油菜联合直播机种床松旋装置设计

长江中下游地区是我国冬油菜的主要种植区 域，该种植区土壤板结，严重影响油菜生长，导致油 菜产量减少。油菜播种作业时对油菜种植的种 床带进行深松旋耕联合作业，有助于主根系防倒伏 以及油菜产量增加。土地耕整作业为创造良好的种 床厢面和种床带做准备，是整个油菜种植过程中一 个重要环节。传统的土壤耕整主要采取旋耕方 式，近年来，随着油菜种植机械化程度的不断提高， 深松和旋耕联合作业逐渐成为趋势，深松旋耕联 合作业改良了土壤层粒结构和渗水、透气性能，改善 作物根系生长环境，有利于农作物根系的生长发育， 达到增产增收的效果。

１ 材料与方法

１．１ 总体结构与工作原理

１）总体结构及参数。油菜联合直播机种床松旋 装置主要包括三点悬挂架、主机架、动力输入轴、类 深松铲、旋耕装置以及限深地轮，总体结构如图１所 示。该装置能一次性完成种床带浅松以及厢面旋耕 作业。６个类深松铲分两排对称排布于直播 机 前 部，使整机具有良好稳定性。作业过程中保证铲柄 的竖直状态和稳定的入土角。限深地轮对称安装于 机具前侧，保证耕深的稳 定 性。主 要 参 数 见 表 １。设计旋耕耕深Ｌ１为１００～１５０ｍｍ，为保证种床带油 菜生长主根系防倒伏，有利于作物产量增加，设计种 床带的耕深Ｌ２为２００～２５０ｍｍ，旋耕刀片最底端与 类深松铲最底端高度差 ΔＬ 应该在１００ｍｍ 左右。
　
２）工作原理

机具通过三点悬挂与拖拉机进行 挂接，拖拉机带动机具前进，机组作业时，置于机具 前部的类深松铲对种床带进行浅松作业，置于机具 后部的旋耕机对种床厢面进行旋耕作业并进行开畦 沟作业，旋耕拖板对作业过后的厢面进行平整，形成 适宜油菜播种的种床带和厢面。

１．２ 关键部件设计与分析

类深松铲 的 破 土 刃 和 铲 尖 为 主 要 触 土 面，其 结构主要包 括 类 深 松 铲 柄、铲 尖 以 及 抛 物 线 破 土 刃。类 深 松 铲 与 土 壤 间 相 互 作 用 主要是撕扯、挤压和滑切，破土刃的关键参数主要是 其刃口曲线 和 刃 口 角，其 结 构 决 定 了 类 深 松 铲 的 作业性能。类深松铲作业时对地表附近土壤产生撕扯和挤 压作用如图４。种床带土壤被抬高，堆积的土壤在 挤压作用下流向非种床带，形成上宽下窄的“Ｖ”字 形断面，能够保证种子顺利地落入作业后的种床带， 也有利于种子根系的生长，因此，选择合理的刃口曲 线、刃口角以及铲尖有利于形成良好的“Ｖ”字形断 面。本研究基于类深松铲挤压、切削种床带土壤的 原理以及受力分析，研究类深松铲刃口曲线和刃口 角。根据油菜播种的要求，设计的类深松铲拟开出 耕深２００～２５０ｍｍ 的种床带。

２ 结果与分析

试验在华中农业大学现代农业科技试验基地进行。试验 工 况：前 茬 作 物 为 水 稻，土 壤 含 水 率 为 ２２．１９％。实验设备及仪器包括：东方红 ＬＸ－９５４拖拉 机，直尺（５００ ｍｍ）、卷尺（３ ｍ）、磁性水平尺（三箭 工具有限公司，精度０．００２９°）、土壤坚实度仪（浙江 托普仪器有限公司，ＴＪＳＤ－７５０Ⅱ型，±０．５％ＦＳ），电热恒温鼓风干燥箱（上海精宏实验设备有限公司，太仓精宏仪器设备有限公司，精宏DHG-9076A型，温度波 动：±１℃，温度范围：＋１０～３００℃）。

３ 讨 论

结合油菜种植农艺要求，应用深松旋耕 联合作业技术，对类深松装置进行设计。设计了油菜直播机种床松旋装置，主要包括类深松装置和旋 耕刀片，整机联合作业能一次完成破土、松土、碎土、 平整作业。开展了类深松铲的动力学与运动学特性 分析，根据类深松铲对撕扯、挤压和滑切的作用原 理，确定了类深松铲刃口曲线的两端滑切角分别为 ２３°和４０°、刃口角为４０°、入土角为２３°，并确定了类 深松铲的布局为“前四后二”的排布方式。基于浅松 旋耕联合作业，为保证种床厢面的耕深以及碎土效 果，对旋耕刀片的排布进行设计。设计种床带选择 回转半径为２４５ ｍｍ 的旋耕刀片ＩＴ２４５，工作幅宽 为５０ｍｍ，非种床带选择回转半径为２２５ｍｍ 的旋 耕刀片ＩＴ２２５，工作幅宽为５０ｍｍ。每个旋耕刀辊 长刀６把，短刀１６把，左右刀辊按照双头螺旋线对 称排布。田间试验结果表明：浅松旋耕联合作业后， 种床带浅松深度为２２９．４～２３９．４ ｍｍ，旋耕深度为 １２４．８～１３９．２ｍｍ，耕深稳定性达９０％以上，厢面平 整度为２５．７１～２７．１４ｍｍ，作业过后能够开出稳定 的种床带和种床厢面，作业质量达到油菜播种要求。



 

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