多功能鋪膜滴灌播種施肥機(jī)的設(shè)計(jì)

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(diǎn)，設(shè)計(jì)一款多功能鋪膜滴灌播種施肥機(jī)。介紹機(jī)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(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路和特點(diǎn)，論述機(jī)具的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，為推廣應(yīng)用玉米大壟雙行種植技術(shù)提供配套機(jī)具。

關(guān)鍵詞：播種機(jī);鋪膜;滴灌;設(shè)計(jì);施肥

中圖分類號(hào)：S223.2+4;S513 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號(hào)：1674-1161（2020）06-0016-03

遼寧省水資源短缺嚴(yán)重，人均水資源占有量?jī)H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(jī)大多采用整體式框架結(jié)構(gòu)，工作部件的位置相對(duì)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(jī)械化研究所設(shè)計(jì)一款多功能鋪膜滴灌播種施肥機(jī)，可一次完成開溝、施肥、起壟、覆膜、播種、鎮(zhèn)壓等多項(xiàng)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(shí)用配套機(jī)具。

1 鋪膜滴灌播種施肥機(jī)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(jī)主要由懸掛機(jī)構(gòu)、機(jī)架、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、施肥機(jī)構(gòu)、碎土機(jī)構(gòu)、起壟機(jī)構(gòu)、滴管帶鋪設(shè)機(jī)構(gòu)、鋪膜機(jī)構(gòu)、覆土機(jī)構(gòu)、播種機(jī)構(gòu)和鎮(zhèn)壓機(jī)構(gòu)組成，具體結(jié)構(gòu)見圖1。機(jī)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(xiàng)作業(yè)。在普通鋪膜機(jī)的功能上增加了碎土功能，種床細(xì)碎有利于后續(xù)的播種作業(yè)。同時(shí)，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(jī)采用大壟雙行作業(yè)模式。作業(yè)時(shí)，拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸提供動(dòng)力，通過傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)兩側(cè)旋轉(zhuǎn)起壟刀片旋轉(zhuǎn)起壟，同時(shí)施肥機(jī)構(gòu)將肥料側(cè)深施于外側(cè)和中間;此后，由傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)碎土輪對(duì)苗帶進(jìn)行碎土，再鋪設(shè)地膜及滴灌帶，并由覆土機(jī)構(gòu)對(duì)地膜進(jìn)行覆土，最后進(jìn)行膜上播種作業(yè)。

2 鋪膜滴灌播種施肥機(jī)重要部件的設(shè)計(jì)

2.1 機(jī)架與懸掛機(jī)構(gòu)

機(jī)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(jī)構(gòu)與機(jī)架連接，連接方管套裝于前橫梁上，并可沿前橫梁橫向移動(dòng)。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(dòng)。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(jī)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(duì)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(jī)架的前端鉸接于圓管，排種調(diào)節(jié)桿鉸接于圓管。

拖拉機(jī)與機(jī)具采用三點(diǎn)懸掛式連接。懸掛機(jī)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(qiáng)板連接耳等部件，具體結(jié)構(gòu)見圖2。連接方管套接在機(jī)架前橫梁上，通過調(diào)整調(diào)整絲桿帶動(dòng)調(diào)整絲桿螺母移動(dòng)，從而帶動(dòng)懸掛機(jī)構(gòu)橫向移動(dòng)，進(jìn)而調(diào)整機(jī)具相懸掛機(jī)構(gòu)的位置。

2.2 施肥機(jī)構(gòu)

施肥機(jī)構(gòu)主要包括肥箱、電動(dòng)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(gè)電動(dòng)排肥器，其由拖拉機(jī)供電裝置驅(qū)動(dòng)，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(dòng)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(gè)電動(dòng)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(jī)構(gòu)

起壟機(jī)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(shí)，拖拉機(jī)的動(dòng)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(jī)構(gòu)

碎土機(jī)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(gè)安裝孔位，通過調(diào)節(jié)與螺旋碎土輪的相對(duì)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(shí)，螺旋碎土輪快速滾動(dòng)將土壤壓碎，螺旋碎土輪通過滑動(dòng)整理苗床，確保土壤細(xì)碎平整。

2.5 滴管帶鋪設(shè)機(jī)構(gòu)

滴管帶鋪設(shè)機(jī)構(gòu)主要包括滴灌帶的輪固定架、帶輪、引導(dǎo)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(dǎo)向輪組成，見圖4。作業(yè)時(shí)，開溝器隨機(jī)具前進(jìn)開出溝槽，滴灌帶由引導(dǎo)環(huán)、開溝器的導(dǎo)向輪鋪放于所開溝槽內(nèi)。

2.6 鋪膜、覆土機(jī)構(gòu)

鋪膜機(jī)構(gòu)由地膜掛架機(jī)構(gòu)、展膜機(jī)構(gòu)及托膜管組成，見圖5。地膜掛架機(jī)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(dòng)靈活可靠。展膜機(jī)構(gòu)展膜機(jī)構(gòu)下端設(shè)有展膜輥，利用彈簧的張緊作用確保鋪膜時(shí)地膜平整且與土壤接觸均勻、不架空。鋪膜作業(yè)時(shí)，地膜放下后，由托膜管及展膜輥鋪放于苗床之上。

覆土機(jī)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(jìn)行調(diào)整，確保地膜的覆土量充足。

2.7 播種、鎮(zhèn)壓機(jī)構(gòu)

播種機(jī)構(gòu)包括播種機(jī)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(jī)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(jī)機(jī)構(gòu)平穩(wěn)作業(yè)，使播種質(zhì)量穩(wěn)定。

鎮(zhèn)壓機(jī)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(jī)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(jì)多功能覆膜滴灌播種施肥機(jī)時(shí)，選用左右配置的旋轉(zhuǎn)葉片式起壟機(jī)構(gòu)和螺旋式碎土平地機(jī)構(gòu)代替地輪，確保苗床土細(xì)碎、平整，利于土壤保墑增效;懸掛機(jī)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(jī)具結(jié)構(gòu)緊湊合理、使用調(diào)整方便、適應(yīng)性強(qiáng)，是玉米全膜覆蓋栽培技術(shù)的理想配套機(jī)具。

參考文獻(xiàn)

[1] 牟力.遼寧省玉米膜下滴灌播種機(jī)械化技術(shù)及其推廣應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2015（3）：5-6.

[2] 中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院.中國農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2007.

[3] 顏利民. 旱作水稻滴灌鋪膜播種機(jī)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)與研究[D].石河子：石河子大學(xué)，2014.

[4] 李強(qiáng). 玉米移栽機(jī)滴灌帶鋪設(shè)裝置設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D].沈陽：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.