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        基于農(nóng)田深松機(jī)械的技術(shù)研究

        2021-11-30 10:39:12臨沂市蘭山區(qū)方城鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心王開粉
        河北農(nóng)機(jī) 2021年6期
        關(guān)鍵詞:機(jī)械作業(yè)設(shè)計(jì)

        臨沂市蘭山區(qū)方城鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心 王開粉

        實(shí)現(xiàn)土壤深松可以對農(nóng)作物生長土壤環(huán)境進(jìn)行完善,再進(jìn)行深松工作后是使土壤能夠形成一個(gè)上虛下實(shí)的結(jié)構(gòu),這種土壤結(jié)構(gòu)更容易儲存水分、疏通空氣,確保土壤溫度,有利于土壤內(nèi)部對養(yǎng)分的吸收與利用,另外還可以使土壤能夠充分吸收地下水,確保農(nóng)作物根系水分的需求,所以深松工作能夠大大地完善土壤質(zhì)量,有利于土壤肥力的自我恢復(fù),能夠改善由于長時(shí)間使用化肥而導(dǎo)致土壤肥力不佳的問題。本文就深松技術(shù)的應(yīng)用,當(dāng)下我國常用的身份技術(shù)及存在的問題出發(fā),對當(dāng)前深松技術(shù)的設(shè)計(jì)提供一定思路與方向

        1 深松技術(shù)的應(yīng)用

        當(dāng)前,深松技術(shù)廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物的種植過程中,像小麥、棉花、煙草、玉米等農(nóng)作物的生產(chǎn)過程中,都采用了深松技術(shù)。一般來說,通常根據(jù)農(nóng)作物的生長狀況,如農(nóng)作物產(chǎn)量、質(zhì)量、土壤的狀況,土壤密度、含水量以及土壤肥力狀況,都衡量深松技術(shù)使用后綜合效果的指標(biāo)。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用調(diào)查可知,在不同土壤下使用深松工作技術(shù)后,農(nóng)作物產(chǎn)量都有一定的提升。但對于一些地區(qū),深松技術(shù)的應(yīng)用并不能完全實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物質(zhì)量與產(chǎn)量的提升。所以,對于該技術(shù)的推廣需要結(jié)合應(yīng)用土壤的實(shí)際情況,以及農(nóng)作物的耕種情況,從而對當(dāng)下土壤等農(nóng)作物產(chǎn)量及質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算。通過衡量是否以最低的投入獲得最高的效益,來決定是否采用深松技術(shù)。當(dāng)前在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中常用的是機(jī)械多為復(fù)合式機(jī)械,一般這種復(fù)合式機(jī)具成本高,但復(fù)合式機(jī)械作業(yè)效率高,因此,開發(fā)復(fù)合式深松機(jī)具能夠有效降低工作機(jī)具的成本。

        1.1 機(jī)械深松的作用

        就機(jī)械深松技術(shù)的作用來說,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。第一,機(jī)械深松技術(shù)能夠增強(qiáng)土壤的透水性,能夠打破土壤內(nèi)部形成的結(jié)構(gòu),加深工程實(shí)現(xiàn)土壤虛實(shí)并存的工程構(gòu)造,這樣能在進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉時(shí),土壤耕層的透水性比平時(shí)要更快一些,實(shí)現(xiàn)土壤內(nèi)部水分的循環(huán),為農(nóng)作物生長提供良好的土壤環(huán)境。第二,能夠增加土壤熱容量,深松技術(shù)能夠打破土壤長期以來所形成的堅(jiān)硬厚實(shí)的土壤結(jié)構(gòu),在確保土壤透氣性得以改善的同時(shí),能夠加大土壤導(dǎo)熱性,實(shí)現(xiàn)地面的溫度有所提高。第三,深松技術(shù)有利于水土保持,深松技術(shù)的使用,不僅能夠提高土壤的蓄水能力,而且能夠形成比較粗糙的地表,有利于水土保持,增強(qiáng)耕地表面的抗石化與抗風(fēng)蝕能力,減少土壤流失。第四,深松技術(shù)有利于作物根系發(fā)育。深松技術(shù)能夠使工程土壤疏松,增加土壤顆粒之間的縫隙程度,增強(qiáng)通氣度,為土壤內(nèi)微生物的活動提供了良好的環(huán)境,加速土壤養(yǎng)分有效化過程,使農(nóng)作物根系發(fā)展更為扎實(shí),促進(jìn)作物早熟高產(chǎn)。第五,深松技術(shù)能夠大大提高土壤抗災(zāi)能力,提高土壤接納雨水沖刷的能力,加強(qiáng)地表滲水性,減少地面水流建立地下水庫,確保農(nóng)作物根系生長發(fā)育,為在旱季的作物提供充分的水分,同時(shí)還能夠增強(qiáng)耕地防旱排澇、抗?jié)车哪芰?。第六,能改良土壤。深松工作技術(shù),以少投入高效益為主要原則,大大降低了土壤工作的動土量,保護(hù)了土壤中原有的土壤結(jié)構(gòu),降低對機(jī)械整地作業(yè)費(fèi)用的降低,以此來達(dá)到高效改善土壤的作用與目的。

        1.2 當(dāng)前深松作業(yè)方法與存在的問題

        1.2.1 深松作業(yè)方法

        當(dāng)前,深松作業(yè)采用的方法主要有以下幾種。一是留茬深松,該種方式是在農(nóng)作物收割時(shí),對農(nóng)作物留10~20厘米,然后再用深松機(jī)深松30~20厘米。二是平茬深松,是在農(nóng)作物平茬收割后,深松30厘米。三是松耙深松,該種方式是在平坐地上,先深松一個(gè)行之間的某個(gè)部位,然后再耙表土,最后是深松另一個(gè)部位,從而使一次深松作業(yè)完成。

        1.2.2 深松作業(yè)中存在的問題

        當(dāng)前深松作業(yè)過程中存在的問題主要有以下幾個(gè)方面:首先,深松作業(yè)工作部件本身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不恰當(dāng),造成在作業(yè)過程中,能量能源消耗過大。在鑿型鏟進(jìn)行深層作業(yè)時(shí),會大大增加能量消耗。這是由于雖然全方位的深松鏟和雙翼柱形鏟的松土范圍大,但是在工作時(shí)實(shí)際所受到的阻力也大。針對該種現(xiàn)狀當(dāng)前所采用的能夠有效地減少阻力的措施有以下兩種,一是改變深松產(chǎn)工作面機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù),二是通過采用仿生深松部件來減少阻力。其次,當(dāng)前深松作業(yè)不具備標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的管理?xiàng)l件。就目前來看,市場上深松機(jī)械種類繁多,但大多數(shù)都是具備針對性較強(qiáng)的機(jī)械生產(chǎn),都是在結(jié)合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)條件、土壤條件及農(nóng)作物生長環(huán)境的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的,因此有一定的局限性,并不能推廣到全國進(jìn)行使用。最后,通用的深松聯(lián)合作業(yè)機(jī)械較少,很多地區(qū)根據(jù)當(dāng)?shù)氐囊恍┺r(nóng)業(yè)技術(shù)要求改裝了深松聯(lián)合作業(yè)機(jī),但這種改裝設(shè)備通用性差不具備推廣的要求可以根據(jù)不同地區(qū),相應(yīng)的農(nóng)業(yè)技術(shù)要求來研制出針對不同地區(qū)的系列化,標(biāo)準(zhǔn)化的深松聯(lián)合作業(yè)機(jī)械,在季節(jié)變化過程中,通過更換不同的工作部件,實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。

        2 深松機(jī)具的類型

        常見的深松機(jī)具類型主要有以下三種:第一種為鑿式深松機(jī)。這種機(jī)具主要的工作部件由深松鏟和懸架構(gòu)成機(jī)具運(yùn)作時(shí),通過鏟柄與鑿尖來撬動土壤,進(jìn)行松土工作,松土系數(shù)為0.2~0.3,松土土壤深度可達(dá)30~50厘米。但是對于一些更為深的土層并不能進(jìn)行良好的運(yùn)作,會大大增加耗能,且會造成一定的跑墑隱患。第二種為全方位深松,全方位深松主要的工作部件為剛性梯形框架,通常由底刀、側(cè)刀垂直結(jié)板構(gòu)成,進(jìn)行工作時(shí)由深松部件從土壤中來進(jìn)行梯形截面的作業(yè),通過抬升后,通過兩側(cè)刀面和水平刀面流出,繼而下放到前面,使底部形成鼠道來接納更多的雨水,這種方式有利于干旱地區(qū)保墑。第三種為震動式深松機(jī),震動式深松機(jī)的主要的工作部件是振動柱和主鏟柱。在工作時(shí)靠近產(chǎn)權(quán)部的振動,前沿開刃,下面連接著鑿頭,可以使松土深度達(dá)到50~60厘米。

        3 深松技術(shù)設(shè)計(jì)研究

        本文中進(jìn)行的深松機(jī)設(shè)計(jì)主要有圓犁刀、深松機(jī)和平整器三部分組成,其中主要以深松為主,通過焊接形式進(jìn)行機(jī)具焊接。深松機(jī)有4個(gè)深松鏟子,呈一字形排列,幫助覆蓋殘茬和減少阻力,前面配置破茬機(jī)具,大大降低殘茬對深松鏟的破壞,并且在生產(chǎn)的選擇上挑選對土壤深松,更有效率的工具后面配置土壤平整器,可以對深松后的土壤進(jìn)行破碎鋪平,結(jié)合當(dāng)下國內(nèi)外深松機(jī)具存在的優(yōu)勢與不足,從而設(shè)計(jì)一種能夠滿足當(dāng)下農(nóng)業(yè)要求,實(shí)現(xiàn)多種條件下都能夠應(yīng)用的深松技術(shù)。下面根據(jù)機(jī)械相關(guān)原理,對深松機(jī)設(shè)計(jì)提供一定的建議。

        3.1 深松機(jī)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)原則

        在進(jìn)行深松機(jī)具設(shè)計(jì)前要明確深松機(jī)具的設(shè)計(jì)原則,為確保深松機(jī)前進(jìn)過程中能夠大大地降低牽引阻力,實(shí)現(xiàn)順利破茬工作,應(yīng)在前方設(shè)計(jì)圓犁刀裝置。根據(jù)相關(guān)農(nóng)業(yè)技術(shù)的要求,在進(jìn)行深松機(jī)具設(shè)計(jì)過程中,要最大程度地保護(hù)土壤以及土壤中所蘊(yùn)含的水分,減少水分的蒸發(fā)。所以針對該項(xiàng)需求,應(yīng)設(shè)計(jì)窄行深松鏟。同時(shí),深松技術(shù)各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)該要達(dá)到國家的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。深松技術(shù)在綜合考慮下,應(yīng)該與功率73.5KW左右的拖拉機(jī)進(jìn)行配套使用,在確保作業(yè)效果以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下,盡可能地減輕深松技術(shù)的質(zhì)量與材料消耗,節(jié)省成本,方便運(yùn)輸,實(shí)現(xiàn)零件出現(xiàn)故障后被替換的原則。

        3.2 深松機(jī)的總體布置

        該深松機(jī)主要工作部件由懸掛裝置、圓犁刀、機(jī)架、小雙翼深松鏟、鏟柱等部件組成,配套相應(yīng)動力的拖拉機(jī)。在進(jìn)行作業(yè)時(shí),配備四個(gè)深松鏟,且工作寬度在2米左右,耕深為30~35厘米,工作速度較為平緩,生產(chǎn)效率較高,在設(shè)計(jì)要求中,該機(jī)具結(jié)構(gòu)較為簡單,性能可靠,而且對于各個(gè)部件的調(diào)整,方便快捷,能夠在農(nóng)村進(jìn)行推廣使用

        3.3 懸掛機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

        懸掛機(jī)構(gòu)呈對稱式分布,以中央為對稱面,設(shè)計(jì)方式以三點(diǎn)懸掛式為主,配套拖拉機(jī)同樣需配置相應(yīng)三點(diǎn)懸掛裝置,從中央面上進(jìn)行上拉桿,兩拉桿等距分布在中央面兩側(cè)。首先,對于懸掛機(jī)構(gòu)的主要部件來說,懸掛機(jī)構(gòu)的主要部件由衡量下拉桿、豎直拉桿組成。其次,確定懸掛點(diǎn)。機(jī)具采用三點(diǎn)懸掛式,可以避免在機(jī)具使用過程中出現(xiàn)偏牽引的問題。從而盡可能避免由牽引而引發(fā)的作業(yè)不減偏磨現(xiàn)象。當(dāng)機(jī)器處于運(yùn)輸狀態(tài)時(shí),深松鏟的最低里面高度為30厘米,運(yùn)輸間隙大于25厘米。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,懸掛點(diǎn)的牽引功率需在30~75kW的拖拉機(jī)。另外,對懸掛機(jī)構(gòu)的相關(guān)尺寸,根據(jù)下連接點(diǎn),離地面高度為520±30毫米,上,下連接點(diǎn)垂直距離(435±20)毫米,上下連接點(diǎn)水平距離為225±25毫米,下拉桿實(shí)長(90±60)毫米,上拉桿的長度及調(diào)節(jié)范圍795-825毫米,上拉桿向上轉(zhuǎn)動的最大角度75°,下懸掛點(diǎn)之間的距離870毫米。如此,可以得出深松機(jī)的懸掛機(jī)構(gòu)參數(shù)。

        4 結(jié)語

        總而言之,在當(dāng)下農(nóng)田中深松技術(shù)中能夠大大提高農(nóng)作物的種植產(chǎn)量與質(zhì)量,同時(shí)能夠提供良好的土壤保障,所以,在當(dāng)下的農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中要加大對深松技術(shù)的開發(fā)力度與投入力度,盡管當(dāng)前在深松技術(shù)的使用過程中還存在很多問題,但相關(guān)部門以及技術(shù)人員,要在把握當(dāng)下問題的基礎(chǔ)上,進(jìn)行中經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與反思。再結(jié)合我國實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,借鑒他人先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)與實(shí)際發(fā)展要求,對深松技術(shù)進(jìn)行不斷地完善與改造,使其能夠適應(yīng)我國農(nóng)作物種植為農(nóng)田工作提供有力的保障。

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