丁潤(rùn)鎖,馮 磊,尚立新,郭玉林
(天津市農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心,天津 300061)
我國(guó)是糧食生產(chǎn)大國(guó),每年產(chǎn)生的農(nóng)作物秸稈有6億多噸。目前,秸稈綜合利用的主要途徑有秸稈還田、秸稈飼料化應(yīng)用、秸稈能源化應(yīng)用和作為工業(yè)生產(chǎn)原料等。溝稈壟作栽培技術(shù)是在夏秋季和冬春季作物實(shí)行壟上寬窄行周年交替種植,各自秸稈在種植行內(nèi)交替犁溝掩埋的種植方法,解決秸稈覆蓋地表或腐解不完全造成的下茬作物出苗差,易產(chǎn)生病蟲(chóng)害的問(wèn)題。這種栽培方式中的秸稈撿拾、開(kāi)溝、粉碎、鋪設(shè)等作業(yè)基本上都是人工作業(yè),效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大,用工成本高。隨著科技興農(nóng)的推進(jìn),各項(xiàng)惠農(nóng)政策的實(shí)施,農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展迅速,復(fù)式作業(yè)機(jī)具得到農(nóng)民的青睞。農(nóng)田開(kāi)溝、秸稈的粉碎和拋灑都是比較成熟的技術(shù),但卻是相互獨(dú)立的操作單元,而且現(xiàn)有機(jī)具開(kāi)溝的寬度和深度都不能滿(mǎn)足溝稈壟作的技術(shù)要求,研發(fā)適用的秸稈撿拾開(kāi)溝拋撒機(jī)一次性完成開(kāi)溝、秸稈撿拾、粉碎、鋪設(shè)的機(jī)械化作業(yè),達(dá)到提高作業(yè)效率,降低作業(yè)成本,促進(jìn)溝稈壟作這一技術(shù)的推廣應(yīng)用。
秸稈撿拾開(kāi)溝拋撒機(jī)采用牽引方式,實(shí)現(xiàn)在農(nóng)田開(kāi)溝和秸稈撿拾粉碎同步作業(yè),可以將粉碎的秸稈拋灑到開(kāi)溝機(jī)破土的溝田里,實(shí)現(xiàn)秸稈粉碎還田,自動(dòng)拋灑,提高工作效率,節(jié)省工作時(shí)間的秸稈撿拾開(kāi)溝機(jī),滿(mǎn)足溝稈壟作的技術(shù)要求。
設(shè)備由秸稈粉碎拋灑,以及開(kāi)溝兩部分操作結(jié)構(gòu)組成。秸稈粉碎拋灑部分由主操作艙、主驅(qū)動(dòng)機(jī)、主傳動(dòng)軸、粉碎裝置、沾輥、風(fēng)機(jī)組成;開(kāi)溝部分由傳動(dòng)機(jī)、開(kāi)溝傳動(dòng)器、開(kāi)溝器和遮擋板組成。開(kāi)溝傳動(dòng)器上還設(shè)有連接臂和伸縮裝置,開(kāi)溝器是由主軸、2個(gè)開(kāi)溝盤(pán)和多個(gè)松土刀組成,每個(gè)開(kāi)溝盤(pán)上設(shè)有4個(gè)破土刀和4個(gè)拋土刀。主操作艙上設(shè)有開(kāi)溝傳動(dòng)機(jī)固定架、多個(gè)減震固定器和2個(gè)牽引連接桿(圖1)。
圖1 秸稈撿拾開(kāi)溝拋撒機(jī)結(jié)構(gòu)
主傳動(dòng)軸上設(shè)有2個(gè)粉碎裝置傳動(dòng)器,保證傳動(dòng)的持續(xù)性,便于粉碎工作。開(kāi)溝驅(qū)動(dòng)機(jī)利用自身的傳動(dòng)軸與開(kāi)溝傳動(dòng)機(jī)連接起來(lái),形成聯(lián)動(dòng)機(jī)制,當(dāng)其中1個(gè)驅(qū)動(dòng)設(shè)備發(fā)生問(wèn)題時(shí),能夠通過(guò)其他驅(qū)動(dòng)設(shè)備的帶動(dòng),給整體運(yùn)轉(zhuǎn)提供動(dòng)力。由于開(kāi)溝傳動(dòng)機(jī)與開(kāi)溝傳動(dòng)器一端的開(kāi)溝器之間的連接距離較長(zhǎng),運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生較大的震動(dòng)和受力點(diǎn),故在其一側(cè)設(shè)有1個(gè)開(kāi)溝傳動(dòng)機(jī)固定架,采用三角結(jié)構(gòu)的焊接鋼架,起到鞏固作用。此外,開(kāi)溝傳動(dòng)器的一端裝有1個(gè)連接臂,采用雙折彎曲連接臂,連接臂的另一端裝有1個(gè)伸縮裝置,伸縮裝置采用電動(dòng)液壓伸縮機(jī),用于配合連接臂的雙折彎曲結(jié)構(gòu),隨著伸縮裝置的收放,開(kāi)溝器被抬起或接觸地面,控制開(kāi)溝深度,提高開(kāi)溝作業(yè)的效果。
開(kāi)溝器采用多排齒,破土刀采用鑄鐵彎鉤,沖擊力好,用于破土作業(yè),拋土刀采用帶有圓柱連接臂的鑄鐵彎鉤,加大開(kāi)溝的寬度,并且對(duì)破土刀破土后的土層進(jìn)行擊碎和帶動(dòng),使得開(kāi)溝兩側(cè)的土壤更加松軟。隨著拋土的深入,在主軸的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)下,每個(gè)松土刀可將溝渠中間位置處的土進(jìn)行松動(dòng),便于其兩側(cè)破土刀和拋土刀的挖開(kāi)。長(zhǎng)、短彎鉤交錯(cuò)式的結(jié)構(gòu)能夠便于農(nóng)田土地的挖開(kāi),省時(shí)省力,大大提升工作效率。每個(gè)開(kāi)溝盤(pán)上設(shè)有孔洞和缺口,避免在開(kāi)土?xí)r開(kāi)溝盤(pán)上積土導(dǎo)致阻塞。開(kāi)溝的過(guò)程中,隨著開(kāi)溝力度的加大,會(huì)產(chǎn)生大量揚(yáng)塵,為了避免揚(yáng)塵向牽引機(jī)械或者牽引拖車(chē)方向揚(yáng)起,加設(shè)了1個(gè)遮擋板,起到保護(hù)作用。在粉碎裝置的外側(cè)位置設(shè)有多個(gè)減震固定器,每個(gè)減震固定器采用吊鉤式拉簧,可在粉碎裝置工作時(shí),削減粉碎裝置所產(chǎn)生的震動(dòng),并加以固定,使整個(gè)設(shè)備運(yùn)行的更加平穩(wěn)自如。
該設(shè)備由于質(zhì)量較重,屬于牽引式大型作業(yè)機(jī)構(gòu)。為便于牽引作業(yè),在主操作艙上靠近主傳動(dòng)軸的一側(cè)裝有2個(gè)牽引連接桿。驅(qū)動(dòng)部件是利用牽引機(jī)械的電動(dòng)控制設(shè)備進(jìn)行連接,作業(yè)時(shí)操作人員只需對(duì)牽引機(jī)械或者牽引拖車(chē)上面的電動(dòng)設(shè)備進(jìn)行操作,即可完成對(duì)秸稈撿拾開(kāi)溝拋撒機(jī)上驅(qū)動(dòng)部件的控制。主傳動(dòng)軸上設(shè)有2個(gè)粉碎裝置傳動(dòng)器,能夠保證傳動(dòng)的持續(xù)性,讓粉碎工作更加自如的同時(shí),也降低了機(jī)體部件的損耗。
秸稈撿拾開(kāi)溝拋撒機(jī)采用1 204馬力拖拉機(jī)配套,輸出動(dòng)力720轉(zhuǎn),要求拖拉機(jī)必須配有爬行檔,根據(jù)不同土質(zhì)選擇爬行1檔或爬行3檔。通過(guò)田間試驗(yàn)表明,機(jī)具設(shè)計(jì)合理,操作方便、省時(shí)省力,實(shí)現(xiàn)開(kāi)溝和農(nóng)田秸稈撿拾粉碎同步作業(yè),將粉碎的秸稈拋灑到開(kāi)溝機(jī)破土的溝田里,實(shí)現(xiàn)秸稈粉碎還田。工作效率達(dá)到0.3 ~ 0.4 hm2·h-1,行使速度在0.55 ~ 1 km·h-1,撿拾寬度2.2 m,開(kāi)溝深度0.3 m,開(kāi)溝寬度0.5 m。通過(guò)機(jī)械替代人工作業(yè)大大改善了農(nóng)田秸稈撿拾、粉碎、拋灑、開(kāi)溝的作業(yè)效果,縮短了作業(yè)時(shí)間,提高了工作效率。