譚興宇

摘要：研制適于山區(qū)耕地的農(nóng)田清石整地機(jī)械具有重要意義。介紹國(guó)內(nèi)外農(nóng)田清石整地機(jī)的研究現(xiàn)狀，針對(duì)山區(qū)耕地特點(diǎn)設(shè)計(jì)農(nóng)田清石整地機(jī)的主要參數(shù)與結(jié)構(gòu)組成，闡述其工作過(guò)程、創(chuàng)新點(diǎn)及應(yīng)用前景，以期為我國(guó)農(nóng)田清石整地機(jī)械的發(fā)展提供參考

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械 整地機(jī) 山區(qū)耕地 設(shè)計(jì) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：S224.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-1161（2015）02-0025-03

遼寧省撫順市山區(qū)耕地多礫石情況嚴(yán)重，礫石大小不一、形狀各異，隨機(jī)裸露于地表或埋于耕層之中。耕層巾的礫石通過(guò)影響土壤容重、土壤孑L隙率、土壤含水率等土壤物理特性，改變耕地的局部人滲特性，使其極易產(chǎn)生地表徑流、侵蝕，進(jìn)而影響播種質(zhì)量、出苗和作物生長(zhǎng)發(fā)育。同時(shí)，大量礫石摻雜于農(nóng)田之中，給田間管理、機(jī)械化精密播種等機(jī)械作業(yè)帶來(lái)影響。

通過(guò)機(jī)械清理礫石來(lái)改良土壤、促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)和農(nóng)機(jī)化應(yīng)用，可以提高農(nóng)民對(duì)機(jī)械化作業(yè)的積極性，同時(shí)有利于提升機(jī)械化技術(shù)裝備水平。農(nóng)田清石整地機(jī)是一種用于清除農(nóng)田中的礫石，同時(shí)進(jìn)行除茬和松碎土等整地作業(yè)的新型農(nóng)機(jī)具。該機(jī)具的研制以改造礫石含量較高的中低產(chǎn)田為目標(biāo).針對(duì)山區(qū)耕地特點(diǎn)設(shè)計(jì)，對(duì)于改善農(nóng)田耕作條件、促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展具有很大的意義。

1農(nóng)田清石整地機(jī)的研究現(xiàn)狀

最初的類似農(nóng)田清石整地機(jī)型由美國(guó)明尼蘇達(dá)州的一個(gè)農(nóng)民設(shè)計(jì)制造，取名為“土壤撿石機(jī)”，并用了幾年時(shí)問(wèn)進(jìn)行改進(jìn)和田間試驗(yàn)。土壤撿石機(jī)除能夠撿取農(nóng)田石塊外，還能適當(dāng)完成風(fēng)景區(qū)、居民區(qū)、工業(yè)區(qū)等地的石塊撿拾任務(wù)，但其只能撿拾較小型石塊。隨后，美國(guó)、加拿大、俄羅斯等國(guó)家的一些公司先后開(kāi)始了上壤撿石機(jī)的研究與開(kāi)發(fā)。

我國(guó)大部分山區(qū)經(jīng)濟(jì)較落后，山區(qū)耕地中的礫石大多由人工撿拾或者不撿拾。這些礫石的存在對(duì)農(nóng)作物生-長(zhǎng)發(fā)育和農(nóng)業(yè)機(jī)械化作業(yè)造成了嚴(yán)重影響。國(guó)內(nèi)雖有零星撿石機(jī)械的研究，但其用途單一。隨著我國(guó)不斷加大農(nóng)業(yè)基本建設(shè)投入，中低產(chǎn)田改造被列為重點(diǎn)項(xiàng)目，農(nóng)田清石工作越來(lái)越重要，清石機(jī)械技術(shù)將得到快速發(fā)展。

2農(nóng)田清石整地機(jī)的主要參數(shù)

農(nóng)田清石整地機(jī)采用機(jī)械方式將農(nóng)田中一定耕層內(nèi)的礫石集起，裝入運(yùn)石車后運(yùn)出地外：同時(shí)完成整地作業(yè)（包括作物根茬清除和土壤松、碎土作業(yè)），從而達(dá)到改良農(nóng)田和整地作業(yè)的目的其主要技術(shù)參數(shù)為：1）配套動(dòng)力：58.8kW，輪式拖拉機(jī)：2）懸掛方式：三點(diǎn)懸掛；3）動(dòng)力來(lái)源：主車牽引，動(dòng)力輸出軸輸入，液壓輸入；4）整機(jī)質(zhì)量：750kg；5）作業(yè)深度：25cm以內(nèi)；6）作業(yè)幅寬：160cm；7）作業(yè)效率：0.20～0.33hm2/h；8）作業(yè)速度：1.5～2.2km/h～3農(nóng)田清石整地機(jī)的結(jié)構(gòu)及功能

農(nóng)田清石整地機(jī)主要由機(jī)架、鏟土、松土、脫土、提升輸送、限深、傳動(dòng)、液壓等機(jī)構(gòu)組成（見(jiàn)圖1）

各機(jī)構(gòu)功能為：1）機(jī)架由三點(diǎn)懸掛、橫梁和左右側(cè)梁、立梁等部件組成，其主要用于清石整地機(jī)各機(jī)構(gòu)及零部件安裝：2）鏟土機(jī)構(gòu)由一個(gè)長(zhǎng)矩型鏟刃和兩側(cè)立刀梁組成，其主要功能是將農(nóng)田表層下25cm，以內(nèi)的土壤及其中的礫石一起鏟起：3）松土機(jī)構(gòu)由一組強(qiáng)制振動(dòng)的柵條組成，其功能是對(duì)鏟起的土壤進(jìn)行疏松振動(dòng)；4）脫土機(jī)構(gòu)由一組網(wǎng)狀鏈條組成，其功能是將振松的土壤與礫石分離：5）提升輸送機(jī)構(gòu)由輸送帶、輸送帶收放裝置、輸送帶支架等部件組成，其功能是將清選出來(lái)的礫石等雜物連續(xù)不斷地裝上車：6）限深機(jī)構(gòu)主要用于調(diào)節(jié)作業(yè)深度：7）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要用于動(dòng)力傳輸，由牽引車將動(dòng)力輸出給傳動(dòng)箱，傳動(dòng)箱動(dòng)力分3條路線分別傳輸給脫土機(jī)構(gòu)、提升輸送機(jī)構(gòu)和松土機(jī)構(gòu).為機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供動(dòng)力；8）液壓機(jī)構(gòu)控制輸送帶收放油缸動(dòng)作，使輸送帶在運(yùn)輸時(shí)收回、作業(yè)時(shí)放開(kāi)。

4農(nóng)田清石整地機(jī)的工作過(guò)程

從起土鏟入土開(kāi)始，到礫石被卸至運(yùn)石車為止，整個(gè)清石過(guò)程共分為4個(gè)階段：1）起土鏟人土階段。在此階段，土壤和礫石被起土鏟鏟起，并推到松土器上。2）振動(dòng)松土階段。在此階段，松土器振動(dòng)將裹脅在一起的土壤和礫石振松，并推到脫土鏈上。3）碎土分離階段。在此階段，振松的土壤和礫石在脫土鏈上邊運(yùn)動(dòng)、邊分離。細(xì)碎的土壤在重力作用下，經(jīng)過(guò)鏈孔均勻還田，達(dá)到整地的目的：大于鏈孔的礫石在摩擦力作用下，繼續(xù)向后運(yùn)動(dòng)到脫土鏈最高點(diǎn)，并被拋人輸送帶中，完成清石工作。4）礫石裝車階段。當(dāng)?shù)[石進(jìn)入輸送帶后，通過(guò)輸送裝置驅(qū)動(dòng)將其抬升到一定高度，并自動(dòng)卸人運(yùn)石車，運(yùn)往地外。

在農(nóng)田清石整地機(jī)的整個(gè)工作過(guò)程中，礫石的運(yùn)動(dòng)至少由2個(gè)運(yùn)動(dòng)合成，即礫石相對(duì)機(jī)械的上升運(yùn)動(dòng)（相對(duì)運(yùn)動(dòng)）和機(jī)械的水平直線運(yùn)動(dòng)（牽連運(yùn)動(dòng)）。

5農(nóng)田清石整地機(jī)的創(chuàng)新點(diǎn)

1）清石、整地同步完成的設(shè)計(jì)。土壤經(jīng)過(guò)起土鏟起土、松土器松土、脫土鏈土石分離3個(gè)過(guò)程后，清選出礫石：與此同時(shí)完成對(duì)作物根茬清除和土壤松、碎土整地作業(yè)。該設(shè)計(jì)打破了傳統(tǒng)理念，采用獨(dú)特的設(shè)計(jì)原理和結(jié)構(gòu)，使清石、整地一次性完成，不用在清石之前先清除作物根茬.復(fù)式作業(yè)的成本低、效率高。

2）自動(dòng)開(kāi)閉式脫土鏈的設(shè)計(jì)。正常情況下，一般脫土鏈在篩土過(guò)程中，小于鏈孔尺寸的礫石及土壤穿過(guò)上、下兩層脫土鏈及時(shí)同到地表，而個(gè)別稍大一點(diǎn)的礫石雖通過(guò)上層脫土鏈，但到下層時(shí)沒(méi)有及時(shí)掉下來(lái)，卡在脫土鏈與鏈輪接觸處，造成卡鏈現(xiàn)象，影響作業(yè)效率和脫土鏈壽命，甚至導(dǎo)致脫土鏈損壞。該設(shè)計(jì)的自動(dòng)開(kāi)閉脫土鏈（如圖2所示）可解決此問(wèn)題：當(dāng)脫土鏈轉(zhuǎn)到上層工作時(shí)，鏈條自動(dòng)合上，形成網(wǎng)狀孑L：當(dāng)脫土鏈轉(zhuǎn)到下層時(shí)，鏈條又自動(dòng)脫開(kāi)，將幾個(gè)網(wǎng)狀孔貫通，成為一個(gè)條形長(zhǎng)孔，長(zhǎng)孔面積是網(wǎng)孔的幾倍，礫石很容易掉下，從而避免了卡鏈現(xiàn)象。

6農(nóng)田清石整地機(jī)的應(yīng)用前景

目前我國(guó)山區(qū)農(nóng)田清石主要依靠人工撿拾完成，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，而且許多礫石全部或部分埋藏在耕層內(nèi)，只有隨著不斷耕作露出地表后才可以撿拾，尤其遼寧省礫石較多的東部山區(qū)農(nóng)田，其勞動(dòng)強(qiáng)度和用工量更甚。而機(jī)械清石完全可以克服這些不足，其應(yīng)用前景非常廣闊。此外，我國(guó)大面積中低產(chǎn)田改造已提上日程，計(jì)劃近幾年每年改造中低產(chǎn)田333.3萬(wàn)hm2，需要專用清石機(jī)械10萬(wàn)臺(tái)，而同前市場(chǎng)還沒(méi)有同類產(chǎn)品，因此市場(chǎng)需求相當(dāng)大，易形成產(chǎn)業(yè)化批量生產(chǎn)。新式農(nóng)田清石整地機(jī)的推廣應(yīng)用，會(huì)極大地促進(jìn)農(nóng)田改造工作的發(fā)展，進(jìn)而對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展起到積極的推進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

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ResearchontheDesignandApplicationofFarmlandCleaningStoneTillageMachine

TANXingyu

Abstract：Todevelopfarmlandcleaningstonetillagemachineinmountainareahassignificantmeanings.Thearticletintroducestheresearchslalusoffarmlandcleaningstonetillagemachineathomeandabroad，expoundsthemachine'sworkingprocess.innovationpointsandapplicationprospectaccordingtoitsmainparameterandconstructioncomponentsdesignedformountainarea，inordertoprovideareferenceforthedevelopmentoffarmlandcleaningstonetillagemachineryinourcountry.

Keywords：：agriculturalmachinery；tillagemachine；mountainareacultivatedland；design；application