[摘 要] " 稻田筑埂是水稻生產(chǎn)整地階段中的重要環(huán)節(jié)。本文根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，為了減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，闡述了一種懸掛式稻田筑埂機(jī)，對(duì)其結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行了介紹。筑埂機(jī)主體由機(jī)架、變速箱、推壓活塞、成型模等部件組成。筑埂機(jī)采用推土鏟進(jìn)行取土，在推壓活塞與成型模的作用下形成規(guī)則形狀橫斷面的連續(xù)土埂。實(shí)現(xiàn)一機(jī)解決取土和筑埂，并解決了筑埂質(zhì)量參差不齊的問(wèn)題。本機(jī)器設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)、操作方便。

[關(guān)鍵詞] 稻田整地 " "筑埂機(jī) " "技術(shù)參數(shù) " "研究設(shè)計(jì) " "懸掛式

[中圖分類(lèi)號(hào)] S23 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1003-1650 （2015）04-0213-02

隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展以及大量農(nóng)民工進(jìn)城務(wù)工，農(nóng)村勞動(dòng)力緊張的問(wèn)題更顯突出。因此，實(shí)現(xiàn)水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化更為迫切。稻田筑埂是水稻生產(chǎn)整地階段的重要內(nèi)容，筑埂的質(zhì)量直接影響到后續(xù)的田間管理和水稻產(chǎn)量。古老的筑埂方法是采用人工的方法，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低下，筑埂質(zhì)量參差不齊。目前，部分水稻種植區(qū)采用機(jī)械的方法代替人工方法筑埂，筑埂機(jī)的形式以及工作原理也多種多樣，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐的檢驗(yàn)，目前市場(chǎng)上的筑埂機(jī)都存在這樣或那樣的問(wèn)題，筑埂效果不是很理想，比如機(jī)器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、機(jī)器造價(jià)成本較高、筑埂不夠堅(jiān)實(shí)、筑埂時(shí)機(jī)器產(chǎn)生堆土現(xiàn)象、筑埂形狀不規(guī)則等等。因此有必要對(duì)目前市場(chǎng)上的筑埂機(jī)進(jìn)行改進(jìn)或者研制出新機(jī)型，使筑埂機(jī)的筑埂質(zhì)量達(dá)到種植水稻的農(nóng)藝要求。

1 " 設(shè)計(jì)思路和技術(shù)難點(diǎn)

1.1 " 設(shè)計(jì)思路

1.1.1筑埂機(jī)采用不小于70馬力的輪式拖拉機(jī)做動(dòng)力，筑埂機(jī)通過(guò)機(jī)架與拖拉機(jī)三點(diǎn)懸掛連接。

1.1.2筑埂機(jī)運(yùn)輸時(shí)懸掛在拖拉機(jī)后方，工作時(shí)，通過(guò)控制拖拉機(jī)的液壓懸掛，調(diào)節(jié)機(jī)器的高低，達(dá)到理想的筑埂效果。

1.1.3為了形成凸起的土埂，必須有取土的裝置。

1.1.4為了達(dá)到水稻種植的農(nóng)藝要求，必須將取土裝置收集的土壤壓實(shí)，并形成一定形狀的連續(xù)土埂。

1.1.5設(shè)計(jì)的筑埂機(jī)應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、操作方便、工作可靠、筑埂質(zhì)量合格、效率高、整機(jī)造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)。

1.2 " 技術(shù)難點(diǎn)

1.2.1采用推土鏟的方式進(jìn)行取土，推土鏟的功能是把土壤聚集到機(jī)器的中央。推土鏟的橫向取土寬度可調(diào)節(jié)，推土鏟的取土深度可調(diào)節(jié)，以便取土達(dá)到筑出合格土埂的要求。

1.2.2在推壓活塞和成型模的共同作用下將土壤形成堅(jiān)實(shí)的土埂。推壓活塞的作用是將推土鏟收集到機(jī)器中央的土壤推入成型模并進(jìn)行壓實(shí)，成型模的作用是保證形成連續(xù)規(guī)則外形的土埂。并且成型模以及推壓活塞的前端設(shè)計(jì)成可拆卸結(jié)構(gòu)，以便滿足筑出不同規(guī)格尺寸的土埂。

2 " 結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1 " 整機(jī)結(jié)構(gòu)

圖1 稻田筑埂機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

1.輪式拖拉機(jī)2.液壓懸掛機(jī)構(gòu)3.萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器4.變速箱5.曲柄轉(zhuǎn)盤(pán)6.機(jī)架7.推土鏟8.推壓活塞9.成型模

稻田筑埂機(jī)是一種專(zhuān)門(mén)用在稻田筑埂的農(nóng)業(yè)機(jī)具，主要由機(jī)架、推土鏟、變速箱、推壓活塞、成型模等組成。其中推土鏟、推壓活塞以及成型模是最主要的工作部件。結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 " 工作原理

機(jī)架上從前向后依次安裝萬(wàn)向節(jié)、變速箱、傘齒輪、曲柄轉(zhuǎn)盤(pán)、推壓活塞，推土鏟以及成型模，其中推土鏟、推壓活塞、成型模是該機(jī)的主要工作部件。

稻田筑埂機(jī)由不小于70馬力的輪式拖拉機(jī)做動(dòng)力，筑埂機(jī)通過(guò)機(jī)架與拖拉機(jī)三點(diǎn)懸掛連接，工作時(shí)，筑埂機(jī)的動(dòng)力由拖拉機(jī)的后動(dòng)力輸出軸來(lái)提供，通過(guò)萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器與變速箱連接，經(jīng)過(guò)變速箱的減速和換向，然后通過(guò)傘齒輪與將動(dòng)力傳遞到曲柄轉(zhuǎn)盤(pán)，曲柄轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)推壓活塞做與拖拉機(jī)前進(jìn)方向平行的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。

筑埂機(jī)筑埂一般要經(jīng)過(guò)2道工序：集土和推壓筑埂。根據(jù)筑埂工序來(lái)設(shè)計(jì)集土裝置和成型裝置。這兩個(gè)裝置必須安裝在機(jī)架上，根據(jù)工序要求，集土裝置在前，成型裝置在后。筑埂機(jī)工作時(shí)，推土鏟裝置將土聚集到機(jī)器的中央，然后在推壓活塞的作用下，將土推入成型模內(nèi)，在推壓活塞和成型模的共同作用下，形成規(guī)則外形的堅(jiān)實(shí)土埂。此外，根據(jù)田地土壤狀況的不同，推土鏟的橫向取土寬度以及取土深度設(shè)計(jì)成可調(diào)節(jié)，通過(guò)調(diào)節(jié)取土寬度和深度，來(lái)滿足筑出合格土埂的用土量;同時(shí)，根據(jù)不同農(nóng)戶需求，可通過(guò)更換成型模的大小以及推壓活塞的前端，來(lái)筑出橫截面尺寸不同的土埂。

2.3 " 主要技術(shù)參數(shù)

配套動(dòng)力：不小于70馬力輪式拖拉機(jī)

作業(yè)速度：1000-2000米/小時(shí)

筑埂規(guī)格：上寬300毫米 "下寬700毫米 "高350毫米

作業(yè)條件：土壤含水率（最佳）30%-70%

動(dòng)力轉(zhuǎn)數(shù)：540-720轉(zhuǎn)/分

3 " 主要部件及參數(shù)的確定

3.1 " 推壓活塞的設(shè)計(jì)

推壓活塞是筑埂機(jī)的主要部件，主要由前側(cè)板、后側(cè)板、平鏟、推桿等組成。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。平鏟的功能主要是鏟平成型模前方的地面，形成水平面，為活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)以及成型模形成土埂做前期準(zhǔn)備工作。后側(cè)板設(shè)計(jì)成向外的坡度形狀，是為了把平鏟掘起的土壤分向兩邊，前側(cè)板設(shè)計(jì)成向內(nèi)的坡度形狀，是為了把土壤向推板中間集聚，以便把更多的土壤推入成型模內(nèi)。

圖2 推壓活塞

3.2 " 推土鏟橫向取土寬度以及挖掘深度之間關(guān)系的確定

假設(shè)自然狀態(tài)下的土壤密度是ρ，筑出土埂的密度是自然狀態(tài)下土壤密度的1.5倍，土埂的長(zhǎng)度是L，土埂的橫截面是等邊梯形，土埂上寬300毫米，土埂下寬700毫米，土埂高度350毫米。

則土埂質(zhì)量是m= " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " =262500×L×ρ。

因?yàn)橥凉〉耐寥纴?lái)源是推土鏟收集的成型模兩邊的土壤，設(shè)定推土鏟挖掘深度為h，推土鏟橫向取土寬度是b，則推土鏟前進(jìn)距離L時(shí)取土的質(zhì)量是m=2×b×L×h×ρ

根據(jù)土壤質(zhì)量相等原理可得出：2×b×L×h×ρ=262500×L×ρ即b×h=131250。這樣就可以根據(jù)土壤的狀況來(lái)確定挖掘深度，當(dāng)土壤堅(jiān)硬時(shí)，這時(shí)就應(yīng)適當(dāng)減小挖掘深度，增加推土鏟的橫向取土寬度，增加的寬度可由上面公式計(jì)算得出。

3.3 " 拖拉機(jī)行駛速度的確定

如果拖拉機(jī)行駛過(guò)慢，會(huì)降低筑埂的效率;如果拖拉機(jī)行駛速度過(guò)快，會(huì)使筑出的土埂不夠堅(jiān)實(shí)，甚至造成機(jī)器拖土的現(xiàn)象。因此拖拉機(jī)應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)男旭偹俣?，才能保證筑埂效率以及筑埂質(zhì)量。

設(shè)定筑埂機(jī)曲柄轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)半徑是R米，曲柄轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)數(shù)是n轉(zhuǎn)/分。假設(shè)曲柄轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的時(shí)間內(nèi)筑埂機(jī)恰好前進(jìn)了2R的距離，在實(shí)際工作中，推壓活塞通過(guò)一個(gè)往復(fù)行程是不可能把推土鏟前進(jìn)2R距離時(shí)集聚的土壤全部推入成型模內(nèi)的，因此機(jī)器的前進(jìn)速度必須小于120Rn，當(dāng)行駛速度大于這個(gè)值時(shí)，筑埂機(jī)就會(huì)產(chǎn)生拖土現(xiàn)象。其中R的尺寸可以通過(guò)實(shí)際測(cè)量得出，而曲柄轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)數(shù)可通過(guò)轉(zhuǎn)速表測(cè)定得出，因此便可計(jì)算出筑埂機(jī)工作時(shí)最快的行駛速度。

以上從理論上敘述分析了稻田筑埂機(jī)的設(shè)計(jì)思路以及工作原理，理論上的完美還需實(shí)踐的檢驗(yàn)，因此必須理論和實(shí)踐相結(jié)合，通過(guò)制造樣機(jī)，實(shí)踐操作筑埂，在實(shí)踐中檢驗(yàn)可行性，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，然后解決問(wèn)題，從而完善機(jī)器，達(dá)到最佳的工作效果。

4 " 應(yīng)用前景

水稻是主要的糧食作物之一，尤其是近些年來(lái)，受市場(chǎng)環(huán)境的影響，種植水稻的經(jīng)濟(jì)效益明顯突出，因此水稻種植面積有逐年增加的趨勢(shì)。傳統(tǒng)筑埂方法是靠人工，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低。目前，市場(chǎng)上現(xiàn)有的各種稻田筑埂機(jī)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高、適應(yīng)性差、筑埂效果不理想等缺陷，因此沒(méi)有得到大量推廣應(yīng)用。本文設(shè)計(jì)的稻田筑埂機(jī)正是順應(yīng)了市場(chǎng)需求，整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，一般機(jī)械廠都可以生產(chǎn)制造，具有廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。