一種玉米穴施肥裝置的設(shè)計(jì)

摘要：為提升玉米穴施肥播種作業(yè)效率，設(shè)計(jì)一種穴施肥裝置。介紹該裝置的總體結(jié)構(gòu)與工作原理，闡述關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)方案。靜態(tài)試驗(yàn)和田間試驗(yàn)結(jié)果表明，該裝置的工作性能和作業(yè)效果滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，為穴施肥播種技術(shù)裝備研發(fā)提供了一種技術(shù)方案。

關(guān)鍵詞：玉米； 穴施肥； 排肥裝置； 設(shè)計(jì)； 試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：S224.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2024）05-0042-02

化肥的使用能夠迅速補(bǔ)充土壤中的養(yǎng)分，提高土壤肥力，促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育，從而提高農(nóng)作物產(chǎn)量。化肥在我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起著重要作用[1]，但糧食產(chǎn)量增長(zhǎng)對(duì)化肥的過(guò)度依賴導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與自然環(huán)境之間的矛盾不斷加劇，因此，合理施用化肥、提高化肥利用率、減少化肥施用量具有重要意義。施肥方式是影響化肥利用率的重要因素之一[2]，我國(guó)機(jī)械施肥方式主要有條施肥和穴施肥兩種。條施肥方式進(jìn)行連續(xù)不斷的施肥，此方式下肥料不能完全被作物吸收，肥料利用率低，肥料浪費(fèi)嚴(yán)重。穴施肥方式進(jìn)行定點(diǎn)定量的施肥[3]，此方式下單穴肥料供應(yīng)單穴作物，肥料分布在作物根系吸收范圍內(nèi)，肥料利用率高，還可以減少化肥施用量和環(huán)境污染。目前，我國(guó)玉米種植中主要采用條施肥方式；而玉米穴施肥技術(shù)發(fā)展緩慢，現(xiàn)有穴施肥裝置存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、作業(yè)效率低、成穴效果差等問(wèn)題，市場(chǎng)上缺乏成熟機(jī)具[4]。為此，設(shè)計(jì)一種玉米穴施肥裝置，以提升穴施肥作業(yè)效果，促進(jìn)玉米穴施肥技術(shù)的推廣應(yīng)用。

1總體設(shè)計(jì)

1.1整機(jī)結(jié)構(gòu)

玉米穴施肥裝置主要由固定架、肥箱、排肥器、排肥管、肥料暫存管、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、地輪等組成（如圖1所示）。肥箱下面安裝有排肥器，排肥器下面依次是排肥管、肥料暫存管，排肥管一端連接排肥器的輸出口，另一端連接肥料暫存管的上端，肥料暫存管下面設(shè)有控制排肥的擋板。排肥器采用外槽輪式，排肥器、凸輪機(jī)構(gòu)由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)地輪的滾動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)。凸輪機(jī)構(gòu)控制擋板的定時(shí)開(kāi)閉，按農(nóng)藝要求完成穴施肥作業(yè)。該裝置適用于粉末或顆粒狀松散性較好的固體肥料的施用，所施用肥料需符合國(guó)家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，以達(dá)到良好的作業(yè)效果。

1.2工作原理

作業(yè)前，將肥料加入肥箱，注意不要壓實(shí)。通過(guò)改變排肥器槽輪的工作長(zhǎng)度來(lái)調(diào)節(jié)排放量。作業(yè)時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)排肥器，肥料靠槽輪的推動(dòng)和肥料的重力落入排肥管，然后進(jìn)入肥料暫存管腔內(nèi)，此時(shí)肥料暫存管下部被擋板封閉。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)按照玉米播種的農(nóng)藝要求來(lái)調(diào)節(jié)、控制擋板的開(kāi)閉，實(shí)現(xiàn)肥料間歇排肥，循環(huán)反復(fù)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)的穴施肥作業(yè)。

2關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

2.1排肥機(jī)構(gòu)

排肥機(jī)構(gòu)主要由固定架、肥箱、排肥器、排肥管、肥料暫存管等組成，其中固定架由肥箱托板、側(cè)板、上橫板、中橫板、下橫板組成（如圖2所示）。肥箱、排肥器安裝在肥箱托板上，肥料暫存管焊接在中橫板、下橫板上，肥料暫存管的下端設(shè)有傾斜排肥口，肥料暫存管的斜面上端設(shè)有鉸接圓孔，排肥器的排肥口與肥料暫存管間用排肥管連接，排肥管為軟管。作業(yè)時(shí)，排肥器定量向肥料暫存管排入肥料，以防止肥料下落時(shí)發(fā)生堵塞現(xiàn)象。

2.2排肥控制機(jī)構(gòu)

排肥控制機(jī)構(gòu)由固定架、軸承、凸輪、滾子、鏈輪、從動(dòng)桿、復(fù)位彈簧、限位套、肥料擋板等組成（如圖3所示）。固定架與機(jī)架相連，軸承安裝在上橫板上，軸承用于支撐轉(zhuǎn)軸，軸承的一端安裝有凸輪，另一端安裝有鏈輪，鏈輪通過(guò)傳動(dòng)鏈連接地輪。固定架的中橫板、下橫板上設(shè)有同心圓孔，從動(dòng)桿安裝于同心圓孔中，可沿同心圓孔上下移動(dòng)。從動(dòng)桿上端設(shè)有滾子，下端設(shè)有柱軸，中間設(shè)有復(fù)位彈簧限位套。從動(dòng)桿上端的滾子與凸輪滾動(dòng)連接，在復(fù)位彈簧作用下滾子與凸輪接觸。從動(dòng)桿下端的柱軸與轉(zhuǎn)臂的U型槽連接，從動(dòng)桿上下移動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)臂擺動(dòng)。肥料檔板由轉(zhuǎn)臂、擋板等組成，轉(zhuǎn)臂、擋板為一體結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)臂一端與從動(dòng)桿下端通過(guò)U型槽連接，轉(zhuǎn)臂和擋板連接處設(shè)有鉸接孔，其與肥料暫存管斜面上端的鉸接圓孔鉸接連接。擋板上面與肥料暫存管出肥口斜面相配合，通過(guò)從動(dòng)桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)控制擋板的開(kāi)閉，實(shí)現(xiàn)間歇排肥，完成穴施肥作業(yè)。

3性能試驗(yàn)

3.1靜態(tài)試驗(yàn)

2023年5月在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行靜態(tài)試驗(yàn)，驗(yàn)證玉米穴施肥裝置的排肥性能。結(jié)果表明，其排肥量變異系數(shù)為6.83%，施肥均勻變異系數(shù)為5.68%，滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2田間試驗(yàn)

2023年5月在遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)地進(jìn)行田間試驗(yàn)，驗(yàn)證玉米穴施肥裝置的工作性能和作業(yè)效果。結(jié)果表明，其施肥深度合格率為81.4%，種肥縱向距離均值為5.54 cm，滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

4結(jié)論

玉米穴施肥裝置結(jié)構(gòu)合理，其工作性能和作業(yè)效果均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，可以為玉米穴施肥播種技術(shù)的推廣應(yīng)用提供裝備支持。