麥煙套作一體機(jī)的設(shè)計(jì)

劉術(shù)明

（山東濰坊煙草有限公司高密分公司，山東 濰坊 261500）

高密位于膠萊平原腹地，地勢(shì)平緩、氣候溫和、降雨充沛、土壤養(yǎng)分均衡，是山東優(yōu)質(zhì)烤煙的主要產(chǎn)區(qū)之一[1]。隨著農(nóng)民就業(yè)渠道的多樣化以及種植烤煙經(jīng)濟(jì)效益的降低，嚴(yán)重影響著農(nóng)民種煙的積極性。近幾年，為了促農(nóng)增收，穩(wěn)定煙葉種植主體，煙草與其他作物的復(fù)作、套作受到廣泛重視[2-4]。煙麥套作在以河南和山東為主的北方煙區(qū)進(jìn)行了大量研究，結(jié)果表明合理的煙麥套作種植模式，不僅能顯著提高煙葉的產(chǎn)量和質(zhì)量，同時(shí)還能增加農(nóng)民收入[5-7]。為了進(jìn)一步降低種煙成本，提高農(nóng)民收入，研發(fā)一套符合山東濰坊煙區(qū)麥煙套作的機(jī)械設(shè)備具有非常高的必要性。

1 總體設(shè)計(jì)方案

根據(jù)山東地區(qū)煙草和小麥生產(chǎn)的技術(shù)特點(diǎn)，采用農(nóng)機(jī)農(nóng)藝相結(jié)合的方法，在現(xiàn)有機(jī)型的基礎(chǔ)上進(jìn)行整體方案設(shè)計(jì)，包括播種起壟系統(tǒng)、施肥系統(tǒng)、機(jī)架和傳動(dòng)機(jī)系統(tǒng)等。

2 技術(shù)參數(shù)

604型四驅(qū)拖拉機(jī)配套動(dòng)力：44.1 kW；工作效率：≥0.4 hm2/h；柴油消耗：≤0.5 kg/0.067 hm2；人工減少：≥0.05個(gè)/0.067 hm2。

3 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

3.1 種肥箱設(shè)計(jì)

播種機(jī)的種肥箱用鋼板壓制成型，從而使其的剛度和強(qiáng)度得到增強(qiáng)。種肥箱的容積根據(jù)播種幅寬、播種量或施肥量、播種行距以及種子和肥料單位容積的質(zhì)量等因素確定。為使種子和肥料順利排出，種子和肥料的自然休止角必須大于箱子地板的傾斜角度。

3.2 排肥器設(shè)計(jì)

外槽輪排肥器制造材料為鑄塑，有利于減少肥料與排肥器之間的黏接，見(jiàn)圖1。外槽輪排肥器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，槽輪會(huì)帶動(dòng)在其凹槽間的肥料排出而后進(jìn)入輸肥管，通過(guò)開(kāi)溝器然后進(jìn)入肥溝內(nèi)。槽輪的外圓帶動(dòng)其外層的肥料，將肥料從外槽輪圓周傳送到肥料的靜止層。肥軸和外槽輪固定在一起，通過(guò)排肥量調(diào)節(jié)手柄，從而改變外槽輪帶動(dòng)的肥料數(shù)量。

圖1 起壟播種一體機(jī)排肥器Fig.1 The fertilizer ejector

3.3 起壟裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

采用雙耙片旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)方式，作業(yè)時(shí)機(jī)器高速運(yùn)行，由兩側(cè)向中間輸送土壤形成壟畦。壟高度、上土量由耙片規(guī)格、角度決定，可進(jìn)行適量調(diào)整。

3.4 機(jī)架設(shè)計(jì)

機(jī)架多為框架式，見(jiàn)圖2。機(jī)架有足夠的剛度和強(qiáng)度保證，適當(dāng)?shù)母叨龋粰C(jī)身的卡口應(yīng)該與上下的懸掛點(diǎn)完美結(jié)合在一起，這樣就保證了機(jī)器的完整性和安全性，避免在使用過(guò)程中，因?yàn)殒溄硬环€(wěn)定導(dǎo)致機(jī)架與機(jī)身分離。機(jī)架與拖拉機(jī)連接，并且其連接角度應(yīng)該有一定的傾斜。

圖2 機(jī)架Fig.2 The rack

3.5 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

該機(jī)器采用了鏈傳動(dòng)方式，見(jiàn)圖3。主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的安裝位置應(yīng)該互相平行，使其鏈條在一個(gè)平面內(nèi)，如果不平行，會(huì)因?yàn)楦叨炔顚?dǎo)致鏈條磨損異常，減少其使用壽命，甚至在工作時(shí)斷裂。安裝的鏈條的彈簧卡口方向應(yīng)與其傳動(dòng)的方向相反，避免鏈條在傳動(dòng)時(shí)發(fā)生脫落。其鏈條的松緊度也需要適宜，過(guò)松則會(huì)導(dǎo)致鏈條傳動(dòng)力不足甚至脫落，過(guò)緊則會(huì)導(dǎo)致鏈條與機(jī)器的摩擦力增大，增大鏈條磨損，降低使用壽命。

圖3 傳動(dòng)系統(tǒng)Fig.3 The transmission system

4 樣機(jī)試驗(yàn)

該機(jī)具配套604型四驅(qū)拖拉機(jī)，具備較高經(jīng)濟(jì)適用性，工作效率超過(guò)0.4 hm2/h，柴油消耗＜0.5 kg/0.067 hm2，人工低于0.05個(gè)/0.067 hm2，較先起壟后播種模式降低用工量50%以上。

5 展望

該項(xiàng)目中麥煙套作關(guān)鍵機(jī)械適用于黃淮煙區(qū)等光溫資源難以實(shí)現(xiàn)一年兩熟的煙區(qū)，通過(guò)麥煙20～30 d 的共生期彌補(bǔ)煙葉生長(zhǎng)期不足問(wèn)題，將煙葉成熟期集中在8 月—9 月，利于提高煙葉質(zhì)量。鑒于我國(guó)人多地少、糧食安全需要重點(diǎn)關(guān)注的現(xiàn)實(shí)情況，落實(shí)麥煙套作關(guān)鍵機(jī)械研發(fā)項(xiàng)目具有積極現(xiàn)實(shí)意義。存在的問(wèn)題主要是麥煙套作實(shí)施面積較小和范圍受限，適宜各地的配套生產(chǎn)技術(shù)尚需進(jìn)一步完善，由于技術(shù)要求的改變相應(yīng)機(jī)械的規(guī)格需要適當(dāng)進(jìn)行改進(jìn)。