鄧志達(dá)

【摘 要】甘蔗種植全程機(jī)械化是提高生產(chǎn)效率，減輕甘蔗種植田間管理人員生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度，以及保證甘蔗增產(chǎn)增收的主要舉措。甘蔗中耕培土是甘蔗種植田間管理的一道必不可少的工序，甘蔗中耕培土機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，能夠完成深松、開溝、施肥、培土等甘蔗種植的作業(yè)環(huán)節(jié)。施肥裝置是甘蔗中耕培土機(jī)的重要組成部分，良好的施肥效果與施肥裝置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可靠性密不可分;連續(xù)的、可靠的、高效的動(dòng)力傳輸，能保證施肥裝置減速機(jī)正常地運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)良好的施肥效果，達(dá)到甘蔗種植農(nóng)藝要求。

【關(guān)鍵詞】甘蔗;田間管理;培土;施肥;機(jī)械式傳動(dòng);液壓式傳動(dòng)

【中圖分類號(hào)】S223 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2019）08-0068-03

廣西是全國甘蔗生產(chǎn)主要產(chǎn)地，甘蔗全程機(jī)械化生產(chǎn)是提高生產(chǎn)效率，減輕甘蔗種植田間管理人員生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度，以及保證甘蔗增產(chǎn)增收的主要舉措。甘蔗中耕培土機(jī)作為甘蔗生產(chǎn)田間管理機(jī)械，能完成甘蔗種植培土農(nóng)藝環(huán)節(jié)的深松、開溝、施肥、培土等一系列農(nóng)藝作業(yè)，在甘蔗全程機(jī)械化生產(chǎn)田間管理中起著重要的作用。

目前，廣西各大甘蔗種植基地投入耕培土作業(yè)田間管理的主要有兩種甘蔗中耕培土機(jī)：旋耕式甘蔗中耕培土機(jī)和圓盤耙式甘蔗中耕培土機(jī)。各甘蔗種植基地根據(jù)甘蔗地塊的大小、中耕培土地質(zhì)、地形條件所配置的拖拉機(jī)及甘蔗中耕培土機(jī)的機(jī)型都不相同、班產(chǎn)中耕作業(yè)完成的任務(wù)量也不同，一般班產(chǎn)在2～4.67 hm2（30～70畝），但無論如何，這都大大提高了甘蔗中耕培土的效率，減輕了甘蔗種植田間管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

旋耕式甘蔗中耕培機(jī)土主要由機(jī)架、傳動(dòng)軸、主減速器、二級(jí)傳動(dòng)減速箱、旋耕機(jī)構(gòu)、培土犁、施肥裝置組成。工作動(dòng)力傳動(dòng)路線如下：拖拉機(jī)動(dòng)力輸出→傳動(dòng)軸→主減速器→二級(jí)傳動(dòng)減速箱→旋耕刀軸→旋耕刀。通過旋耕刀旋轉(zhuǎn)打碎蔗田泥土并通過旋耕刀后面的培土犁進(jìn)行培土，同時(shí)通過鏈輪及鏈條帶動(dòng)施肥裝置進(jìn)行施肥作業(yè)，完成深松、開溝、施肥、培土一系列農(nóng)藝工序。旋耕式甘蔗中耕培土機(jī)針對土質(zhì)較硬的蔗田進(jìn)行培土效果較好，得到廣大甘蔗種植管理人員的認(rèn)可。

圓盤耙式甘蔗中耕培土機(jī)由機(jī)架總成、前后圓盤耙總成、施肥裝置、減速機(jī)構(gòu)等部件組成。工作時(shí)，拖拉機(jī)拖動(dòng)機(jī)架運(yùn)動(dòng)，機(jī)架帶動(dòng)前后圓盤耙總成轉(zhuǎn)動(dòng)，其中前圓盤耙總成完成深松、開溝工序，后圓盤耙總成完成培土工序。與此同時(shí)，拖拉機(jī)輸出的動(dòng)力通過機(jī)械傳動(dòng)或者液壓傳動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)施肥裝置工作，完成施肥工序。針對土質(zhì)較松的蔗田進(jìn)行培土，圓盤耙式甘蔗中耕培土機(jī)相對旋耕式的工作效率高20%～25%，而且效果好。但對于土質(zhì)較硬的蔗田進(jìn)行培土，其培土深度及效果不如旋耕式甘蔗中耕培機(jī)。

上述兩種甘蔗中耕培土機(jī)中，旋耕式甘蔗中耕培土機(jī)施肥裝置的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一般都是機(jī)械式鏈條傳動(dòng)，而圓盤耙式甘蔗中耕培土機(jī)因施肥裝置的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的不同，又分為機(jī)械式萬向傳動(dòng)軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)兩種形式。本文著重對圓盤耙式甘蔗中耕培土機(jī)施肥裝置的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的各自特點(diǎn)進(jìn)行介紹和研究。

1 圓盤耙式甘蔗中耕培土機(jī)施肥裝置機(jī)械式萬向傳動(dòng)軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

（1）圓盤耙式甘蔗中耕培土機(jī)施肥裝置機(jī)械式萬向傳動(dòng)軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由傳動(dòng)軸、二級(jí)傳動(dòng)軸、減速機(jī)等零部件組成（如圖1所示）。其傳動(dòng)路線如下：拖拉機(jī)動(dòng)力輸出→一級(jí)傳動(dòng)軸→花鍵軸連接座→二級(jí)傳動(dòng)軸→減速機(jī)→肥料盤。通過傳動(dòng)軸兩級(jí)等速動(dòng)力傳動(dòng)，把拖拉機(jī)輸出動(dòng)力傳至減速機(jī)，并通過減速機(jī)比為60∶1的減速來驅(qū)動(dòng)肥料盤轉(zhuǎn)動(dòng)工作，實(shí)現(xiàn)施肥作業(yè)工序。假設(shè)拖拉機(jī)以1 000 r/min輸出動(dòng)力，通過一、二級(jí)傳動(dòng)軸等速傳動(dòng)，將動(dòng)力傳輸給減速機(jī)，由于兩級(jí)等速動(dòng)力傳動(dòng)，減速機(jī)所獲得的轉(zhuǎn)速也是1 000 r/min，通過60∶1減速機(jī)的減速，減速機(jī)以16.67 r/min的動(dòng)力輸出速度驅(qū)動(dòng)肥料盤旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行施肥作業(yè)。

（2）機(jī)械式萬向傳動(dòng)軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)效率高，工作性能可靠，維修方便。②施肥效果好，省肥料，施肥量可以根據(jù)拖拉機(jī)行駛速度的快慢自動(dòng)調(diào)整。由于甘蔗地形的原因，拖拉機(jī)行駛的速度會(huì)時(shí)快時(shí)慢，拖拉機(jī)行駛速度快時(shí)，動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速就會(huì)變快，因?yàn)闄C(jī)械式萬向傳動(dòng)軸傳動(dòng)是等速傳動(dòng)，所以通過一、二級(jí)傳動(dòng)軸傳至肥料盤減速機(jī)轉(zhuǎn)速也會(huì)隨之變快，減速機(jī)帶動(dòng)肥料盤，施肥量自動(dòng)增大;反之，如果拖拉機(jī)行駛速度慢時(shí)，施肥量則自動(dòng)減少;所以拖拉機(jī)行駛速度快慢，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)都可以匹配的傳動(dòng)速度來驅(qū)動(dòng)肥料盤工作，以合適的施肥量進(jìn)行蔗田施肥，避免因肥料盤轉(zhuǎn)速一致而造成施肥量過大，減少了用戶農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的投入，提高了效益。③制造及安裝工藝簡單、容易維護(hù)、制造成本低。該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用萬向傳動(dòng)軸，安裝時(shí)對同軸度要求不高，只要安裝緊固，日常按時(shí)加注潤滑脂維護(hù)即可。

（3）機(jī)械式萬向傳動(dòng)軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)：①中耕培土機(jī)提升的高度有限。由于拖拉機(jī)與中耕培土機(jī)是通過一級(jí)傳動(dòng)軸連接，屬于剛性連接，而且萬向傳動(dòng)軸變形極限有限，因此中耕培土機(jī)在田間地頭調(diào)頭需要提升，遇到有較深的溝坎的情況時(shí)，會(huì)因整機(jī)提升高度不足，造成機(jī)體碰到溝坎，必須進(jìn)行二次調(diào)頭，影響了工作效率。②一級(jí)傳動(dòng)軸會(huì)因機(jī)手不按操作規(guī)范操作而斷裂。拖拉機(jī)與中耕培土機(jī)聯(lián)合體在田間地頭調(diào)頭時(shí)，由于蔗田地頭調(diào)頭空間有限，需要提升中耕培土機(jī)的高度，進(jìn)行此項(xiàng)操作時(shí)，必須切斷拖拉機(jī)輸出動(dòng)力，然后才能提升培土機(jī)的高度進(jìn)行調(diào)頭動(dòng)作;之所以要這么操作，是因?yàn)橥侠瓩C(jī)與中耕培土機(jī)是通過一級(jí)傳動(dòng)軸連接，如果在沒有切斷拖拉機(jī)輸出動(dòng)力的情況下提升中耕培土機(jī)，一級(jí)傳動(dòng)軸仍在高速轉(zhuǎn)動(dòng)，一級(jí)傳動(dòng)軸中的“十”字軸隨著中耕培土機(jī)體的提升變形，產(chǎn)生強(qiáng)大的側(cè)向力而使傳動(dòng)軸斷裂。因此，操作機(jī)手必須嚴(yán)格按照操作規(guī)范操作。但是由于機(jī)手操作疏忽的原因，特別是新機(jī)手，未切斷拖拉機(jī)輸出動(dòng)力就進(jìn)行提升中耕培土機(jī)的高度，實(shí)施田間調(diào)頭動(dòng)作，難免造成一級(jí)傳動(dòng)軸斷裂損壞設(shè)備事故。

2 圓盤耙式甘蔗中耕培土機(jī)施肥裝置液壓式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

（1）圓盤耙式甘蔗中耕培土機(jī)施肥裝置液壓式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由減速機(jī)、擺線液壓馬達(dá)、聯(lián)軸器、液壓油管組成（如圖2所示）。其傳動(dòng)路線如下：拖拉機(jī)液壓動(dòng)力輸出→液壓油管→擺線液壓馬達(dá)→聯(lián)軸器→減速機(jī)→肥料盤。中耕培土機(jī)通過快速接頭、液壓油管與拖拉機(jī)液壓輸出接頭連接，進(jìn)行培土施肥作業(yè)時(shí)，操縱拖拉機(jī)主機(jī)上的液壓換向閥，高壓液壓油通過液壓油管驅(qū)動(dòng)擺線液壓馬達(dá)（排量為32 mL/r，最大扭矩為64 N·m尚可帶動(dòng)重載時(shí)的肥料盤）轉(zhuǎn)動(dòng)，并經(jīng)過聯(lián)軸器，動(dòng)力作用于減速器，并通過減速器比為60∶1的減速來驅(qū)動(dòng)肥料盤轉(zhuǎn)動(dòng)工作，實(shí)現(xiàn)施肥作業(yè)工序。假設(shè)拖拉機(jī)以1 000 r/min驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)液壓齒輪泵，齒輪泵排量為16 mL/r，液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速為500 r/min（16×1 000/32），通過聯(lián)軸器，減速機(jī)所獲得的轉(zhuǎn)速是500 r/min，通過60∶1減速機(jī)的減速，減速機(jī)以8.33 r/min的動(dòng)力輸出速度驅(qū)動(dòng)肥料盤旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行施肥作業(yè)。

（2）液壓式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡單，工作性能可靠，維修方便。②簡化操作程序，提高設(shè)備工作的安全性，降低設(shè)備機(jī)械故障率。由于拖拉機(jī)與中耕培土機(jī)動(dòng)力是通過液壓油管連接，即柔性連接，液壓油管可以上下、前后、左右任意延伸擺動(dòng)，所以拖拉機(jī)與培土機(jī)聯(lián)合體在田間地頭調(diào)頭時(shí)，不用切斷拖拉機(jī)輸出動(dòng)力即可提升中耕培土機(jī)的高度進(jìn)行調(diào)頭動(dòng)作，完全解決了機(jī)械式萬向傳動(dòng)軸傳動(dòng)因機(jī)手（特別是新機(jī)手）疏忽大意或不按操作規(guī)范操作而造成損壞一級(jí)傳動(dòng)軸的問題。③提高了中耕培土機(jī)在田間地頭的高度，解決了中耕培土機(jī)施肥裝置機(jī)械傳動(dòng)中存在的提升高度有限，以及在田間地頭有較深的溝坎時(shí)，由于提升高度不足導(dǎo)致溝坎碰到機(jī)體的問題，同時(shí)也提高了整機(jī)在田間地頭調(diào)頭的工作效率。

（3）液壓式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)：①零件制作要求高。液壓馬達(dá)安裝支座制作要求精度高，該零件是焊接件，焊后必須校正，保證工件座板水平和垂直度。②安裝工藝要求較高。液壓馬達(dá)輸出軸通過聯(lián)軸器與肥料盤減速機(jī)輸入軸連接，安裝時(shí)必須保證其同軸度不能大于0.8 mm，超出時(shí)必須進(jìn)行調(diào)整。③傳動(dòng)效率低，增加拖拉機(jī)油耗和生產(chǎn)成本。與機(jī)械萬向傳動(dòng)軸傳動(dòng)對比，同樣是拖拉機(jī)以1 000 r/min的轉(zhuǎn)速傳動(dòng)，機(jī)械式傳動(dòng)時(shí)減速機(jī)以16.67 r/min的動(dòng)力輸出速度驅(qū)動(dòng)肥料盤工作，而液壓傳動(dòng)時(shí)減速機(jī)則以8.33 r/min的動(dòng)力輸出速度驅(qū)動(dòng)肥料盤工作，傳動(dòng)效率比機(jī)械萬向軸傳動(dòng)轉(zhuǎn)速慢，所以為保證施肥效果，必須增大轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致增加拖拉機(jī)油耗和生產(chǎn)成本。

3 結(jié)語

本文通過圓盤耙式甘蔗中耕培土機(jī)施肥裝置兩種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（機(jī)械式萬向傳動(dòng)軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和液壓式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）的對比研究發(fā)現(xiàn)，它們都各有特點(diǎn)、利弊。廣大用戶應(yīng)根據(jù)自身及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際生產(chǎn)情況，選擇使用合適的機(jī)器設(shè)備、維護(hù)設(shè)備，從而減少生產(chǎn)成本投入，最大限度地降低勞動(dòng)強(qiáng)度，以獲得最大的效益。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]王曉鳴，莫建霖.甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化現(xiàn)狀及相關(guān)問題的思考[J].農(nóng)機(jī)化研究，2012（10）.

[2]劉慶庭，莫建霖，李廷化，等.我國甘蔗種植機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀及存在的關(guān)鍵技術(shù)問題[J].甘蔗糖業(yè)，2011（5）.

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[責(zé)任編輯：鐘聲賢]