【文章內(nèi)容簡介】 排肥輪，將肥箱內(nèi)的肥料排出，沿輸送管進入開溝器，施入整形前兩起壟開溝鏟后中部的窄壟土壤內(nèi) ，以便向兩邊溝內(nèi)的作物供肥。 該機作業(yè)一次可 完成開溝、起壟、施肥、整形、鋪膜和覆土等工序。 機具結(jié) 構(gòu)緊湊，作業(yè)質(zhì)量好，工作可靠，使用調(diào)整方便，適合于耕整好的地塊，是玉米、馬鈴薯起壟全膜覆蓋集雨栽培，的理想配套農(nóng)具 。 本 設(shè)計 按 小壟溝壟面寬度為 40cm，大壟溝壟面寬度為 70cm，大小壟溝高度均為15cm， 設(shè)計 ， 確定小麥的行距為 15cm ,實行壟溝內(nèi)種植的方法 。 壟溝 寬度和深度一方面影響單位面積的灌水量、土壤水的垂直入滲和水平側(cè)滲，另一方面影響作物的有效種植面積和產(chǎn)量，還影響機械的作業(yè)和起壟整地的難易程度。 為了控制土 壤水垂直入滲，增強水平側(cè)滲，又便于機械起壟和機械收獲，應(yīng)盡可能增大有效種植面積。 參考大田種植的每次灌水量，確定 小壟溝壟面寬度為 40cm，大壟溝壟面寬度為70cm，大小壟溝高度均為 15cm，設(shè)計，確定小麥的行距為 15cm ,實行壟溝內(nèi)種植的方法 。如圖 1 所示。 圖 張立橋：全膜雙壟溝起壟鋪膜機的設(shè)計 11 2 全膜雙壟溝起壟鋪膜機 總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 全膜雙壟溝起壟鋪膜機 的性能要求及性能指標 性能要求 全膜雙壟溝起壟鋪膜機 的性能要求，包括農(nóng)業(yè)技術(shù)要求和使用要求兩個方面。 （ 1）技術(shù)要求：要求 全膜雙壟溝起壟鋪膜 機 的 起壟 量符合農(nóng)業(yè)技術(shù)要求， 壟 深一致且符合農(nóng)業(yè)技術(shù)要求， 行距一致、 施肥 均勻； 地膜在覆蓋的過程中進行縱向加橫向的壓土方式 ， 以增強地膜的抗風(fēng)能力，以提高土壤水分的利用率，利于保墑。 （ 2）使用要求：通用性好， 大小壟的深度及寬度符合農(nóng)業(yè)技術(shù)要求 ， 便于 調(diào)整、 掛膜 方便可靠；在 起壟 的同時，能進行施肥、 鋪膜 、 覆土 及鎮(zhèn)壓等作業(yè)。 性能指標 起壟鋪膜 質(zhì)量的高低常用性能指標來評價。 （ 1） 起壟 量穩(wěn)定性：指 旋耕起壟裝置 不隨時間變化而保持穩(wěn)定的程度，可用于評價 全膜雙壟溝起壟鋪膜機起壟 質(zhì)量的穩(wěn)定性； （ 2） 縱向覆土 量穩(wěn)定 性：指 全膜雙壟溝起壟鋪膜機 在相同條件下 進行縱向覆土 量的一致程度； （ 3） 橫向覆土 量穩(wěn)定性 ： 指 全膜雙壟溝起壟鋪膜機 在相同條件下 進行間隔時間橫向覆土 量的一致程度； （ 4） 地膜覆蓋的均勻性： 指 地膜在壟面上的覆蓋分布的均勻程度 ； （ 5） 土壤升運的 穩(wěn)定性：指 土壤在輸土升運裝置升運的過程中 土 量 的穩(wěn)定程度 ； （ 6） 起壟整形限深裝置穩(wěn)定性的 ：指 旋耕起壟裝置起壟后 ， 對大小壟深度的限制和調(diào)整，使得大小壟的深度保持在一定農(nóng)業(yè)技術(shù)要求范圍內(nèi) 。 另外，對于 全膜雙壟溝起壟鋪膜機 來說，還要達到壟面平整，壟溝整齊， 便于 調(diào)整、掛膜 方便可靠； 在 起壟 的同時，能進行施肥、 鋪膜 、 覆土 及鎮(zhèn)壓 ， 種子和肥料的間層保持一致，不燒傷種子，土壤密實程度適合 作物 的生長。 設(shè)計 全膜雙壟溝起壟鋪膜機 時，既要結(jié)合 鋪膜 機的性能要求及 鋪膜 機要達到的性能指標，又要結(jié)合 作物 本身的特性，確定 全膜雙壟溝起壟鋪膜機 的總體設(shè)計方案以及各工作部件的設(shè)計方案。 全膜雙壟溝起壟鋪膜機 的技術(shù)要求 （ 1）起壟均勻性要好， 起 壟 方 向直，不起土塊， 起 壟 后壟溝 沒有裂口，覆土鎮(zhèn)壓效 張立橋：全膜雙壟溝起壟鋪膜機的設(shè)計 12 果要好，播種作業(yè)后，仍然能保持良好的壟形； （ 2） 旋耕起壟裝置 要有很好的 起壟 性能， 起壟 均勻； （ 3）要做到 起壟的同時進 行地膜的全覆蓋 ，避免 漏地縫隙的出現(xiàn)。 全膜雙壟溝起壟鋪膜機 整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 整機設(shè)計原則 （ 1）結(jié)合我國北方旱作農(nóng)業(yè)地區(qū)的實際情況，參考 作物 本身特性和國內(nèi)外的 全膜雙壟溝起壟鋪膜機 ，設(shè)計出一種既滿足功能要求又適合我國北方農(nóng) 業(yè) 情況的 全膜雙壟溝起壟鋪膜機 ； （ 2） 鋪膜 后要進行鎮(zhèn)壓，因此在 全膜雙壟溝起壟鋪膜機 上要設(shè)計相應(yīng)的鎮(zhèn)壓機構(gòu)，以最大限度的保證農(nóng)田水分的要求，避免起壟 鋪膜 后土壤水分的流失； （ 3）傳統(tǒng)的 全膜雙壟溝起壟鋪膜機 在覆土鎮(zhèn)壓時只有縱向的覆土，由于地膜的長度很長，地膜對于抗風(fēng)能力不強，不 利于地膜的覆蓋，而本機采用縱向加橫向的綜合覆土方式，增加了地膜的抗風(fēng)能力，有利于防止 鋪膜 后土壤水分的流失 ； （ 4）為了避免土壤被壓實，盡量減少作業(yè)機器進入土地作業(yè)的次數(shù)，因此將起壟、整形、施肥、播種、 鋪膜、 鎮(zhèn)壓等作業(yè)一次性完成； （ 5）為了作業(yè)方便，要在滿足功能要求的基礎(chǔ)上，減少整機的體積，盡量將整機結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊。另外，在滿足強度要求的前提下，要減輕整機的重量，節(jié)約使用材料； （ 6）為了降低成本，要在滿足各項要求的基礎(chǔ)上，盡量簡化結(jié)構(gòu)，同時還要考慮到零件的互換性和可裝配性。 全膜雙壟溝起壟鋪膜機 的總體結(jié)構(gòu) 1. 用 pro/E 建立整機模型 全膜雙壟溝起壟鋪膜機 是 由 小四輪拖拉機作牽引的機械化作業(yè)機具。該機主要由機架、開溝鏟、起壟旋耕裝置、傳動裝置、土壤升運裝置、整形限深裝置 、 掛膜裝置 、 土壤分流裝置和施肥裝置等組成。 該機作業(yè)時可使用寬度為 120cm?140cm 的地膜，窄 /寬壟距為40/70cm，生產(chǎn)效率 ?,(帶后動力軸輸出軸 )小四輪拖拉機。 Pro/ E 建模過程的步驟一般可以分為自底向上 (Down2Top) 和自頂向下 ( Top2Down) 兩 種方式 。 自底向上是指從零開始 ,然后到 子裝配、總裝配、整體外觀的設(shè)計方式 。 自頂向下是指從整體外觀 (或總裝配 ) 開始 ， 然后到子裝配、零件的設(shè)計方式 。 具體設(shè)計過程中這 兩 種方法也可以同時采用 。 本設(shè)計中同時用到了以上 2 種設(shè)計方式 。 首先按設(shè)計要 張立橋：全膜雙壟溝起壟鋪膜機的設(shè)計 13 求設(shè)計出各個零部件 ， 然后將各零部件進行組裝 ， 組裝后的整機模型如圖 2所示 。 整機結(jié)構(gòu)圖如圖 2所示。 2. 全膜雙壟溝起壟鋪膜機 主要技術(shù)參數(shù) 外形尺寸（長寬高） （ mm） 130014001150 機具質(zhì)量 （㎏） 175 拖拉機功率（ kw） ?（帶動力輸出） 動力轉(zhuǎn)速（ r/min） 540 地膜寬 度（ mm） 1200?1400 大壟尺寸（ cm） 寬 67?73，高 10?15 小壟尺寸（ cm） 寬 37?43，高 15?20 壟距 （㎝） 110?120 膜邊覆土寬 （㎝） 8?10 作業(yè)速度 （ km/h） 3?4 作業(yè)速率 （ hm2/h） ? 圖 2 整機模型 張立橋：全膜雙壟溝起壟鋪膜機的設(shè)計 14 圖 3 整機結(jié)構(gòu) 示意圖 4. 鎮(zhèn)壓裝置 9. 運 土裝置 3 全膜雙壟溝起壟鋪膜機 主要部件的設(shè)計及相關(guān)參數(shù)的確定 在設(shè)計各工作部 件時，要滿足 全膜雙壟溝起壟鋪膜機 的功能要求與性能要求，盡量做到成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、外表美觀。本文設(shè)計的 鋪膜 機采用 三 點懸掛式，主要機構(gòu)包括：機架 ， 運土裝置 ，鎮(zhèn)壓裝置， 地輪 ， 旋耕 起壟裝置， 仿形板 ， 分土盒， 及 化 肥箱等部分 組 成。 機架 在保證強度的前提下，為了減輕機具重量，機架由 40402 的矩形鋼管焊接而成。運土裝置 ， 座 輪 和鎮(zhèn)壓裝置以及 整形裝置 等工作部件均安裝在機架上。結(jié)構(gòu)如圖 4所示，主要由橫梁、斜梁和側(cè)板組成。橫梁間距 360mm，前排安裝 旋耕起壟裝置 、 2 個 開溝鏟 ，中間 安裝輸土裝置 ， 仿形板安裝在地輪后面 ， 最后安裝 鎮(zhèn)壓 裝置 ；斜梁焊接在前排橫梁上，并通過掛接板與拖拉機掛接盒連接。 張立橋：全膜雙壟溝起壟鋪膜機的設(shè)計 15 圖 4 機架結(jié)構(gòu)示意圖 仿形板 起壟后整形，可以保證播種時，播深一致。該整形裝置是由 2mm 厚的鋼板制成，前寬后窄，前高后低，作業(yè)時可以起到聚土壓實的作用。上端的桿與機架相連，可以使 壟溝根據(jù) 仿形板 的形狀進行整形 ，保證整形的質(zhì)量。經(jīng)過 仿形板 整形后的壟面比較平整，而且土壤密實度也比較合適，有利于 作物 的生長。壓實要適宜，不能過分壓實，一般 ～。整形后，壟體的基本尺寸為： 小壟溝 寬 40cm，大壟溝寬為 70cm，大小 壟高 15cm。 如圖 5所示。 圖 5 整形裝置 張立橋：全膜雙壟溝起壟鋪膜機的設(shè)計 16 起壟裝置 起壟的方法有多種，可以用犁起壟，對于有些深播作物可以用培土鏟起壟，在管理機上有的采用旋耕刀來起壟等等。用犁起壟阻力比較大，用培土鏟起壟，對于播深比較淺的作物 不適用，而旋耕刀起壟壟形比較好，需要的動力大，而且旋耕時土壤的翻動量比較大，有 利于 增加土壤中的空氣含量 。 本設(shè)計中采用旋耕刀起壟 裝置 起壟，首先 在前排由旋耕刀進行旋耕，在后排用開溝輸土鏟起壟，一 次起兩個壟， 每 個壟寬約 40cm，然后用整形裝置對壟溝進行整形， 使 小壟 寬 40cm， 大壟 寬 70cm，形成 大小 壟高約為 15cm，如圖 6所示。 圖 6 起壟裝置 運土裝置 全膜雙壟溝起壟鋪膜機 運土裝置 主要由開溝鏟和輸土鏈組成。 開溝鏟的總體設(shè)計及性能要求 開溝鏟的作用是開溝、起土 ,由底板及兩側(cè)板焊合而成 。 本設(shè)計的開溝鏟打破了傳統(tǒng)的尖角設(shè)計，采用平角式。 平 角式 開溝鏟 是一種新式 開溝鏟 ，開溝 均勻 ，入土性能好，耐磨損，不易攪混土層 。平角式開溝鏟能保證鋪膜機在起壟鋪膜時的取土量，從而保證壓膜的質(zhì)量。如圖 7所示。 入土隙角 ε 為 開溝 鏟 底面與地面之間的夾角。入土隙角的存在有利于 開溝鏟 迅速 取土 ， ε 過小入土性能變差，且底邊易于磨損 。ε 過大將使土壤提前回落， 不能保證取土量 ，一般取 ε 為 25～ 35 度左右， 為了 保證土壤在開溝鏟上流動通暢 ,不產(chǎn)生堆積 經(jīng)過多次試驗 張立橋：全膜雙壟溝起壟鋪膜機的設(shè)計 17 取 ε= 30176。 。 圖 7 開溝鏟 開溝鏟是 全膜雙壟溝起壟鋪膜機 運土裝置 關(guān)鍵的部件之一。它的結(jié)構(gòu)及布局合理與否不僅會直接影響開溝情況，而且還會影響 鋪膜 的流暢性、進而影響 施肥質(zhì)量以及播種質(zhì)量 。由于 開溝鏟 的作業(yè)條件較惡劣，工作難度較大，所以對 開溝鏟 的性能要求會比較高。 （ 1） 開溝鏟 應(yīng)有 鏟土 、 取土 的作用，要求 使土壤經(jīng)開溝鏟和運土裝置 將 覆膜土運送到指定位置，便于覆土壓膜； （ 2）開溝 均勻 。 開溝鏟 開出的種溝要深淺一致，溝形整齊、平直、開溝深度能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，以適應(yīng)作物的播深要求 ， 在相同的開溝寬度情況下， 均勻深度的壟溝便于鋪膜機鋪膜 。 （ 3） 開溝鏟 要有良好的入土性能和切土能力、工作可靠，不易被雜草、殘茬、土塊堵塞； （ 4）開溝鏟應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單，阻力小，調(diào)整和維護方便。 輸土鏈 的性能要求 輸土鏈 是 全膜雙壟溝起壟鋪膜機 運土裝置 關(guān)鍵的部件之一 。其結(jié)構(gòu)和性能直接影響鋪膜的質(zhì)量。 其性能要 求如下： （ 1） 運土 性能好。 輸土裝置 輸土鏈 的運土性能要好，在運土?xí)r，要保證土壤的流暢性，防止土壤產(chǎn)生堆積，便于壓膜 。 張立橋：全膜雙壟溝起壟鋪膜機的設(shè)計 18 （ 2）工作要可靠。 輸土鏈 的運土?xí)r要保證其可靠性，從而保證壓膜的質(zhì)量。 （ 3） 輸土鏈 耐磨。由于輸土鏈工作環(huán)境及其 惡劣 ，工作時摩擦力較大，故要求 輸土鏈 耐磨，提高其工作的可靠性。 施肥裝置 全膜雙壟溝起壟鋪膜機 在起壟鋪膜 時一次施入大量的肥料，以保證作物生長期需要，施肥裝置 由化肥箱 和施肥調(diào)節(jié)器 組成其特征是 施肥調(diào)節(jié)器可以根據(jù)不同的施肥需要進行施肥量的控制，提高肥料的利用率，促進農(nóng)作物的生長 。 主要性能要求： 起壟施肥施肥量的 可調(diào)。 全膜雙壟溝起壟鋪膜機 在起壟鋪膜 時一次施入大量的肥料，以保證作物生長期需要，因此 施肥量要適中 ，以免燒種。根據(jù) 起壟鋪膜 時土壤情況不同，施肥量也不同，在供水充分、肥沃的土壤上為了取得高產(chǎn)，往往用大施肥量；而干旱貧瘠土壤上產(chǎn)量不高，相對施肥也少。 肥料需求較少時 ，可以減少 施肥量，從而減少肥料的損失，提高肥料的利用率。根據(jù)不同作物對肥料的要求，調(diào)節(jié)施肥量，提高作物的產(chǎn)量，從而增加農(nóng)民收入。 如圖 8 所示。 圖 8 施肥裝置 鎮(zhèn)壓裝置 鎮(zhèn)壓裝置的作用 影響種子發(fā)芽和 出苗的主要因素有土壤水分、溫度、氧氣、土壤堅實度、土壤鹽分、肥料和種子深度，土壤水分主要