郭新剛，張魯云，何興村

（1.新疆科神農(nóng)業(yè)裝備科技開(kāi)發(fā)股份有限公司，新疆　石河子832000；2.新疆農(nóng)墾科學(xué)院機(jī)械裝備研究所）

2F-2.0型液壓翻轉(zhuǎn)葡萄施肥機(jī)的研制

郭新剛1，張魯云2※，何興村2

（1.新疆科神農(nóng)業(yè)裝備科技開(kāi)發(fā)股份有限公司，新疆石河子832000；2.新疆農(nóng)墾科學(xué)院機(jī)械裝備研究所）

摘要：新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)近年來(lái)大力發(fā)展林果業(yè)，葡萄種植面積不斷增加，對(duì)葡萄深施廄肥的需求量也隨之加大。新疆科神農(nóng)業(yè)裝備科技開(kāi)發(fā)股份有限公司與石河子迪生科技有限公司針對(duì)兵團(tuán)葡萄種植業(yè)的需求，聯(lián)合研制開(kāi)發(fā)了2F- 2.0型半懸掛液壓翻轉(zhuǎn)葡萄施肥機(jī)。該機(jī)用于葡萄深施廄肥的作業(yè)，能夠一次完成開(kāi)溝、施肥、覆土多道工序，是一種性能優(yōu)良的葡萄施肥機(jī)。

關(guān)鍵詞：葡萄產(chǎn)業(yè)；施肥機(jī)；廄肥；機(jī)械化作業(yè)

近年來(lái)，新疆和兵團(tuán)各級(jí)政府積極發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，大力發(fā)展葡萄種植業(yè)。兵團(tuán)八師、六師、五師釀酒葡萄和鮮食葡萄種植面積大幅增加[1]，2013年僅八師葡萄種植面積已超過(guò)2.67萬(wàn)hm2。葡萄種植面積的快速發(fā)展，帶來(lái)了激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，市場(chǎng)對(duì)葡萄的綠色環(huán)保、口感、色相、品質(zhì)等提出來(lái)更高的要求。多施有機(jī)肥料和廄肥，可達(dá)到綠色環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，大大改善了葡萄口感、色相、耐儲(chǔ)存性等品質(zhì)，提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

但目前新疆特色林果業(yè)生產(chǎn)種植環(huán)節(jié)中施肥機(jī)械化水平很低，尚沒(méi)有比較成熟的深施廄肥聯(lián)合作業(yè)的施肥機(jī)真正用于實(shí)際生產(chǎn)，施肥作業(yè)工作量大，耗用勞動(dòng)力多、作業(yè)效率低,成本高。傳統(tǒng)落后的人工挖溝施肥方式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了新疆葡萄大面積、規(guī)模化、現(xiàn)代化管理的要求。根據(jù)兵團(tuán)葡萄種植產(chǎn)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化的要求，必須降低生產(chǎn)成本，提高技術(shù)裝備水平。因此，研制深施廄肥的葡萄施肥機(jī)械，是兵團(tuán)大力發(fā)展葡萄產(chǎn)業(yè)亟需解決的問(wèn)題。

1　葡萄施肥機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)外固體廄肥多采用輸送帶式和甩鏈?zhǔn)綆嗜霾C(jī)[2]，典型的有前蘇聯(lián)生產(chǎn)的1-TY-325型單軸半懸掛廄肥撒肥機(jī)及雙軸式撒肥機(jī)。德國(guó)門格勒公司生產(chǎn)立式四列擊肥軸撒肥機(jī)屬輸送帶式撒肥機(jī)。英國(guó)霍華德公司生產(chǎn)了SPR250型甩鏈?zhǔn)蕉逊嗜龇蕶C(jī)。法國(guó)呂卡公司生產(chǎn)了牽引式自走式裝肥撒肥機(jī)。

國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了各種各樣的葡萄施肥機(jī)，但目前尚沒(méi)有比較成熟的深施廄肥聯(lián)合作業(yè)的施肥機(jī)真正用于生產(chǎn)。在八師，葡萄施肥主要采用以下方法：一是采取人工挖坑、人工施肥、人工覆土；二是機(jī)械打孔、人工施肥、人工覆土。這些方法，不僅工作量大、耗用勞動(dòng)力多、作業(yè)效率低，而且成本高、易破壞地表，容易引發(fā)水土流失，并對(duì)果樹(shù)根系造成較大的損傷。

新疆科神農(nóng)業(yè)裝備科技開(kāi)發(fā)股份有限公司和石河子迪生科技有限公司針對(duì)兵團(tuán)大力發(fā)展葡萄種植業(yè)的要求，研制開(kāi)發(fā)了新型2F-2.0型半懸掛液壓翻轉(zhuǎn)葡萄施肥機(jī)，現(xiàn)該機(jī)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)已基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，技術(shù)趨于成熟，為產(chǎn)品推向市場(chǎng)和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化打下了良好的基礎(chǔ)。

2　結(jié)構(gòu)原理

圖1　葡萄施肥機(jī)結(jié)構(gòu)1.行走地輪2.翻轉(zhuǎn)油缸3.肥箱4.絞龍5.開(kāi)溝鏟齒6.傳動(dòng)軸7.齒輪箱8.鏈?zhǔn)介_(kāi)溝器

該施肥機(jī)主要由懸掛架[3]、液壓翻轉(zhuǎn)肥料箱、機(jī)架、鏈?zhǔn)介_(kāi)溝器、絞龍、行走地輪、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、離合器等部分組成（圖1）。該機(jī)由拖拉機(jī)半懸掛作業(yè)，工作時(shí)，拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸輸出動(dòng)力驅(qū)動(dòng)齒輪箱，齒輪箱的鏈輪與主軸鏈輪相連，帶動(dòng)主軸及鏈?zhǔn)介_(kāi)溝器高速旋轉(zhuǎn)，操縱拖拉機(jī)前進(jìn)、懸掛下降，進(jìn)行開(kāi)溝作業(yè)。此時(shí)主軸動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、離合器驅(qū)動(dòng)絞龍旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)肥料移動(dòng)出肥，肥料通過(guò)肥箱一側(cè)的出肥槽進(jìn)入溝底，隨后覆土。肥箱底部的一半和肥箱兩側(cè)為一體，并與絞龍下部的肥箱底部鉸接，肥箱底部活動(dòng)部分與機(jī)架之間設(shè)有油缸，當(dāng)肥箱絞龍上部的肥料用完后，操縱液壓手柄，肥箱底部的油缸工作，推動(dòng)肥箱底部活動(dòng)部分和兩側(cè)襯板向絞龍方向翻轉(zhuǎn)，把肥料推向絞龍方向，強(qiáng)制肥料流動(dòng)，避免出現(xiàn)肥料堵塞、架空、剩余肥料過(guò)多等現(xiàn)象。該機(jī)用于葡萄深施廄肥的作業(yè)，能夠一次完成開(kāi)溝、施肥、覆土等多道工序。

3　主要技術(shù)參數(shù)

配套動(dòng)力（kW）≥33.75

施肥深度（cm）≥35

載肥重量（t）≥1.5

下肥量（kg/m）≥10

純小時(shí)生產(chǎn)率（hm2/h）0.6

4　主要工作部件

4.1肥箱

肥箱首先是容積的確定[4]，農(nóng)家肥撒施量一般為施精肥15～20 m3/hm2。按照田間地塊的實(shí)際長(zhǎng)度（一般為500 m）確定撒肥工作幅寬為2.0 m，以肥料中密度較小的顆粒尿素來(lái)計(jì)算，肥箱容積設(shè)計(jì)為1.5 m3。肥箱下方錐面與水平面夾角為60°，大于化肥的休止角（33°～50°），確保肥料順利向下排出肥箱。

4.2挖溝覆土裝置

挖溝覆土裝置主要完成挖溝與覆土工作，挖溝機(jī)構(gòu)主要由松土開(kāi)溝鏟組成，松土開(kāi)溝鏟裝配在懸掛機(jī)架上，拖拉機(jī)行走時(shí)開(kāi)溝鏟開(kāi)始工作，開(kāi)溝裝置如圖2，并在排肥后利用行走輪進(jìn)行覆土鎮(zhèn)壓。

圖2　葡萄施肥機(jī)開(kāi)溝裝置

4.3傳動(dòng)裝置

傳動(dòng)系統(tǒng)主要由行走輪、減速箱、離合器、鏈輪、鏈條、傳動(dòng)軸等組成，實(shí)現(xiàn)即走即施（行走輪轉(zhuǎn)動(dòng)即開(kāi)始施肥）。

4.4施肥裝置

施肥系統(tǒng)由施肥箱、排肥控制器、施肥管、四連桿機(jī)構(gòu)，通過(guò)控制排肥裝置排出定量的肥料。

5　田間試驗(yàn)

2014年5月，2F-2.0型半懸掛液壓翻轉(zhuǎn)葡萄施肥機(jī)在石河子145團(tuán)4連進(jìn)行了田間試驗(yàn)。配套動(dòng)力為福田雷沃554型拖拉機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率40.4 kW，牽引力12 kN，試驗(yàn)地塊面積約為20 hm2（圖3）。

圖3　葡萄施肥機(jī)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)

經(jīng)田間實(shí)地測(cè)試，2F-2.0型半懸掛液壓翻轉(zhuǎn)葡萄施肥機(jī)各種性能數(shù)據(jù)指標(biāo)良好，施肥機(jī)行走平穩(wěn)，肥料撒施均勻，開(kāi)溝深度達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，取得了預(yù)期效果（表1）。

表1　半懸掛液壓翻轉(zhuǎn)葡萄施肥機(jī)性能試驗(yàn)結(jié)果

6　機(jī)具特點(diǎn)

（1）現(xiàn)有葡萄施肥機(jī)均為懸掛式，載肥重量較小，載肥量一般不超過(guò)400 kg，效率較低。該葡萄施肥機(jī)在技術(shù)上進(jìn)行了創(chuàng)新，綜合了懸掛式施肥機(jī)和牽引式施肥機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，使載肥量大大提高，是懸掛式施肥機(jī)的4～5倍，節(jié)約了裝肥料的時(shí)間，大大提高了工作效率。

（2）現(xiàn)有葡萄施肥機(jī)基本是采用圓盤刀旋轉(zhuǎn)開(kāi)溝[5]，本機(jī)采用鏈?zhǔn)介_(kāi)溝器（圖2）。鏈?zhǔn)介_(kāi)溝器同時(shí)切削土壤的刀片是圓盤刀的3倍以上，切削速度快，可與一般普通拖拉機(jī)的行進(jìn)速度匹配，適應(yīng)性好。

圓盤刀開(kāi)溝器必須與帶有爬行檔的拖拉機(jī)匹配才能工作，適應(yīng)性差；另一方面，鏈?zhǔn)介_(kāi)溝器開(kāi)溝質(zhì)量好，虛土厚度小于5 cm，圓盤刀開(kāi)溝器開(kāi)溝質(zhì)量差，虛土厚度大于8 cm。

（3）獨(dú)特的肥箱設(shè)計(jì)，施肥箱可液壓翻轉(zhuǎn)。當(dāng)絞龍上部和周圍的肥料用盡，施肥箱內(nèi)部液壓翻轉(zhuǎn)，強(qiáng)制肥料流動(dòng)，避免肥料堵塞、架空、剩余肥料過(guò)多的現(xiàn)象發(fā)生。

7　應(yīng)用前景

新疆獨(dú)特的光熱資源和地理位置，為優(yōu)質(zhì)水果生產(chǎn)提供了得天獨(dú)厚的生長(zhǎng)條件并形成特色林果業(yè)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)。據(jù)自治區(qū)農(nóng)機(jī)局資料顯示，目前新疆標(biāo)準(zhǔn)化種植模式種植鮮食葡萄、釀酒葡萄和制干葡萄已超過(guò)20萬(wàn)hm2。按每臺(tái)施肥機(jī)作業(yè)33.3 hm2計(jì)算，全區(qū)需葡萄施肥機(jī)6 000臺(tái)，因此應(yīng)用前景廣闊。

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通訊作者：張魯云

基金項(xiàng)目：第八師科技中小企業(yè)創(chuàng)新基金（2015QY02）

收稿日期：2015-08-02

文章編號(hào)：1007-7782（2015）04-0005-03

中圖分類號(hào):S224.22

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi:10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2015.04.001