一種玉米穴施肥裝置的設計

摘要：為提升玉米穴施肥播種作業效率，設計一種穴施肥裝置。介紹該裝置的總體結構與工作原理，闡述關鍵部件的設計方案。靜態試驗和田間試驗結果表明，該裝置的工作性能和作業效果滿足相關標準要求，為穴施肥播種技術裝備研發提供了一種技術方案。

關鍵詞：玉米； 穴施肥； 排肥裝置； 設計； 試驗

中圖分類號：S224.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2024）05-0042-02

化肥的使用能夠迅速補充土壤中的養分，提高土壤肥力，促進農作物生長發育，從而提高農作物產量。化肥在我國現代農業生產中起著重要作用[1]，但糧食產量增長對化肥的過度依賴導致農業生產與自然環境之間的矛盾不斷加劇，因此，合理施用化肥、提高化肥利用率、減少化肥施用量具有重要意義。施肥方式是影響化肥利用率的重要因素之一[2]，我國機械施肥方式主要有條施肥和穴施肥兩種。條施肥方式進行連續不斷的施肥，此方式下肥料不能完全被作物吸收，肥料利用率低，肥料浪費嚴重。穴施肥方式進行定點定量的施肥[3]，此方式下單穴肥料供應單穴作物，肥料分布在作物根系吸收范圍內，肥料利用率高，還可以減少化肥施用量和環境污染。目前，我國玉米種植中主要采用條施肥方式；而玉米穴施肥技術發展緩慢，現有穴施肥裝置存在結構復雜、作業效率低、成穴效果差等問題，市場上缺乏成熟機具[4]。為此，設計一種玉米穴施肥裝置，以提升穴施肥作業效果，促進玉米穴施肥技術的推廣應用。

1總體設計

1.1整機結構

玉米穴施肥裝置主要由固定架、肥箱、排肥器、排肥管、肥料暫存管、傳動機構、凸輪機構、地輪等組成（如圖1所示）。肥箱下面安裝有排肥器，排肥器下面依次是排肥管、肥料暫存管，排肥管一端連接排肥器的輸出口，另一端連接肥料暫存管的上端，肥料暫存管下面設有控制排肥的擋板。排肥器采用外槽輪式，排肥器、凸輪機構由傳動機構驅動，傳動機構通過地輪的滾動來驅動。凸輪機構控制擋板的定時開閉，按農藝要求完成穴施肥作業。該裝置適用于粉末或顆粒狀松散性較好的固體肥料的施用，所施用肥料需符合國家相關技術標準要求，以達到良好的作業效果。

1.2工作原理

作業前，將肥料加入肥箱，注意不要壓實。通過改變排肥器槽輪的工作長度來調節排放量。作業時，傳動機構驅動排肥器，肥料靠槽輪的推動和肥料的重力落入排肥管，然后進入肥料暫存管腔內，此時肥料暫存管下部被擋板封閉。傳動機構驅動凸輪機構按照玉米播種的農藝要求來調節、控制擋板的開閉，實現肥料間歇排肥，循環反復，實現連續的穴施肥作業。

2關鍵部件設計

2.1排肥機構

排肥機構主要由固定架、肥箱、排肥器、排肥管、肥料暫存管等組成，其中固定架由肥箱托板、側板、上橫板、中橫板、下橫板組成（如圖2所示）。肥箱、排肥器安裝在肥箱托板上，肥料暫存管焊接在中橫板、下橫板上，肥料暫存管的下端設有傾斜排肥口，肥料暫存管的斜面上端設有鉸接圓孔，排肥器的排肥口與肥料暫存管間用排肥管連接，排肥管為軟管。作業時，排肥器定量向肥料暫存管排入肥料，以防止肥料下落時發生堵塞現象。

2.2排肥控制機構

排肥控制機構由固定架、軸承、凸輪、滾子、鏈輪、從動桿、復位彈簧、限位套、肥料擋板等組成（如圖3所示）。固定架與機架相連，軸承安裝在上橫板上，軸承用于支撐轉軸，軸承的一端安裝有凸輪，另一端安裝有鏈輪，鏈輪通過傳動鏈連接地輪。固定架的中橫板、下橫板上設有同心圓孔，從動桿安裝于同心圓孔中，可沿同心圓孔上下移動。從動桿上端設有滾子，下端設有柱軸，中間設有復位彈簧限位套。從動桿上端的滾子與凸輪滾動連接，在復位彈簧作用下滾子與凸輪接觸。從動桿下端的柱軸與轉臂的U型槽連接，從動桿上下移動帶動轉臂擺動。肥料檔板由轉臂、擋板等組成，轉臂、擋板為一體結構。轉臂一端與從動桿下端通過U型槽連接，轉臂和擋板連接處設有鉸接孔，其與肥料暫存管斜面上端的鉸接圓孔鉸接連接。擋板上面與肥料暫存管出肥口斜面相配合，通過從動桿上下往復運動來控制擋板的開閉，實現間歇排肥，完成穴施肥作業。

3性能試驗

3.1靜態試驗

2023年5月在實驗室內進行靜態試驗，驗證玉米穴施肥裝置的排肥性能。結果表明，其排肥量變異系數為6.83%，施肥均勻變異系數為5.68%，滿足相關標準要求。

3.2田間試驗

2023年5月在遼寧省農業科學院試驗地進行田間試驗，驗證玉米穴施肥裝置的工作性能和作業效果。結果表明，其施肥深度合格率為81.4%，種肥縱向距離均值為5.54 cm，滿足相關標準要求。

4結論

玉米穴施肥裝置結構合理，其工作性能和作業效果均滿足相關標準要求，可以為玉米穴施肥播種技術的推廣應用提供裝備支持。