全膜双垄沟双幅覆膜覆土联合作业机设计与试验

戴 飞 张仕林 宋学锋 赵武云 马海军 张锋伟

(1.甘肃农业大学机电工程学院，兰州730070;2.甘肃洮河拖拉机制造有限公司，定西730500)

0 引言

旱地全膜双垄沟播技术是近年来我国西北地区旱作农业的一项创新技术，具有“蓄水保墒、覆盖抑蒸、膜面集雨”的功能与特点。近10 年来，该技术每年平均推广面积保持在8.87 ×105hm2以上，从2014 年起每年应用面积均超过1.0 ×106hm2［1］。该技术主要针对玉米生产种植而提出，要求先完成种床相关大小垄体与垄沟的耕整、覆膜和覆土准备，然后在小垄垄沟内开展膜上播种作业［2］。在黄土高原雨养农业区，多年的高强度耕作和降水时空分布不均衡导致耕地土壤肥力衰退、土地承载力下降，而全膜双垄沟播技术在一定程度上改善了旱作农田土壤水分环境，在旱地农业生产中发挥了至关重要的作用［3-4］。

目前，全膜双垄沟覆膜种床机械化构建中普遍以小垄垄体为中心基准，用宽度为1 200 mm 的白色地膜(厚度为0.01 mm)进行铺设，即整幅地膜覆盖小垄整体与其两侧垄沟，并分别均等向两侧各1/2大垄垄体延伸，进行覆膜作业，同时在覆膜机覆土侧流槽、直流槽及镇压轮的共同配合下完成两侧膜边、垄沟内的覆土镇压［2，5］。当二次覆膜作业时，其左侧1/2 大垄垄体覆土膜边正好与上一组右侧大垄垄体覆土膜边对接，并在覆膜土带的连接下完成了大垄垄体的全膜覆盖。采用现有覆膜种床机械化构建模式，对其作业地况规整度、配套装备性能及农机手操作水平要求相对较高，尤其是大垄垄体膜边的对接覆土。当大垄垄体接缝处、小垄垄沟覆盖土壤不足时，双垄覆膜种床基准定位不稳，在外界风力、地表形貌的干涉作用下容易出现种床沟垄覆盖地膜滑移、翻接与撕裂现象，这将对后续机械化膜上播种质量产生影响;当覆盖土壤过量时，全膜双垄沟生产系统覆盖地膜有效采光面积减小，导致种床对于太阳辐射的吸收能力减弱，使其膜面集雨功能丧失［6-8］。因此，为缓解现有覆膜种床机械化构建模式存在的问题，提高全膜双垄沟机械化作业效率，笔者提出了全膜双垄沟种床双幅覆膜覆土机械化作业模式。

国内设计的1MLQS-40/70 型起垄全铺膜联合作业机、双垄耕作施肥喷药覆膜机和横腰带覆土式全膜双垄沟覆膜联合作业机等多款机具，对其关键部件与作业性能的优化改进均以小垄垄体为中心基准，进行种床的单覆膜作业［5，9-10］。为进一步提升全膜双垄沟全程机械化作业水平，在结合种床双覆膜覆土作业模式，应用课题组针对全膜双垄沟覆膜种床提出的覆土量理论分析计算方法的基础上［5］，设计全膜双垄沟双幅覆膜覆土联合作业机，以期一次性完成旋耕、施肥、喷药、种床大小垄体双幅覆膜覆土、镇压等，为西北旱区铺膜覆土耕作装备的研发提供参考。

1 整机结构与工作原理

1.1 整机结构

全膜双垄沟双幅覆膜覆土联合作业机主要由旋耕开沟起垄装置、施肥系统、刮板式提土装置、螺旋输土装置、覆土装置、覆膜装置、仿形镇压装置及动力传动系统等组成，其结构如图1 所示。其中，旋耕开沟起垄装置主要由双螺旋旋耕刀组、中置开沟铲和侧置开沟铲组成;覆膜装置由挂膜架和展膜辊组成;仿形镇压装置则由膜边覆土带镇压轮、大垄垄体中心覆土带镇压轮、垄沟镇压打孔轮和平行四杆仿形机构组成。

1.2 传动系统与工作原理

全膜双垄沟双幅覆膜覆土联合作业机传动系统原理如图2 所示。联合作业机动力通过联轴器将拖拉机动力后输出轴与变速箱相连接，动力通过变速箱左右一对锥齿轮分别传递至旋耕刀组与右侧传动链上，使得旋耕刀组高速切削土壤抛送至刮板式提土装置，并在链传动作用下左右两组刮板式提土装置顺时针转动。后置螺旋输土装置与刮板式提土装置也依靠链传动转动，将提升土壤进行横轴向输送，并在覆土装置配置的V 型溜土槽的辅助作用下完成覆土作业。与此同时，随着联合作业机前进，地轮转动带动排肥装置作业，挂膜架上挂接地膜在展膜辊的转动作用下完成协同覆膜作业。

图1 全膜双垄沟双幅覆膜覆土联合作业机结构简图Fig.1 Structure diagrams of combined operation machine for double width filming and covering soil on double ridges

图2 联合作业机传动系统原理图Fig.2 Schematic of transmission system

联合作业机在田间作业时采用四轮拖拉机后置三点悬挂方式，将拖拉机动力输入至变速箱并传动旋耕刀轴带动旋耕刀组将种床土壤旋切疏松并在中置开沟铲与侧置开沟铲的共同作用下完成对旋耕种床的开沟起垄;两侧肥料箱内的排肥器在地轮转动带动下完成小垄两侧垄沟内施肥，且在喷药装置的作用下向种床大小垄面进行药剂喷施;而地膜随覆膜挂接装置同步转动，在展膜辊的辅助下均匀覆膜。此时，旋耕刀组高速旋切将土壤抛送至刮板式提土装置并后输至双向螺旋输土装置，在正、反转旋向输土装置的作用下将土壤推送至5 个出土口，通过V 型槽覆土装置对输送土壤进行适量分流，完成在大垄垄体中心、小垄两侧垄沟内覆土作业，且在平行四杆仿形机构、大垄垄体中心覆土带镇压轮和膜边覆土带镇压轮的共同配合下完成对覆膜种床的镇压作业。

1.3 主要技术指标

全膜双垄沟种床双幅覆膜覆土农艺技术栽培模式及其技术参数如图3 所示。联合作业机在种床机械化铺设时以中间大垄为基准，一次性可实现中间大垄、两侧小垄及其左右各1/2 大垄的构建，用两幅幅宽为1 200 mm、厚度为0.01 mm 的白色地膜进行铺设，在7 条覆土带的共同作用下完成全膜双垄沟双幅覆膜种床的构建。其中，种床大垄与小垄的总宽度为2 200 mm，大垄宽度为700 mm，高度为100 ～150 mm，小垄宽度为400 mm，高度为150 ～200 mm，要求地膜全域覆盖并在垄沟内播种，播种深度为30 ～50 mm，株距根据不同地区年降水量来衡量，一般为330 ～400 mm。

图3 全膜双垄沟种床双幅覆膜覆土农艺技术栽培模式Fig.3 Cultivation pattern of double width filming and covering soil on double ridges

结合全膜双垄沟种床双幅覆膜覆土农艺技术栽培模式及联合作业机结构、动力设计，样机技术参数如表1 所示。

2 关键部件设计与参数确定

2.1 旋耕刀组

全膜双垄沟双幅覆膜覆土联合作业机旋耕刀组结构如图4 所示，主要由左刀轴、右刀轴、40 把旋耕刀及配套刀座组成。旋耕刀组除了能够高速切削种床土壤外，还需要分别以左、右刀轴各自为单元体，将土壤由刀轴两侧往中间推送以形成大小垄体。

表1 作业机主要技术参数Tab.1 Main technical parameters of operation machine

图4 旋耕刀组结构图Fig.4 Structure diagram of rotary blades

旋耕刀在左、右刀轴上呈双螺旋线排列，为保证刀轴旋转时的平衡与起垄特性，左刀轴上左边的10把旋耕刀排列成右旋，右边的10 把旋耕刀排列成左旋，右刀轴上旋耕刀排列与左刀轴相同，确保耕作时旋耕刀组同时起到抛切土壤与推送土壤起垄的双重作用。

旋耕刀组在作业过程中主要实现入土、翻土、推送、抛掷等作业工序，因此，联合作业机大部分功率主要消耗在该装置中。为保证在耕整、覆膜、覆土各个工段运行平稳，确保作业机配套动力合理，需要对旋耕刀组功耗进行近似估算［11］

其中

式中 P1——旋耕刀组功耗，kW

Kλ——旋耕比阻，取0.063 N/mm2［12］

v1——联合作业机前进速度，取1.10 m/s

b——旋耕刀组耕作宽度，mm

d——旋耕深度，取100 mm

b1——大垄垄体宽度，依照全膜双垄沟播农艺栽培模式(图3)取700 mm

b2——小垄垄体宽度，依照全膜双垄沟播农艺栽培模式(图3)取400 mm

由式(1)计算分别得出:b = 2 200 mm;P1=

15.25 kW。

2.2 排肥装置

联合作业机排肥装置结构如图5 所示，由两组肥料箱和与其对应的外槽轮式排肥器等部件组成，固定安装于机架上，肥料箱下置外槽轮式排肥器，依靠地轮转动带动，完成小垄两侧垄沟内施肥。

图5 排肥装置结构图Fig.5 Structure diagrams of fertilizing device

根据全膜双垄沟种床双幅覆膜覆土农艺技术栽培模式，排肥装置单个肥料箱作业幅宽B1为400 mm，则单个肥料箱的容积为［11］

式中 C——单个肥料箱总容积，L

L1——肥料箱所装肥料满足的施肥距离，设定为1 000 m

γ1——颗粒肥料密度，约为1.33 kg/L［13］

Qmax——单位面积最大施肥量，本文取378 kg/hm2［14］

由式(2)计算可得C =12.50 L，结合该容积参数进行肥料箱设计。

2.3 提土-种床覆土装置

2.3.1 结构组成

提土-种床覆土装置是全膜双垄沟双幅覆膜覆土联合作业机关键工作部件，主要由刮板式提土装置、双向螺旋输土装置、V 型槽覆土装置、罩壳及传统系统组成，具体结构组成如图6 所示。

提土-种床覆土装置输送土壤多少对于覆膜种床机械化构建至关重要，同时刮板式提土装置线速度及其结构参数、双向螺旋输土装置转速及其结构参数均是影响输送土壤质量的关键工作参数，为进一步提升提土-种床覆土装置作业性能，需要进行理论分析与计算确定。

图6 提土-种床覆土装置结构图Fig.6 Structure diagrams of soil elevating-seedbed covering mechanism

2.3.2 覆膜种床覆土量

依据全膜双垄沟种床双幅覆膜覆土农艺技术栽培模式，提土-种床覆土装置作业过程如图7 所示。

图7 提土-种床覆土装置作业过程示意图Fig.7 Schematic of soil elevating-seedbed covering mechanism operation process

种床覆膜土壤在两组刮板式提土装置的升运下进入水平双向螺旋输土装置，在正、反旋向螺旋叶片的推送作用下覆膜土壤从5 个溜土口排出，并在设有7 组溜土槽覆土装置的导流作用下在覆膜种床上形成7 条覆土带，其中包括1 条大垄垄体中心覆土带、4 条垄沟覆土带和2 条膜边覆土带，对长度为1 000 mm 的全膜双垄沟覆膜种床各位置覆土量进行计算。

覆膜种床4 条垄沟覆土带各自的覆土量为［5］

式中 γ——土壤(黄绵土)容重，参照文献［15 -16］取1 300 kg/m3

l1——全 膜 双 垄 沟 覆 膜 种 床 长 度，取1 000 mm

B2——垄沟覆土宽度，取40 mm

H——覆土厚度，取25 mm

由式(3)计算可得Q1=Q2=Q3=Q4=1.30 kg。

覆膜种床2 条膜边覆土带各自的覆土量

式中 B3——膜边覆土宽度，取100 mm

由式(4)计算可得Q5=Q6=3.25 kg。

覆膜种床1 条大垄垄体中心覆土带的覆土量

式中 B4——大垄垄体中心覆土宽度，取190 mm

由式(5)计算可得Q7=6.18 kg。

则长度为1 000 mm 的全膜双垄沟覆膜种床各位置总体覆土量为

由式(6)计算可得Q=17.88 kg。

2.3.3 刮板式提土装置

如图8 所示，刮板式提土装置主要由传动轴、升运链板和土壤升运刮板等组成。其中，升运链板长度为3 200 mm，宽度为600 mm，刮板式提土装置下端部离地面高度为260 mm，其与地面的倾斜夹角β为40°(图8b)。

图8 刮板式提土装置Fig.8 Scraper type of soil lifting device

由图8a 可以看出，作业机左右两组刮板式提土装置确保了双覆膜种床的所有覆土量，则刮板式提土装置的倾斜提升线速度为［5，11］

其中

式中 Q8——左侧刮板式提土装置覆土量，kg

B5——升运链板宽度，为0.60 m

H1——升运链板高度，为0.03 m

φ——刮板式输送器填充系数，为倾斜升运，取0.92［11］

k——倾斜系数，刮板式输送器倾斜角为40°，查表取0.43［11］

t——覆膜机铺设长度为l1所需时间，s

由式(7)计算可得Q8=8.94 kg，t=0.91 s，v2=1.06 m/s。

则左侧刮板式提土装置所需功率为［11］

其中

式中 P2——左侧刮板式提土装置所需功率，kW

Q9——左侧刮板式提土装置升运量，kg/s

L——左侧刮板式提土装置水平投影长度，为1.15 m

H2——左侧刮板式提土装置垂直高度，为0.96 m

W——左侧刮板式提土装置运动阻力系数，取1.04［11］

由式(8)计算可得Q9=9.82 kg，P2=0.21 kW;因此作业机刮板式提土装置所需总功率为0.42 kW。

2.3.4 水平双向螺旋输土装置

如图9 所示，水平双向螺旋输土装置主要由覆土罩壳、各位置排土口和水平双向螺旋土壤输送器等组成。其中，水平双向螺旋土壤输送器由左、右两部分构成，左、右两部分均由两段旋向相反的转动轴组成(图9b)，每段长度相等(均为0.55 m)。当水平双向螺旋输土装置转动作业时，在水平双向螺旋土壤输送器左右两侧4 段顺、逆时针旋向转动轴作用下将刮板式提土装置升运的土壤进行轴向输送，并在土壤自身重力的作用下沿各位置排土口落下［17］。

当水平双向螺旋输土装置转速一定，刮板式提土装置提土量达到Qz=70 704 kg/h 时，全膜双垄沟双幅覆膜覆土种床才会满足相关农艺技术要求，通常在不考虑土壤轴向阻滞影响的情况下，水平双向螺旋输土装置转速为［18］

图9 水平双向螺旋输土装置结构图Fig.9 Structure diagrams of horizontal two-way spiral soil conveyer

其中

式中 Q10——水平双向螺旋土壤四分之一长度输送器输土量，kg/h

D1——水平双向螺旋叶片外径，为0.20 m

S——水平双向螺旋覆土装置螺距，为0.13 m

φ1——水平双向螺旋覆土装置填充系数，查表取0.5［11］

ε——倾斜输送系数(倾斜角0°)，为1［11］

N——水平双向螺旋土壤输送器旋向段数，为4

由式(9)计算可得Q10=17 676 kg/h，n=111 r/min。

则水平双向螺旋输土装置所需功率为［11］

其中

式中 P3——水平双向螺旋输土装置所需功率，kW

P4——四分之一长度水平双向螺旋输土装置所需功率，kW

L2——水平双向螺旋输土装置水平投影四分之一长度，为0.55 m

H3——输送土壤提升高度，为0 m

W2——土壤沿外壳移动阻力系数，取1.20

η——修正系数，倾斜角小于20°，取1［11］

由式(10)计算可得P3=0.28 kW，P4=0.07 kW。

3 种床覆土作业过程仿真

3.1 仿真参数设定

提土-种床覆土装置作业过程是其刮板式提土装置倾斜升运覆膜土壤与水平双向螺旋输土装置横向推送土壤的过程协同与互作耦合。为进一步动态观察和验证对提土-种床覆土装置的结构设计及其覆土机理研究的正确性，探明其“提土、输土、覆土”动态工作特性，采用离散单元法对装置种床覆土作业过程进行数值仿真，覆土土壤颗粒选取球体颗粒建模，其直径设定为3 mm，土壤颗粒-土壤颗粒、土壤颗粒-升运链板、土壤颗粒-水平双向螺旋土壤输送器、罩壳壁面接触模型选择Hertz-Mindlin(noslip)，相关仿真试验参数设置如表2 所示［19-21］。

表2 物性及接触参数Tab.2 Parameters of materials and contact

仿真时间步长1.405 ×10-5s，是瑞利时间步的40%，仿真共进行2.5 s。根据全膜双垄沟双幅覆膜种床提土-种床覆土装置结构设计与组成，刮板式提土装置单侧刮板为22 个，两刮板间距离设置为152 mm，链板运动通过EDEM 软件中coupling server面板，由动力学耦合来控制，依据相关装置作业参数计算，刮板式提土装置线速度设置为1.10 m/s。在Geometry 面板给水平双向螺旋输土装置添加线性旋转运动，将其转速设置为110 r/min。设置的颗粒工厂是400 mm ×600 mm 的长方形平面，单侧颗粒工厂每秒生成土壤颗粒数为2.90 ×107个。

3.2 双幅覆膜种床覆土过程数值模拟

如图10 所示，在双幅覆膜模式下对提土-种床覆土装置在仿真时间2.5 s 内的种床覆土作业过程进行数值模拟，解析土壤进入装置后的运动路径与迁移规律，以进一步优化装置结构设计。

在双幅覆膜种床覆土数值模拟过程中，当t =0.45 s 时(图10a)覆膜土壤颗粒基本将刮板式提土装置足量填充，并倾斜升运即将进入水平双向螺旋输土装置;t=0.60 s 时(图10b)水平双向螺旋土壤输送器左右两侧4 段顺、逆时针旋向转动轴作用下将刮板式提土装置升运土壤进行横向输送，靠近刮板式提土装置的螺旋土壤输送器部分能够快速将土壤分配至4 组垄沟覆土溜土槽，使其在t=0.75 s 时(图10c)已经开始出现少量、不连续的土壤颗粒流;当0.90 ～1.05 s 时(图10d、10e)上述溜土槽覆土土壤逐步形成连贯的颗粒流，且土壤颗粒流量逐渐增大，而离刮板式提土装置相对较远的大垄垄体中心覆土溜土槽和2 组膜边覆土溜土槽也有少量土壤颗粒流形成;从t =1.35 s 开始(图10f)水平双向螺旋输土装置趋于稳定的覆土横向输送状态，膜面形成了7 条覆土带;由1.95 ～2.30 s(图10g、10h)结果可以看出，4 组垄沟覆土带由于土壤颗粒轴向传输路径较短呈“幕帘状”均匀下落，而大垄垄体中心覆土带和2 组膜边覆土带土壤颗粒由于较长路径的轴向旋转推送，使得其转动惯量较大而在覆土作业过程中出现了泼撒和跳跃现象(如图11 红色方框标记所示)，使得种床覆土效果受到一定的影响，导致大垄垄体中心及2 组膜边覆土带的覆土厚度、宽度变异不稳定，给后续覆膜土带的有效镇压带来难度。同时，泼撒跳跃的覆土作业方式降低了覆膜种床的有效采光面积，且不利于对覆盖地膜的附着固定，最终引起全膜双垄沟覆膜种床机械化构建失效。

图10 双幅覆膜种床覆土过程数值模拟结果Fig.10 Numerical simulation results of covering soil operation process on double width filming seedbed

图11 种床覆土作业效果模拟Fig.11 Simulation operation effect of covering soil on seedbed

4 田间试验与结果分析

4.1 试验条件与方法

2018 年10 月，在甘肃省洮河拖拉机制造有限公司-甘肃农业大学临洮旱作农机装备专家大院试验田进行了全膜双垄沟双幅覆膜覆土联合作业机田间工作性能试验，如图12 所示。试验地面积为0.60 hm2，土壤为黄绵土，土壤含水率为14.9% ～16.1%，土壤容重为1 300 kg/m3，土壤坚实度小于0.16 MPa，田面平整。试验前对联合作业机进行调试，在肥箱中加入磷酸二铵固体颗粒化肥，在覆膜挂接装置上安装白色卷状地膜(厚度为0.01 mm)，并牵拉至展膜辊下贴地铺平，作业机配套动力为44.1 kW洮河-604 型轮式拖拉机，试验前进速度为1.10 m/s［5］。

图12 联合机作业田间性能试验Fig.12 Field performance test of combined machine

试验按照NY/T 986—2006《铺膜机作业质量》、DB62/T 1935—2010《全膜双垄沟铺膜机操作规程及作业质量验收》、DB62/T 1934—2010《全膜双垄沟玉米机械化作业技术规范》要求，计算测定全膜双垄沟双幅覆膜覆土联合作业机田间工作后采光面地膜机械破损程度、种床膜边覆土宽度合格率、大垄垄体中心覆土宽度合格率、种床覆土厚度合格率和种床起垄高度合格率。同时考察联合作业机旋耕起垄装置、排肥系统、种床覆膜装置、刮板式提土装置及水平双向螺旋输土装置的工作运转情况［22-25］。

其中，大垄垄体中心覆土宽度合格率的测定方法为:随机选取测定点30 个，在每个测定点上测定大垄垄体中心覆土带宽度，其中宽度180 ～200 mm为合格点。大垄垄体中心覆土宽度合格率计算式为

式中 m0——总测定点数

m1——大垄垄体中心覆土宽度合格点数

其余试验指标:采光面地膜机械破损程度、种床膜边覆土宽度合格率、种床覆土厚度合格率和种床起垄高度合格率，测定方法均与文献［5］相同。

4.2 试验结果与分析

在测定全膜双垄沟双幅覆膜覆土联合作业机作业性能指标的同时，与课题组研制的横腰带覆土式全膜双垄沟覆膜联合作业机进行了对比试验。后者覆膜模式为单幅覆膜(覆膜宽度1 200 mm)，田间试验结果见表3 所示，全膜双垄沟双幅覆膜覆土种床构建效果如图13 所示。由试验结果可得，全膜双垄沟双幅覆膜覆土联合作业机工作后相关采光面地膜机械破损程度为39.8 mm/m2、种床膜边覆土宽度合格率为94.5%、大垄垄体中心覆土宽度合格率为91.6%、种床覆土厚度合格率为97.5%、种床起垄高度合格率为93.2%，试验指标均符合国家与行业相关标准要求，试验结果满足设计和实际作业要求。

表3 田间试验结果Tab.3 Result of field experiment

图13 全膜双垄沟双幅覆膜覆土种床构建效果Fig.13 Seedbed construction effect of double width filming and covering soil on double ridges

由图13 可以看出，全膜双垄沟种床各位置覆土带分布形态与仿真分析结果基本一致，表明双幅覆膜种床覆土过程数值模拟的相关参数设置准确、建立模型合理，可在后续研究中探讨不同提土-种床覆土装置工作参数组合对种床机械化覆土作业效果的影响，以期进一步提升其工作性能。

试验过程中发现，联合作业机种床机械化构建作业效率明显，当前进速度适中且耕地较平整时，样机各关键工作部件性能相对稳定，刮板式提土装置与水平双向螺旋输土装置配合，确保在溜土槽覆土装置的导流作用下在覆膜种床上形成7 条均匀覆土带。与横腰带覆土式全膜双垄沟覆膜联合作业机作业性能相比，除种床膜边覆土宽度合格率略低外，全膜双垄沟双幅覆膜覆土联合作业机其余试验指标均优于对比样机。但由于联合作业机工作幅宽大，当田间地表崎岖不平时，其后置仿形镇压装置容易失效，造成覆盖地膜与种床地表贴合不紧实、垄沟地膜架空等现象。同时，联合作业机前进速度不宜过高，由相关分析计算可以看出联合作业机大部分功率消耗在旋耕刀组部分，需要确保旋耕刀组与田间土壤的充分作用时间，以获取较高质量的种床覆膜土壤，这是两类作业机共有的问题。

5 结论

(1)基于全膜双垄沟种床双幅覆膜覆土农艺技术栽培模式，设计了全膜双垄沟双幅覆膜覆土联合作业机，该机能够一次性完成旋耕、起垄施肥、双幅覆膜覆土、镇压等作业功能。确定了样机传动系统，并对其旋耕刀组、排肥装置、提土-种床覆土装置等重要作业部件进行选型与设计，结合相关作业性能与农艺技术要求，完成了关键工作参数与功耗的分析计算。

(2)应用离散单元法对提土-种床覆土装置“提土-输土-覆土”动态作业过程进行模拟，分析了各作业环节输土、覆土特性，对影响覆土作业效果的因素进行了分析，发现覆膜土壤较长的轴向旋转推送路径和较大的转动惯量是导致水平双向螺旋输土装置在覆土作业过程中出现土壤颗粒流泼撒和跳跃现象的主要原因。

(3)田间试验表明，全膜双垄沟双幅覆膜覆土联合作业机作业后，相关采光面地膜机械破损程度为39.8 mm/m2、种床膜边覆土宽度合格率为94.5%、大垄垄体中心覆土宽度合格率为91.6%、种床覆土厚度合格率为97.5%、种床起垄高度合格率为93.2%。试验指标均符合国家与行业相关标准要求，试验结果满足设计要求，田间试验验证工况与仿真结果基本一致。