一種花生小壟仿形鎮壓工作裝置的研制

陳 良

（遼寧省農業機械化研究所，沈陽 110161）

花生作為我國的重要油料作物之一，在食品、藥品、工業等領域都有廣泛應用[1]。2021 年，中國的花生產量約1 650 萬t，總產量和出口量均居世界第一。中國花生種植區域廣泛、自然條件多樣，花生主產區形成了復雜多樣的種植模式。遼寧以春花生為主，均為壟作。充分挖掘現有資源的生產潛力，是實現糧油雙增的有效途徑。良好的種植模式可改善作物個體與群體的結構關系，達到通風透光、提高葉面積指數、增強光合作用等效果。小壟雙行交錯種植模式是一種適合遼寧的種植模式，可改善花生植株生育環境、提升莢果產量、促使植株生育健壯、增強花生抗逆性[2]，從而實現群體增產。因此，小壟雙行交錯種植模式在遼寧得到廣泛推廣應用，但相關配套機具還沒有跟上，現有機具在鎮壓作業過程中存在脫壟問題，導致鎮壓效果不理想，作業質量達不到農藝要求。對此，研制一種花生小壟仿形鎮壓工作裝置[3]，該機不僅能夠實現縱向仿形、橫向仿形，而且能在壟側導向機構控制下，使導向輥不脫壟，確保覆土鎮壓效果，為花生產業化發展提供技術支撐。

1 總體結構及結構特點

1.1 總體結構

花生小壟仿形鎮壓工作裝置包括縱向仿形機構、橫向仿形機構、鎮壓機構和壟側仿形機構，如圖1 所示。

圖1 總體結構示意圖Figure 1 Schematic diagram of the overall structure

鎮壓機構通過其鎮壓輥架分別彈性連接橫向仿形機構和壟側仿形機構。縱向仿形機構包括播種單體架、主機架、彈簧芯桿Ⅰ和壓縮彈簧Ⅰ。播種單體架為折彎結構，一端帶有連接主機架的鉸接孔Ⅰ，另一端折彎豎板上開有彈簧芯桿Ⅰ穿過孔，彈簧芯桿Ⅰ上安裝壓縮彈簧Ⅰ，端部伸出穿過孔，通過限位銷Ⅰ限位。主機架一端帶有連接播種單體架的鉸接孔Ⅱ，上有限位板Ⅰ，另一端安裝橫向仿形機構的U 型叉架，彈簧芯桿Ⅰ端部與限位板Ⅰ接觸限位。在鎮壓機構的鎮壓輥帶動下，橫向仿形機構可帶動縱向仿形機構沿鎮壓輥架橫向移動，并沿縱向上下浮動。壟側仿形機構的導向輥沿壟側導向。

1.2 結構特點

1）通過縱向仿形機構，能使鎮壓機構隨地面起伏實現縱向仿形作業。通過橫向仿形機構，能使鎮壓機構隨壟形走向實現縱向仿形作業。側向導向輥機構沿壟側面仿形運動，同時導向輥機構控制鎮壓機構位置，可使鎮壓機構不脫壟，進而確保播種后的鎮壓效果。縱向仿形機構通過播種單體架鉸接主機架，播種單體架上安置彈簧芯桿Ⅰ，其上套有壓縮彈簧Ⅰ，通過壓縮彈簧Ⅰ可使彈簧芯桿Ⅰ與主機架上的限位板Ⅰ接觸限位，從而限制其相對轉動角度，使鎮壓機構隨地面起伏，完成縱向仿形作業。

2）設有橫向仿形裝置，其錐形導向機構可在機具作業過程中沿壟側面進行仿形運動，依靠導向輥機構控制鎮壓機構位置，使鎮壓機構隨壟形走向實現縱向仿形作業，保障鎮壓機構不脫壟和播種后鎮壓效果。

3）壟側仿形機構上的方形滑套可沿支臂橫向移動，用于調節導向輥橫向間距，提高工作裝置的適應性。

4）鎮壓機構中的鎮壓輥采用分體式結構，分別對應苗帶位置設置，能夠確保播種后的鎮壓效果。

2 關鍵零部件設計

2.1 縱向仿形機構

縱向仿形機構包括播種單體架、主機架、彈簧芯桿Ⅰ和壓縮彈簧Ⅰ，如圖2所示。

圖2 縱向仿形機構示意圖Figure 2 Schematic diagram of the longitudinal copying mechanism

在鎮壓機構的鎮壓輥帶動下，橫向仿形機構帶動縱向仿形機構沿鎮壓輥架橫向移動，并沿縱向上下浮動，壟側仿形機構的導向輥沿壟側導向。播種單體架上帶有鉸接孔Ⅰ的端部下方設有限位板Ⅱ，用以限制主機架與播種單體架的轉動角度。

2.2 橫向仿形機構

橫向仿形機構及鎮壓機構如圖3所示，鉸接柱貫穿鎮壓機構橫向連接架，其兩端連接縱向仿形機構U型叉架的彈簧芯桿Ⅱ，鉸接柱和U型叉架間的彈簧芯桿Ⅱ上套有壓縮彈簧Ⅱ。

圖3 橫向仿形機構及鎮壓機構示意圖Figure 3 Schematic diagram of the horizontal copying mechanism and the suppression mechanism

2.3 壟側仿形機構

壟側仿形機構由中間架、支臂、側仿形彈簧芯桿和導向輥機構組成，如圖4所示。

圖4 側向仿形裝置結構示意圖Figure 4 Schematic diagram of the lateral copying device

側仿形彈簧芯桿設在中間架上，套有側仿形彈簧，端部通過限位銷Ⅱ限位。中間架兩側分別鉸接連接支臂，兩側支臂上對稱安裝有方形滑套，方形滑套下方設有導向輥機構。連接桿一端連在錐形導向輥機構的導向輥架上，另一端與側仿形彈簧芯桿鉸接。側仿形彈簧芯桿拉動兩側連接桿，使錐形導向輥具有向內的預緊力。

導向輥機構包括導向輥架、導向輥軸和導向輥。導向輥架為U型框架，其支柱端上的銷柱與方形滑套連接。支柱上設有鉸接孔，用于鉸接側仿形彈簧芯桿。U型框架的封閉端連接導向輥軸，導向輥通過軸承安裝在導向輥軸上。

導向輥呈錐形，近地端外徑小于遠地端外徑。方形滑套可調節，沿支臂移動可調整導向輥橫向間距，并通過鎖緊螺栓固定。

2.4 鎮壓機構

鎮壓機構由鎮壓輥、鎮壓輥架等組成，如圖5所示。

圖5 鎮壓機構結構示意圖Figure 5 Structural diagram of suppression mechanism

鎮壓輥多個，每個分別對應苗帶位置。鎮壓輥架設有橫向連接架和側向連接架，橫向連接架設置鉸接柱，對應U型叉架導向槽一側設有導向柱。

3 試驗與結論

該裝置設計完成后，2021 年春季在沈陽市遼中區滿都戶鎮滿東村花生種植示范基地進行了田間試驗。試驗地塊土質為沙壤土，地勢平坦，肥力均勻，上茬作物為花生，試驗品種為當地種植較為普遍的花生品種308，肥料為花生專用復合肥。試驗結果表明，安裝該裝置的花生小壟雙行播種機能夠實現施肥、播種一體化作業，工作性能穩定，各項作業指標達到了相關要求。與其他花生播種機相比，不僅能夠實現縱向和橫向仿形，而且能在壟側導向機構控制下保障導向輥不脫壟和覆土鎮壓效果，為花生小壟雙行密植栽培提供了配套機具，為當地花生全程機械化提供了裝備支撐。