水田平地机的研制设计
2014-11-28吴家安等
吴家安等
摘要:为进一步提高水田平地的效率,设计一种与水田搅浆机配套使用的水田挠性宽幅折叠平地机。介绍该机的总体结构及工作原理,论述调整入土角度机构、挠性梁、平地铲等关键部件的设计思路。机具性能试验结果表明,作业后地面的平整精度能够满足节水灌溉、抑制杂草、机械插秧等农艺要求。
关键词:水田平地机;平地铲;设计;挠性梁;入土角
中图分类号:S222 文献标识码:A 文章编号:1674-1161(2014)06-0044-02
水稻生长对水田的平整度要求较高。平整水田的水平高度相差小,因此漫过地表所需用水大大减少。由于一般的杂草无法生长在被水覆盖的土壤上,因此经过精细平整后的水田在全部被水掩盖的条件下,可有效抑制杂草的生长。在水稻生产过程中,水田精细平整技术是节约灌溉用水、抑制杂草生长、提高水稻产量、减少生产成本的重要措施。
传统的耕作方式是先对耕作区进行耕作,再利用水耙轮多次碾压,不仅效率低,而且进地次数多,容易破坏土壤结构。改进的水田搅浆机虽可一次进地完成全部作业,但存在作业后水田不平整、沉浆厚度不一等问题。激光平地机成本较高,作业过程不稳定,对外界环境要求高,并且不易与其他水田整地机械联合作业。根据水稻机插前的平整度要求,研制与一般水田搅浆机配套使用的宽幅折叠式水田平地机。该机与水田搅浆机联合作业,能够一次完成翻耕、碎土、搅浆、埋茬、平地等多项作业。
1 水田平地机的结构和工作原理
1.1 水田平地机的结构
宽幅折叠式水田平地机主要由机架主梁、侧梁、前梁 、挠性梁、连接梁、液压油缸、拉杆、拉筋、连接板、平地铲配合搅浆机等组成,其总体结构如图1所示。
平地铲(1)焊接在机架(2,10)上,并随液压油缸(7)的伸缩升降;两侧机架在升起过程中,在液压油缸(7)、拉杆(3)和重力的作用下绕着销轴转动,当到达上限位时,侧梁(2)上的拉筋扣会在弹簧的作用下将其自动锁住;平地机通过连接板(6)固定在水田搅浆(11)机梁上,搅浆机通过标准的三点悬挂与拖拉机连接。工作时,拖拉机带动水田平地搅浆机前进,并通过动力输出轴带动水田搅浆机完成碎土、搅浆、埋茬作业,平地铲将泥浆拖压平整,通过重力以及平衡作用将微小的地面坡度抹平。
1.2 水田平地机的工作原理
该机工作时,首先通过连接板(6)与搅浆机连接,并通过转动连接板调整初始角度和位置,然后将两边的侧梁通过扳动拉筋的方式放下,由液压装置控制平地机的初始与工作位置;由于平底主梁与搅浆机连接梁之间设计了挠性机构,所以平地机始终是浮动的,不随搅浆机的倾斜而倾斜,并在一定幅度内不随搅浆机的起伏而起伏,始终保持水平状态;将平地机的角度调整好后,焊接在主梁侧梁上的特殊形状单片式平地铲间隔排开,像一把“梳子”将田面梳理平整,并对大土块进行挤压,使其细碎,从而达到平地、整地的作用。
2 关键部件设计
2.1 调整入土角度的机构
调整入土角度的机构如图2所示。
当油缸长度为785 mm时,机具位于上限位,为运输状态;当油缸伸长到1 090 mm时,机具的连接梁与连接板的下限位碰撞,如果油缸继续伸长至1 190 mm,则油缸处于工作状态,由此得出平地铲的工作偏角调整范围为28°。
平地机与搅浆机连接采用四杆机构,属于浮动式,能够保证搅浆机浮动的时候,平地机自身不随之上下沉浮。
2.2 挠性梁设计
挠性梁的设计如图3所示。下梁中的主梁连接装置与主梁销连接保留一个转动的自由度,可调整入土角度;上梁与连接梁刚性连接,上梁与下梁之间通过1根销轴和2个弹簧连接,确保在连接梁倾斜的时候,焊接平地铲的主梁在自身重力的作用下不随之倾斜。
2.3 平地铲的设计
平地铲的结构(见图4)为单片式,并采用双层平地结构布置方式,可有效防止土壤堆集,并对搅浆后的大土块进行挤压破碎。
3 试验情况
为了解宽幅折叠式水田平地机的性能,于2013年4月在哈尔滨市农业科学院水田示范区进行田间性能试验。试验区面积为0.13 hm2,土壤类型为黏质黑土,田内保留稻茬,植被密度为0.49 kg/m2,土壤平均坚实度246 kPa。
试验前对试验田进行灌水浸泡处理,泡田后第2天进行搅浆平地试验。通过试验得到的性能指标为:泥浆度1.07 g/cm3,平整度3.7 cm,完全符合插秧要求。
4 结论
该机可配置安装在目前大多数品牌搅浆机上进行搅浆平地作业,与搅浆机挠性连接,可自动实现水平;其特有的单片式刮板可有效防止土壤拥堵,并对搅浆后的大土块进行挤压破碎。作业后的地面平整精度能够达到节水灌溉、抑制杂草、机械插秧等农艺要求。
参考文献
[1] 陈君梅.水田激光平地机实用技术[J].现代农业装备,2013(6):43-44.
[2] 李庆,罗锡文,汪懋华,等.采用倾角传感器的水田激光平地机设计[J].农业工程学报,2007(4):88-93.
[3] 中国农业机械化科学研究院.农业机械设计手册[M].北京:中国农业科学技术出版社,2007.
摘要:为进一步提高水田平地的效率,设计一种与水田搅浆机配套使用的水田挠性宽幅折叠平地机。介绍该机的总体结构及工作原理,论述调整入土角度机构、挠性梁、平地铲等关键部件的设计思路。机具性能试验结果表明,作业后地面的平整精度能够满足节水灌溉、抑制杂草、机械插秧等农艺要求。
关键词:水田平地机;平地铲;设计;挠性梁;入土角
中图分类号:S222 文献标识码:A 文章编号:1674-1161(2014)06-0044-02
水稻生长对水田的平整度要求较高。平整水田的水平高度相差小,因此漫过地表所需用水大大减少。由于一般的杂草无法生长在被水覆盖的土壤上,因此经过精细平整后的水田在全部被水掩盖的条件下,可有效抑制杂草的生长。在水稻生产过程中,水田精细平整技术是节约灌溉用水、抑制杂草生长、提高水稻产量、减少生产成本的重要措施。
传统的耕作方式是先对耕作区进行耕作,再利用水耙轮多次碾压,不仅效率低,而且进地次数多,容易破坏土壤结构。改进的水田搅浆机虽可一次进地完成全部作业,但存在作业后水田不平整、沉浆厚度不一等问题。激光平地机成本较高,作业过程不稳定,对外界环境要求高,并且不易与其他水田整地机械联合作业。根据水稻机插前的平整度要求,研制与一般水田搅浆机配套使用的宽幅折叠式水田平地机。该机与水田搅浆机联合作业,能够一次完成翻耕、碎土、搅浆、埋茬、平地等多项作业。
1 水田平地机的结构和工作原理
1.1 水田平地机的结构
宽幅折叠式水田平地机主要由机架主梁、侧梁、前梁 、挠性梁、连接梁、液压油缸、拉杆、拉筋、连接板、平地铲配合搅浆机等组成,其总体结构如图1所示。
平地铲(1)焊接在机架(2,10)上,并随液压油缸(7)的伸缩升降;两侧机架在升起过程中,在液压油缸(7)、拉杆(3)和重力的作用下绕着销轴转动,当到达上限位时,侧梁(2)上的拉筋扣会在弹簧的作用下将其自动锁住;平地机通过连接板(6)固定在水田搅浆(11)机梁上,搅浆机通过标准的三点悬挂与拖拉机连接。工作时,拖拉机带动水田平地搅浆机前进,并通过动力输出轴带动水田搅浆机完成碎土、搅浆、埋茬作业,平地铲将泥浆拖压平整,通过重力以及平衡作用将微小的地面坡度抹平。
1.2 水田平地机的工作原理
该机工作时,首先通过连接板(6)与搅浆机连接,并通过转动连接板调整初始角度和位置,然后将两边的侧梁通过扳动拉筋的方式放下,由液压装置控制平地机的初始与工作位置;由于平底主梁与搅浆机连接梁之间设计了挠性机构,所以平地机始终是浮动的,不随搅浆机的倾斜而倾斜,并在一定幅度内不随搅浆机的起伏而起伏,始终保持水平状态;将平地机的角度调整好后,焊接在主梁侧梁上的特殊形状单片式平地铲间隔排开,像一把“梳子”将田面梳理平整,并对大土块进行挤压,使其细碎,从而达到平地、整地的作用。
2 关键部件设计
2.1 调整入土角度的机构
调整入土角度的机构如图2所示。
当油缸长度为785 mm时,机具位于上限位,为运输状态;当油缸伸长到1 090 mm时,机具的连接梁与连接板的下限位碰撞,如果油缸继续伸长至1 190 mm,则油缸处于工作状态,由此得出平地铲的工作偏角调整范围为28°。
平地机与搅浆机连接采用四杆机构,属于浮动式,能够保证搅浆机浮动的时候,平地机自身不随之上下沉浮。
2.2 挠性梁设计
挠性梁的设计如图3所示。下梁中的主梁连接装置与主梁销连接保留一个转动的自由度,可调整入土角度;上梁与连接梁刚性连接,上梁与下梁之间通过1根销轴和2个弹簧连接,确保在连接梁倾斜的时候,焊接平地铲的主梁在自身重力的作用下不随之倾斜。
2.3 平地铲的设计
平地铲的结构(见图4)为单片式,并采用双层平地结构布置方式,可有效防止土壤堆集,并对搅浆后的大土块进行挤压破碎。
3 试验情况
为了解宽幅折叠式水田平地机的性能,于2013年4月在哈尔滨市农业科学院水田示范区进行田间性能试验。试验区面积为0.13 hm2,土壤类型为黏质黑土,田内保留稻茬,植被密度为0.49 kg/m2,土壤平均坚实度246 kPa。
试验前对试验田进行灌水浸泡处理,泡田后第2天进行搅浆平地试验。通过试验得到的性能指标为:泥浆度1.07 g/cm3,平整度3.7 cm,完全符合插秧要求。
4 结论
该机可配置安装在目前大多数品牌搅浆机上进行搅浆平地作业,与搅浆机挠性连接,可自动实现水平;其特有的单片式刮板可有效防止土壤拥堵,并对搅浆后的大土块进行挤压破碎。作业后的地面平整精度能够达到节水灌溉、抑制杂草、机械插秧等农艺要求。
参考文献
[1] 陈君梅.水田激光平地机实用技术[J].现代农业装备,2013(6):43-44.
[2] 李庆,罗锡文,汪懋华,等.采用倾角传感器的水田激光平地机设计[J].农业工程学报,2007(4):88-93.
[3] 中国农业机械化科学研究院.农业机械设计手册[M].北京:中国农业科学技术出版社,2007.
摘要:为进一步提高水田平地的效率,设计一种与水田搅浆机配套使用的水田挠性宽幅折叠平地机。介绍该机的总体结构及工作原理,论述调整入土角度机构、挠性梁、平地铲等关键部件的设计思路。机具性能试验结果表明,作业后地面的平整精度能够满足节水灌溉、抑制杂草、机械插秧等农艺要求。
关键词:水田平地机;平地铲;设计;挠性梁;入土角
中图分类号:S222 文献标识码:A 文章编号:1674-1161(2014)06-0044-02
水稻生长对水田的平整度要求较高。平整水田的水平高度相差小,因此漫过地表所需用水大大减少。由于一般的杂草无法生长在被水覆盖的土壤上,因此经过精细平整后的水田在全部被水掩盖的条件下,可有效抑制杂草的生长。在水稻生产过程中,水田精细平整技术是节约灌溉用水、抑制杂草生长、提高水稻产量、减少生产成本的重要措施。
传统的耕作方式是先对耕作区进行耕作,再利用水耙轮多次碾压,不仅效率低,而且进地次数多,容易破坏土壤结构。改进的水田搅浆机虽可一次进地完成全部作业,但存在作业后水田不平整、沉浆厚度不一等问题。激光平地机成本较高,作业过程不稳定,对外界环境要求高,并且不易与其他水田整地机械联合作业。根据水稻机插前的平整度要求,研制与一般水田搅浆机配套使用的宽幅折叠式水田平地机。该机与水田搅浆机联合作业,能够一次完成翻耕、碎土、搅浆、埋茬、平地等多项作业。
1 水田平地机的结构和工作原理
1.1 水田平地机的结构
宽幅折叠式水田平地机主要由机架主梁、侧梁、前梁 、挠性梁、连接梁、液压油缸、拉杆、拉筋、连接板、平地铲配合搅浆机等组成,其总体结构如图1所示。
平地铲(1)焊接在机架(2,10)上,并随液压油缸(7)的伸缩升降;两侧机架在升起过程中,在液压油缸(7)、拉杆(3)和重力的作用下绕着销轴转动,当到达上限位时,侧梁(2)上的拉筋扣会在弹簧的作用下将其自动锁住;平地机通过连接板(6)固定在水田搅浆(11)机梁上,搅浆机通过标准的三点悬挂与拖拉机连接。工作时,拖拉机带动水田平地搅浆机前进,并通过动力输出轴带动水田搅浆机完成碎土、搅浆、埋茬作业,平地铲将泥浆拖压平整,通过重力以及平衡作用将微小的地面坡度抹平。
1.2 水田平地机的工作原理
该机工作时,首先通过连接板(6)与搅浆机连接,并通过转动连接板调整初始角度和位置,然后将两边的侧梁通过扳动拉筋的方式放下,由液压装置控制平地机的初始与工作位置;由于平底主梁与搅浆机连接梁之间设计了挠性机构,所以平地机始终是浮动的,不随搅浆机的倾斜而倾斜,并在一定幅度内不随搅浆机的起伏而起伏,始终保持水平状态;将平地机的角度调整好后,焊接在主梁侧梁上的特殊形状单片式平地铲间隔排开,像一把“梳子”将田面梳理平整,并对大土块进行挤压,使其细碎,从而达到平地、整地的作用。
2 关键部件设计
2.1 调整入土角度的机构
调整入土角度的机构如图2所示。
当油缸长度为785 mm时,机具位于上限位,为运输状态;当油缸伸长到1 090 mm时,机具的连接梁与连接板的下限位碰撞,如果油缸继续伸长至1 190 mm,则油缸处于工作状态,由此得出平地铲的工作偏角调整范围为28°。
平地机与搅浆机连接采用四杆机构,属于浮动式,能够保证搅浆机浮动的时候,平地机自身不随之上下沉浮。
2.2 挠性梁设计
挠性梁的设计如图3所示。下梁中的主梁连接装置与主梁销连接保留一个转动的自由度,可调整入土角度;上梁与连接梁刚性连接,上梁与下梁之间通过1根销轴和2个弹簧连接,确保在连接梁倾斜的时候,焊接平地铲的主梁在自身重力的作用下不随之倾斜。
2.3 平地铲的设计
平地铲的结构(见图4)为单片式,并采用双层平地结构布置方式,可有效防止土壤堆集,并对搅浆后的大土块进行挤压破碎。
3 试验情况
为了解宽幅折叠式水田平地机的性能,于2013年4月在哈尔滨市农业科学院水田示范区进行田间性能试验。试验区面积为0.13 hm2,土壤类型为黏质黑土,田内保留稻茬,植被密度为0.49 kg/m2,土壤平均坚实度246 kPa。
试验前对试验田进行灌水浸泡处理,泡田后第2天进行搅浆平地试验。通过试验得到的性能指标为:泥浆度1.07 g/cm3,平整度3.7 cm,完全符合插秧要求。
4 结论
该机可配置安装在目前大多数品牌搅浆机上进行搅浆平地作业,与搅浆机挠性连接,可自动实现水平;其特有的单片式刮板可有效防止土壤拥堵,并对搅浆后的大土块进行挤压破碎。作业后的地面平整精度能够达到节水灌溉、抑制杂草、机械插秧等农艺要求。
参考文献
[1] 陈君梅.水田激光平地机实用技术[J].现代农业装备,2013(6):43-44.
[2] 李庆,罗锡文,汪懋华,等.采用倾角传感器的水田激光平地机设计[J].农业工程学报,2007(4):88-93.
[3] 中国农业机械化科学研究院.农业机械设计手册[M].北京:中国农业科学技术出版社,2007.