1KQ-30型甘薯起垄机的研制

刘小谭 蒋立茂 邓 佳 郑天力

（1.四川省农业机械研究设计院，四川 成都 610066；2.四川光友薯业有限公司，四川 绵阳 621000）

前言

甘薯生产过程中耕作起垄是关键环节，也是耗工最多、劳动强度最大的生产环节，目前主要以人工起垄为主，机械起垄水平不到5%，起垄是发展甘薯生产的瓶颈所在。本项目根据西南地区甘薯栽培起垄的具体要求开发适应甘薯生产的多功能耕作起垄机及配套农具，以解决西南薯区长期未能解决的甘薯栽培机械起垄问题，从而实现“减工、降本、提质、增效”目标，提高西南地区甘薯生产机械化水平。

1 国内外甘薯起垄机应用现状

起垄机在发达国家应用非常广泛，其机型有很多种，比较简单的为一次做一垄。在种植面积较大的地方常采用较大型的起垄机，由大马力拖拉机牵引，同时可做4垄-5垄，且可覆盖地膜，便于移栽。日本新近开发了起垄施肥机，在起垄的同时将肥料等施入垄内，保持肥效最大化，很好地满足了生产需要。[1]

国内还基本采用人工起垄，机械化起垄多采用比较简单的工具，如在北方地区采用四轮拖拉机配合正反犁铧组成起垄器，工作效率可达每小时0.2hm2-0.3hm2。在西南丘区，由于地形起伏大，坡耕地多，农田地块较小，且主要是紫色土壤，土质粘重，机械化难度大，甘薯起垄机的研制一直处于停滞状态。

2 1KQ-30型甘薯起垄机的研制

2.1 适宜西南丘区甘薯种植模式

甘薯种植适应土质疏松的紫色土、黄壤或砂性水旱轮作地，土壤偏酸性，耕层深厚、土壤肥沃适度，排水良好。甘薯种植农艺要求：深耕土壤30cm-40cm，整细、耙平，施足底肥；起垄栽培，垄距100cm左右，垄高30cm左右。

2.2 适宜西南丘区甘薯种植的机械化起垄方法

结合西南甘薯种植、起垄模式，优化了机具起垄方法。微耕机安装深耕锄和旋耕刀把地刨松旋细后，按垄距90cm（或100cm）划线撒石灰，再换挂起垄机具作业。

2.3 起垄机的设计

1）底盘

a.传动路线：发动机→离合器→减速、变速箱→耕作主轴，发动机标定转速为3 600r/min，分为两档，经过离合器和两级圆锥齿轮传动减速，当变速箱在Ⅰ档时，输出轴转速为72r/min；当变速箱在Ⅱ档时，输出轴转速为126r/min。

b.传动结构：采用两级圆锥齿轮传动，传动精度高、使用寿命长、摩擦阻力小，传动效率高、结构紧凑，采用机械油浸泡润滑，结构简单、加工方便、强度高，易于实现大批量生产，生产成本低。经实测，起垄机的行走速度达到Ⅰ档5.8km/h，Ⅱ档6.9km/h。

2）操作控制机构

所有操作手柄都安装在扶手上，用钢丝拉线分别与发动机及变速箱的操作件连接，扶手位置可根据作业操作要求进行调整（左右90°旋转），实现多方位操作，起全垄时操作更方便，降低操作劳动强度、解决垄台不直的问题。

3）开沟起垄器

a.起垄器由复合送土器和垄形刮板组成，复合送土器的刀轴结构采用螺旋圆盘曲面刀，同时在圆盘曲面刀之间增加旋耕碎土刀，圆盘曲面刀与旋耕刀合理配装，可同时在开沟起垄作业时碎土，旋耕刀外径和螺旋圆盘曲面刀直径相同，布置上按螺旋排列，能解决起垄作业时阻力大、负荷重、对土壤破碎不均匀、螺旋圆盘曲面刀具易夹土等问题，旋耕、碎土、起垄同时完成。

b.垄形刮板为可拆卸的三片式结构。起垄时根据甘薯或其他作物生产对垄高、垄宽、垄沟宽、垄侧壁坡度的不同要求，调整刮板的角度和位置，对所起垄台进行切直、刮平、压实，获得不同的垄高、垄宽，作业后的垄形表面光滑平整。

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3 关键技术和技术参数

3.1 关键技术

1）小型多功能直联式旋耕机的配套设计，简化机器结构，降低劳动强度，轻简节能。

2）旋耕起垄复合刀具的结构设计，解决了碎土难、刀具夹土和送土效率低等问题。

3）配套农具与主机的优化配置技术，减轻起垄器重量，解决了微耕机牵引力小和起垄作业要求牵引力大的矛盾。

4）多功能配套农具与主机的连接组装技术，实现一机多用，大大降低作业成本。

3.2 技术参数

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4 性能试验

2011年春耕期间，1KQ-30型甘薯起垄机在绵阳市四川光友薯业有限公司甘薯种植基地进行了开沟起垄试验，试验环境为晴天，温度20℃-25℃，相对湿度60%-70%，大气压力：92.0kPa-93.5kPa，土壤为紫色土，含水率20.5%，紧实度1 020kPa。1KQ-30型甘薯起垄机能分步完成碎土、开沟、起垄，操作简单、劳动强度较低、轻便节能，各项性能指标与西南丘区甘薯种植农艺要求相匹配，适宜于西南薯区推广使用。

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5 应用前景

本项目产品技术先进，一机多能，适应性强，通过挂配不同的农具，可以实现多种农艺作业。项目产品推广应用领域广，可用于马铃薯、玉米、生姜等粮食经济作物栽培种植以及其它农业生产环节，适宜丘陵山区、平坝、旱地等作业。四川是中国甘薯的主产区，常年种植面积93.33余万公顷，总产量1 770多万吨，面积及总产量位居全国首位，按20%可机耕面积计算，需求量达到10万多台。

6 结语

薯类产业的发展长期受制于传统种植模式和劳动力消耗大，效率和效益一直不高，研究、推广适应机械化高效种植模式的农机装备是薯类种植产业的一个关键环节，本研究开发的甘薯起垄机具有结构简单新颖、性能可靠、一机多能等特点，它既能耕作、起垄，又能开沟、碎土，起垄效率高、土壤颗粒小、垄形好。除了用于甘薯种植外，还可用于烟草、花生等经济作物的耕种作业。

[1]李洪民.国内外甘薯机械化产业发展现状[J].江苏农机化.2010（2）：40～42.