李新明

（山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院，山東 淄博 256414）

1 整機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理

1GF-230旋耕施肥機(jī)結(jié)構(gòu)總圖如圖1所示。拖拉機(jī)通過萬向節(jié)總成與旋耕機(jī)相連，旋耕機(jī)上方裝有肥箱，肥箱側(cè)邊裝有電機(jī)，通過控制器來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速[1-4]。在旋耕機(jī)前梁上均勻設(shè)有8個(gè)施肥器分流板。樣機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

施肥控制器安裝在駕駛室內(nèi)，通過導(dǎo)線分別連接拖拉機(jī)電瓶與直流電機(jī)，直流電機(jī)固定在肥箱一側(cè)，當(dāng)控制器打開接通電源后，直流電機(jī)將動(dòng)力經(jīng)過鏈條傳至肥箱鏈輪，肥箱鏈輪與排肥軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，并同時(shí)帶動(dòng)施肥盒里的外槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將肥料從肥箱中導(dǎo)出，肥料經(jīng)各路施肥管漏至各路分流板，被隔板分流后均勻撒在幅寬內(nèi)，從而達(dá)到全幅寬均勻施肥的目的。

萬向傳動(dòng)軸連接拖拉機(jī)后輸出軸和中間齒輪箱輸入軸，將拖拉機(jī)動(dòng)力傳遞至旋耕施肥機(jī)。中間齒輪箱輸出軸通過花鍵軸與刀軸連接，最終把動(dòng)力輸出，直接驅(qū)動(dòng)旋耕刀軸回轉(zhuǎn)，旋耕刀軸上通過螺栓固裝有若干旋耕刀，從而完成旋耕作業(yè)，同時(shí)將從施肥管分流漏下的肥料均勻攪拌進(jìn)土里，隨著拖拉機(jī)前進(jìn)，安裝在旋耕機(jī)后面的拖板將旋耕起來的土壤耙平，一次性完成了耕、耙作業(yè)。電機(jī)轉(zhuǎn)速可通過駕駛室內(nèi)的控制器調(diào)節(jié)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)排肥量的目的。

2 旋耕整地施肥聯(lián)合作業(yè)技術(shù)

2.1 技術(shù)簡(jiǎn)介

旋耕整地施肥聯(lián)合作業(yè)技術(shù)是利用旋耕整地施肥聯(lián)合作業(yè)機(jī)一次完成旋耕、施肥、耙平整地作業(yè)，為水稻種植提供良好苗床條件的田間作業(yè)技術(shù)。該技術(shù)實(shí)施主要依靠旋耕整地施肥聯(lián)合作業(yè)機(jī)，該機(jī)由旋耕機(jī)、施肥裝置和鎮(zhèn)壓器組成。在旋耕機(jī)機(jī)架上安裝有肥料箱，肥料箱的底部安裝外槽輪式排肥盒，在旋耕機(jī)的后部安裝鎮(zhèn)壓平整地部件（包括拖板和鎮(zhèn)壓平地輥）用來將旋耕后的土壤壓實(shí)整平。在旋耕機(jī)機(jī)架前梁上均勻設(shè)有6個(gè)施肥器，通過塑料管與外槽輪式排肥盒連接，施肥器上端為矩形管，下端為扇形施肥口，扇形施肥口內(nèi)有導(dǎo)流板。

作業(yè)時(shí)，從肥箱中排出的肥料通過施肥器扇形施肥口內(nèi)的導(dǎo)流板分流，肥料流出扇形施肥口時(shí)呈扇形被均勻拋灑在地表上，通過旋耕機(jī)的旋耕作業(yè)，將拋灑在地表上的肥料均勻攪拌在耕層土壤中，從而實(shí)現(xiàn)全耕層均勻施肥。

2.2 電動(dòng)排肥器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

排肥器是旋耕施肥機(jī)的重要工作部件，外槽輪排肥器由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性好，被廣泛應(yīng)用于排流動(dòng)性好的復(fù)合顆粒肥，電動(dòng)排肥器結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

電動(dòng)排肥器通過直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)強(qiáng)制排肥，解決了水田作業(yè)過程中因地輪打滑導(dǎo)致斷條的問題，提高了肥料排施作業(yè)質(zhì)量和深施肥效果。因其具有排肥量調(diào)節(jié)靈敏、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，故選擇電動(dòng)排肥器，其結(jié)構(gòu)主要包括直流電機(jī)、肥盒、槽輪和排肥口等。工作時(shí)，顆粒肥料由于重力的作用從肥箱流出，充滿肥盒和槽輪，直流電機(jī)由控制器控制轉(zhuǎn)動(dòng)，直流電機(jī)輸出軸連接直槽輪，凹槽內(nèi)的肥料被轉(zhuǎn)動(dòng)的槽輪強(qiáng)制帶動(dòng)至排肥口排出。同時(shí)，處于槽輪凹槽以外的肥料由于顆粒間的摩擦力也被帶動(dòng)，并隨著槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)落入排肥口。強(qiáng)制排出的肥料和帶動(dòng)排出的肥料在重力作用下經(jīng)排肥口落入排肥管。根據(jù)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得知，排肥量與直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和外槽輪有效工作長(zhǎng)度有關(guān)系，外槽輪每轉(zhuǎn)排肥量按公式（1）進(jìn)行計(jì)算。

式中：q1——槽輪強(qiáng)制排出肥料質(zhì)量，g/r；q2——槽輪帶動(dòng)排出肥料質(zhì)量，g/r；q——槽輪每轉(zhuǎn)排肥量，g/r；ρ——肥料密度，g/cm3；τ——凹槽內(nèi)肥料充滿系數(shù)；z——凹槽數(shù)目；s——單個(gè)凹槽的截面積，mm2；L——槽輪有效工作長(zhǎng)度，mm；D——槽輪的外徑，mm；λ——帶動(dòng)層系數(shù)，mm。

由公式（1）可知，在其他參數(shù)均保持不變的情況下，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和槽輪工作長(zhǎng)度的乘積是定值，因此，試驗(yàn)時(shí)農(nóng)藝要求固定槽輪工作長(zhǎng)度，可通過調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)施肥量的變化。

圖2 電動(dòng)排肥器結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 技術(shù)效果

旋耕整地施肥聯(lián)合作業(yè)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了全耕層均勻施肥，能有效提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和肥料利用率，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本，起到增產(chǎn)增收的效果。施肥和整地同時(shí)進(jìn)行，防止了肥料隨水流失和揮發(fā)，可大大減輕污染，有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，具有極大的社會(huì)效益。試驗(yàn)證明，此技術(shù)程序輕簡(jiǎn)、操作方便、技術(shù)穩(wěn)定、安全環(huán)保、節(jié)約成本，廣大農(nóng)民易于掌握和接受，適宜在華中及長(zhǎng)江中下游單季稻種植區(qū)大面積普及推廣。

3 試驗(yàn)與結(jié)果分析

3.1 試驗(yàn)條件

根據(jù)旋耕施肥機(jī)機(jī)型和當(dāng)?shù)馗鞣N植模式（當(dāng)?shù)厍安缱魑餅橛筒耍x擇有代表性的地塊為試驗(yàn)用地。試驗(yàn)地點(diǎn)地表平整，長(zhǎng)度大于50 m，兩端留有預(yù)備區(qū)，寬度滿足機(jī)具4個(gè)往返程，試驗(yàn)時(shí)機(jī)器行進(jìn)速度4.1 km/h，樣機(jī)田間試驗(yàn)如圖3所示。

圖3 樣機(jī)田間試驗(yàn)

依據(jù)GB/T 20346.1《施肥機(jī)械試驗(yàn)方法》和GB/T 5262《農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)條件測(cè)定方法的一般規(guī)定》等國(guó)家推薦標(biāo)準(zhǔn)以及水田施肥農(nóng)藝模式，對(duì)旋耕整地施肥聯(lián)合作業(yè)機(jī)進(jìn)行田間性能試驗(yàn)。樣機(jī)具體試驗(yàn)條件如表2所示。

表2 樣機(jī)試驗(yàn)條件

3.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

試驗(yàn)過程中樣機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、可靠，符合農(nóng)藝要求，核心工作部件能夠有效完成全幅旋耕、均勻施肥、耙平作業(yè)。工作過程協(xié)調(diào)而通暢，排肥量能準(zhǔn)確達(dá)到預(yù)先設(shè)定的指標(biāo)，旋耕、耙平效果較好，能夠分別滿足水田旋耕、施肥和旱田旋耕、施肥的要求。樣機(jī)生產(chǎn)試驗(yàn)記錄如表3所示。

表3 樣機(jī)生產(chǎn)試驗(yàn)記錄

4 存在的問題及改進(jìn)意見

1）水田旋耕施肥作業(yè)時(shí)，旋耕刀容易將泥漿甩到施肥裝置的分流板上，造成肥料下落黏結(jié)，不均勻。可在分流板上加裝蓋板。

2）由于排肥盒無毛刷（塑料板）導(dǎo)致肥料經(jīng)排肥盒被排出時(shí)有部分被擠碎，影響肥料功效。可更換排肥盒或者在原排肥盒上增加毛刷。

3）肥料箱裝滿肥料的情況下，直流電機(jī)轉(zhuǎn)速不能太低，容易出現(xiàn)卡殼狀況?？筛鼡Q大功率電機(jī)，或者兩端都加裝電機(jī)，每個(gè)電機(jī)只帶4個(gè)排肥盒。

4）肥料箱底部為平整結(jié)構(gòu)，當(dāng)肥料較少時(shí)，肥料集中在底部不能全部進(jìn)入排肥盒，需要人工抹勻，影響作業(yè)效率?？蓪⒎氏涓臑榕欧士诎疾坌问剑纬尚?，避免肥料集中。

5 結(jié)論

1）旋耕整地施肥聯(lián)合作業(yè)技術(shù)一次完成全幅均勻施肥、旋耕、耙平整地作業(yè)，是一種為水稻種植提供良好苗床條件的田間作業(yè)技術(shù)。

2）旋耕施肥機(jī)結(jié)構(gòu)布置緊湊、連接方便、設(shè)計(jì)合理、調(diào)整、操作簡(jiǎn)單，能有效提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和肥料利用率，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本，起到增產(chǎn)增收的效果。亦可大大減輕污染，有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

3）田間生產(chǎn)試驗(yàn)表明，該機(jī)施肥、旋耕等關(guān)鍵部件工作可靠、作業(yè)效果好、效率高，符合農(nóng)藝要求，滿足了水田施肥的要求，較好解決了水田施肥難題。