秸稈撿拾開溝拋撒機的研制

丁潤鎖，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）

我國是糧食生產(chǎn)大國，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)生病蟲害的問題。這種栽培方式中的秸稈撿拾、開溝、粉碎、鋪設(shè)等作業(yè)基本上都是人工作業(yè)，效率低、勞動強度大，用工成本高。隨著科技興農(nóng)的推進，各項惠農(nóng)政策的實施，農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展迅速，復(fù)式作業(yè)機具得到農(nóng)民的青睞。農(nóng)田開溝、秸稈的粉碎和拋灑都是比較成熟的技術(shù)，但卻是相互獨立的操作單元，而且現(xiàn)有機具開溝的寬度和深度都不能滿足溝稈壟作的技術(shù)要求，研發(fā)適用的秸稈撿拾開溝拋撒機一次性完成開溝、秸稈撿拾、粉碎、鋪設(shè)的機械化作業(yè)，達到提高作業(yè)效率，降低作業(yè)成本，促進溝稈壟作這一技術(shù)的推廣應(yīng)用。

1 設(shè)計思路

秸稈撿拾開溝拋撒機采用牽引方式，實現(xiàn)在農(nóng)田開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溝機破土的溝田里，實現(xiàn)秸稈粉碎還田，自動拋灑，提高工作效率，節(jié)省工作時間的秸稈撿拾開溝機，滿足溝稈壟作的技術(shù)要求。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

設(shè)備由秸稈粉碎拋灑，以及開溝兩部分操作結(jié)構(gòu)組成。秸稈粉碎拋灑部分由主操作艙、主驅(qū)動機、主傳動軸、粉碎裝置、沾輥、風機組成；開溝部分由傳動機、開溝傳動器、開溝器和遮擋板組成。開溝傳動器上還設(shè)有連接臂和伸縮裝置，開溝器是由主軸、2個開溝盤和多個松土刀組成，每個開溝盤上設(shè)有4個破土刀和4個拋土刀。主操作艙上設(shè)有開溝傳動機固定架、多個減震固定器和2個牽引連接桿（圖1）。

圖1 秸稈撿拾開溝拋撒機結(jié)構(gòu)

主傳動軸上設(shè)有2個粉碎裝置傳動器，保證傳動的持續(xù)性，便于粉碎工作。開溝驅(qū)動機利用自身的傳動軸與開溝傳動機連接起來，形成聯(lián)動機制，當其中1個驅(qū)動設(shè)備發(fā)生問題時，能夠通過其他驅(qū)動設(shè)備的帶動，給整體運轉(zhuǎn)提供動力。由于開溝傳動機與開溝傳動器一端的開溝器之間的連接距離較長，運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生較大的震動和受力點，故在其一側(cè)設(shè)有1個開溝傳動機固定架，采用三角結(jié)構(gòu)的焊接鋼架，起到鞏固作用。此外，開溝傳動器的一端裝有1個連接臂，采用雙折彎曲連接臂，連接臂的另一端裝有1個伸縮裝置，伸縮裝置采用電動液壓伸縮機，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，開溝器被抬起或接觸地面，控制開溝深度，提高開溝作業(yè)的效果。

開溝器采用多排齒，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，加大開溝的寬度，并且對破土刀破土后的土層進行擊碎和帶動，使得開溝兩側(cè)的土壤更加松軟。隨著拋土的深入，在主軸的旋轉(zhuǎn)帶動下，每個松土刀可將溝渠中間位置處的土進行松動，便于其兩側(cè)破土刀和拋土刀的挖開。長、短彎鉤交錯式的結(jié)構(gòu)能夠便于農(nóng)田土地的挖開，省時省力，大大提升工作效率。每個開溝盤上設(shè)有孔洞和缺口，避免在開土時開溝盤上積土導(dǎo)致阻塞。開溝的過程中，隨著開溝力度的加大，會產(chǎn)生大量揚塵，為了避免揚塵向牽引機械或者牽引拖車方向揚起，加設(shè)了1個遮擋板，起到保護作用。在粉碎裝置的外側(cè)位置設(shè)有多個減震固定器，每個減震固定器采用吊鉤式拉簧，可在粉碎裝置工作時，削減粉碎裝置所產(chǎn)生的震動，并加以固定，使整個設(shè)備運行的更加平穩(wěn)自如。

該設(shè)備由于質(zhì)量較重，屬于牽引式大型作業(yè)機構(gòu)。為便于牽引作業(yè)，在主操作艙上靠近主傳動軸的一側(cè)裝有2個牽引連接桿。驅(qū)動部件是利用牽引機械的電動控制設(shè)備進行連接，作業(yè)時操作人員只需對牽引機械或者牽引拖車上面的電動設(shè)備進行操作，即可完成對秸稈撿拾開溝拋撒機上驅(qū)動部件的控制。主傳動軸上設(shè)有2個粉碎裝置傳動器，能夠保證傳動的持續(xù)性，讓粉碎工作更加自如的同時，也降低了機體部件的損耗。

3 結(jié) 論

秸稈撿拾開溝拋撒機采用1 204馬力拖拉機配套，輸出動力720轉(zhuǎn)，要求拖拉機必須配有爬行檔，根據(jù)不同土質(zhì)選擇爬行1檔或爬行3檔。通過田間試驗表明，機具設(shè)計合理，操作方便、省時省力，實現(xiàn)開溝和農(nóng)田秸稈撿拾粉碎同步作業(yè)，將粉碎的秸稈拋灑到開溝機破土的溝田里，實現(xiàn)秸稈粉碎還田。工作效率達到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，開溝深度0.3 m，開溝寬度0.5 m。通過機械替代人工作業(yè)大大改善了農(nóng)田秸稈撿拾、粉碎、拋灑、開溝的作業(yè)效果，縮短了作業(yè)時間，提高了工作效率。