秸秆捡拾开沟抛撒机的研制

丁润锁，冯 磊，尚立新，郭玉林

（天津市农业发展服务中心，天津 300061）

我国是粮食生产大国，每年产生的农作物秸秆有6亿多吨。目前，秸秆综合利用的主要途径有秸秆还田、秸秆饲料化应用、秸秆能源化应用和作为工业生产原料等。沟秆垄作栽培技术是在夏秋季和冬春季作物实行垄上宽窄行周年交替种植，各自秸秆在种植行内交替犁沟掩埋的种植方法，解决秸秆覆盖地表或腐解不完全造成的下茬作物出苗差，易产生病虫害的问题。这种栽培方式中的秸秆捡拾、开沟、粉碎、铺设等作业基本上都是人工作业，效率低、劳动强度大，用工成本高。随着科技兴农的推进，各项惠农政策的实施，农业机械化发展迅速，复式作业机具得到农民的青睐。农田开沟、秸秆的粉碎和抛洒都是比较成熟的技术，但却是相互独立的操作单元，而且现有机具开沟的宽度和深度都不能满足沟秆垄作的技术要求，研发适用的秸秆捡拾开沟抛撒机一次性完成开沟、秸秆捡拾、粉碎、铺设的机械化作业，达到提高作业效率，降低作业成本，促进沟秆垄作这一技术的推广应用。

1 设计思路

秸秆捡拾开沟抛撒机采用牵引方式，实现在农田开沟和秸秆捡拾粉碎同步作业，可以将粉碎的秸秆抛洒到开沟机破土的沟田里，实现秸秆粉碎还田，自动抛洒，提高工作效率，节省工作时间的秸秆捡拾开沟机，满足沟秆垄作的技术要求。

2 结构设计

设备由秸秆粉碎抛洒，以及开沟两部分操作结构组成。秸秆粉碎抛洒部分由主操作舱、主驱动机、主传动轴、粉碎装置、沾辊、风机组成；开沟部分由传动机、开沟传动器、开沟器和遮挡板组成。开沟传动器上还设有连接臂和伸缩装置，开沟器是由主轴、2个开沟盘和多个松土刀组成，每个开沟盘上设有4个破土刀和4个抛土刀。主操作舱上设有开沟传动机固定架、多个减震固定器和2个牵引连接杆（图1）。

图1 秸秆捡拾开沟抛撒机结构

主传动轴上设有2个粉碎装置传动器，保证传动的持续性，便于粉碎工作。开沟驱动机利用自身的传动轴与开沟传动机连接起来，形成联动机制，当其中1个驱动设备发生问题时，能够通过其他驱动设备的带动，给整体运转提供动力。由于开沟传动机与开沟传动器一端的开沟器之间的连接距离较长，运转时产生较大的震动和受力点，故在其一侧设有1个开沟传动机固定架，采用三角结构的焊接钢架，起到巩固作用。此外，开沟传动器的一端装有1个连接臂，采用双折弯曲连接臂，连接臂的另一端装有1个伸缩装置，伸缩装置采用电动液压伸缩机，用于配合连接臂的双折弯曲结构，随着伸缩装置的收放，开沟器被抬起或接触地面，控制开沟深度，提高开沟作业的效果。

开沟器采用多排齿，破土刀采用铸铁弯钩，冲击力好，用于破土作业，抛土刀采用带有圆柱连接臂的铸铁弯钩，加大开沟的宽度，并且对破土刀破土后的土层进行击碎和带动，使得开沟两侧的土壤更加松软。随着抛土的深入，在主轴的旋转带动下，每个松土刀可将沟渠中间位置处的土进行松动，便于其两侧破土刀和抛土刀的挖开。长、短弯钩交错式的结构能够便于农田土地的挖开，省时省力，大大提升工作效率。每个开沟盘上设有孔洞和缺口，避免在开土时开沟盘上积土导致阻塞。开沟的过程中，随着开沟力度的加大，会产生大量扬尘，为了避免扬尘向牵引机械或者牵引拖车方向扬起，加设了1个遮挡板，起到保护作用。在粉碎装置的外侧位置设有多个减震固定器，每个减震固定器采用吊钩式拉簧，可在粉碎装置工作时，削减粉碎装置所产生的震动，并加以固定，使整个设备运行的更加平稳自如。

该设备由于质量较重，属于牵引式大型作业机构。为便于牵引作业，在主操作舱上靠近主传动轴的一侧装有2个牵引连接杆。驱动部件是利用牵引机械的电动控制设备进行连接，作业时操作人员只需对牵引机械或者牵引拖车上面的电动设备进行操作，即可完成对秸秆捡拾开沟抛撒机上驱动部件的控制。主传动轴上设有2个粉碎装置传动器，能够保证传动的持续性，让粉碎工作更加自如的同时，也降低了机体部件的损耗。

3 结 论

秸秆捡拾开沟抛撒机采用1 204马力拖拉机配套，输出动力720转，要求拖拉机必须配有爬行档，根据不同土质选择爬行1档或爬行3档。通过田间试验表明，机具设计合理，操作方便、省时省力，实现开沟和农田秸秆捡拾粉碎同步作业，将粉碎的秸秆抛洒到开沟机破土的沟田里，实现秸秆粉碎还田。工作效率达到0.3 ～ 0.4 hm2·h-1，行使速度在0.55 ～ 1 km·h-1，捡拾宽度2.2 m，开沟深度0.3 m，开沟宽度0.5 m。通过机械替代人工作业大大改善了农田秸秆捡拾、粉碎、抛洒、开沟的作业效果，缩短了作业时间，提高了工作效率。