趙夢龍，譚 闖，劉永華，李 偉，張東鳳，張文杰

（江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學院 江蘇省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備工程中心，江蘇 句容 212400）

0 引 言

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的集體化、產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，農(nóng)機作業(yè)動力機械向著大功率方向發(fā)展，聯(lián)合/復式作業(yè)機械具有縮短作業(yè)時間、減少環(huán)境污染、減少對地面的壓實等諸多優(yōu)點，耕整地作業(yè)機具逐漸從耕、整、播等單一作業(yè)模式向復式或聯(lián)合作業(yè)模式轉(zhuǎn)變[1-2]。設(shè)施種植中草莓機械化生產(chǎn)作業(yè)耕整地、起壟、施肥、覆膜等工序多采用單一工序進行作業(yè)，耗時、耗力，且不能保證壟的一致性、施肥均勻性、覆膜的可靠。本文針對設(shè)施草莓種植起壟、施肥、覆膜的農(nóng)藝要求，配套大棚王504 型拖拉機，基于UG 開發(fā)設(shè)計草莓旋耕起壟施肥覆膜一體機。

1 草莓旋耕起壟施肥覆膜一體機總體設(shè)計

1.1 總體設(shè)計要求

（1）旋耕作業(yè)結(jié)束后，土塊應細碎、松軟，地面要平整。

（2）適合草莓種植壟高與行距、壟面平整壟距能調(diào)節(jié)。

（3）作業(yè)時不斷肥、易維護。

（4）工作過程中不能損害膜、覆好的膜緊貼壟面、鎮(zhèn)壓覆土可根據(jù)土壤的松軟自動調(diào)節(jié)。

（5）起壟傳動采用液壓馬達傳動。

（6）旋耕動力由拖拉機動力輸出軸通過萬向節(jié)傳遞動力，起壟裝置由拖拉機液壓輸出帶動液壓馬達傳遞動力；施肥裝置由直流電機驅(qū)動。

具體參數(shù)要求如表1 所示。

表1 一體機技術(shù)參數(shù)

1.2 基于UG 開發(fā)草莓旋耕起壟施肥覆膜一體機

旋耕起壟施肥覆膜一體機包括機架、旋耕、起壟、施肥和覆膜等裝置，如圖1 所示，通過三點懸掛與拖拉機進行連接，配套大棚王504 型拖拉機，以旋耕裝置，為基礎(chǔ)，動力輸出時，傳動軸的夾角不得超過30°，動力傳遞由拖拉機動力輸出軸通過萬向節(jié)傳遞到旋耕起壟施肥覆膜一體機的變速箱，再到旋耕刀軸，起壟裝置是通過液壓油管連接拖拉機和起壟裝置上的液壓馬達，用液壓油來驅(qū)動液壓馬達帶動鏈條，從而使起壟裝置轉(zhuǎn)動，施肥裝置靠直流電機驅(qū)動排肥軸，鏈條帶動排肥器進行工作；覆膜裝置連接在機架上，覆膜滾筒、鎮(zhèn)壓輪和覆土輪跟著拖拉機一起轉(zhuǎn)動。

圖1 旋耕起壟施肥覆膜一體機

2 主要零部件設(shè)計

為了滿足草莓旋耕作業(yè)的農(nóng)藝要求，刀軸刀片的排列分成兩側(cè)段，每段區(qū)間為60 cm，相鄰的區(qū)間螺旋線方向要保持一致[3]。

2.1 旋耕裝置設(shè)計

本設(shè)計中旋耕裝置（圖2）采用彎刀，側(cè)切刃從縱向離心軸比較近的刀刃口開始切削土壤，由近及遠，由正切刃橫著切削土地，實現(xiàn)把雜草和殘留的草茬翻向未耕的地[4]，對雜草和殘留的草茬進行第二次切割，也可根據(jù)土壤情況自主選擇，刀具部分采用雙螺旋線排列，為保證旋耕后地表平整，刀片安裝應采用內(nèi)裝法。

圖2 旋耕裝置

2.2 起壟裝置設(shè)計

起壟裝置（圖3）布置在旋耕裝置的后面，土地經(jīng)過旋耕變得細松，后面的起壟圓盤進行起壟，從而形成緊實的壟體。為了實現(xiàn)壟寬可調(diào)，達到本文設(shè)計要求，采用在旋耕機的后蓋板上安裝可調(diào)節(jié)高度和寬度的刮板；刮板上下調(diào)節(jié)是通過旋耕機上固定板與刮板調(diào)節(jié)螺母來實現(xiàn)的，松開螺母，將刮板調(diào)節(jié)到所需要的高度然后鎖緊；壟體寬度是通過調(diào)整孔來實現(xiàn)，松開調(diào)整孔上的鎖緊螺母，就可以左右移動2個梯形槽板[5]。

圖3 起壟裝置

起壟圓盤的作用是形成壟體，為了使其能夠形成等腰梯形的壟體，特采用圓盤式，在圓盤的內(nèi)側(cè)設(shè)有壟距調(diào)節(jié)裝置，采用螺栓鎖緊或松開卡箍，可實現(xiàn)起壟圓盤在起壟圓軸上的位置，在30～50 cm 可進行調(diào)節(jié)，滿足用戶的需要，動力由拖拉機的液壓輸出提供，通過液壓馬達帶動起壟圓軸，結(jié)構(gòu)簡單，功率消耗低。

2.3 施肥裝置設(shè)計

為實現(xiàn)排肥量可調(diào)，不會堵塞排肥料口，排肥料工作可靠，阻力小，不容易損壞，耐磨，采用槽輪式排肥器[5]，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，排肥量大，適用于顆粒狀的肥料，且槽輪為塑料材料，耐肥料腐蝕，延長了使用時間，本文采用車載12 V 電池作為電源，直流電機驅(qū)動，鏈傳動，從而驅(qū)動排肥軸轉(zhuǎn)動，帶動槽輪進行旋轉(zhuǎn)，進行排肥，確保無斷肥，如圖4 所示。

圖4 施肥裝置簡圖

2.4 覆膜裝置設(shè)計

本設(shè)計采用雙覆膜裝置，可以同時覆兩道膜，且覆膜高度可以進行調(diào)節(jié)[6]，吊臂卡筒與覆膜滾筒采用螺栓和螺母連接，如圖5 所示，可通過鎖緊螺栓卡住吊架的高度來調(diào)節(jié)覆膜滾筒的高度，實現(xiàn)覆膜滾筒前后錯開，充分利用覆膜裝置的位置，做到覆膜更充分、不漏膜，且容易更換膜。

圖5 覆膜滾筒

2.5 鎮(zhèn)壓覆土裝置設(shè)計

鎮(zhèn)壓采用鎮(zhèn)壓輪，可以對覆好的膜進行壓緊，每個鎮(zhèn)壓輪上有壓緊彈簧，壓緊彈簧通過墊片和卡銷連接在鎮(zhèn)壓輪上，可以根據(jù)土壤的松軟進行調(diào)節(jié)，從而確保鎮(zhèn)壓的力度一樣，不會對膜有損害。使用覆土盤將外圍的土自動推到膜上完成覆土，覆土的多少也可以進行調(diào)節(jié)，通過鎖緊螺栓可以在橫梁上進行左右調(diào)節(jié)，達到覆土量的調(diào)節(jié)，從而完成覆膜工序。鎮(zhèn)壓輪和覆土盤是連接在同一個橫梁上，整個機構(gòu)有壓緊彈簧，可以調(diào)節(jié)整個鎮(zhèn)壓覆土裝置的高度一致，整個機構(gòu)通過兩對U 型螺栓固定在橫梁上同時也可以根據(jù)用戶需要進行左右調(diào)節(jié)[7]，如圖6 所示。

圖6 鎮(zhèn)壓覆土裝置

3 結(jié) 語

通過田間試驗，對設(shè)施內(nèi)草莓種植填土粒細碎度、起壟平整度、壟面完整性、施肥均勻性、覆膜效果等參數(shù)進行測試，耕后的土地松碎，起壟可調(diào)，壟高合理，不漏肥、不漏膜，覆土量可調(diào)節(jié)，基本滿足設(shè)計要求。設(shè)施種植中，高質(zhì)高效是發(fā)展方向，未來設(shè)計中可考慮針對不同類型肥料開展排肥器設(shè)計。