòu)由地膜掛架機構(gòu)、展膜機構(gòu)及托膜管組成，見圖5。地膜掛架機構(gòu)又包括掛膜輪、彈簧、掛膜輪固定板等部件。彈簧使掛膜輪與地膜緊密接觸，確保掛接地膜轉(zhuǎn)動靈活可靠。展膜機構(gòu)展膜機構(gòu)下端設(shè)有展膜輥，利用彈簧的張緊作用確保鋪膜時地膜平整且與土壤接觸均勻、不架空。鋪膜作業(yè)時，地膜放下后，由托膜管及展膜輥鋪放于苗床之上。

覆土機構(gòu)由安裝卡子、鎖緊螺母、單圓盤覆土器組成，見圖6。單圓盤覆土器的角度可進行調(diào)整，確保地膜的覆土量充足。

2.7 播種、鎮(zhèn)壓機構(gòu)

播種機構(gòu)包括播種機架、滾輪式排種器、排種調(diào)節(jié)桿、張緊裝置和支承桿。播種機架中間裝設(shè)有滾輪式排種器。張緊裝置使?jié)L輪式排種器與苗床接觸良好，確保播種機機構(gòu)平穩(wěn)作業(yè)，使播種質(zhì)量穩(wěn)定。

鎮(zhèn)壓機構(gòu)包括鎮(zhèn)壓輪支臂、彈簧、鎮(zhèn)壓輪、調(diào)節(jié)板等。鎮(zhèn)壓輪支臂與播種機架的后部支臂相連，利用彈簧的張緊作用使鎮(zhèn)壓輪與地面緊密接觸，確保鎮(zhèn)壓效果。

3 結(jié)論

設(shè)計多功能覆膜滴灌播種施肥機時，選用左右配置的旋轉(zhuǎn)葉片式起壟機構(gòu)和螺旋式碎土平地機構(gòu)代替地輪，確保苗床土細碎、平整，利于土壤保墑增效;懸掛機構(gòu)可根據(jù)農(nóng)藝要求調(diào)節(jié)，使播種作業(yè)的行距在400～600 cm范圍內(nèi)可調(diào)。總的來說，機具結(jié)構(gòu)緊湊合理、使用調(diào)整方便、適應(yīng)性強，是玉米全膜覆蓋栽培技術(shù)的理想配套機具。

參考文獻

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