一种花生小垄仿形镇压工作装置的研制

陈 良

（辽宁省农业机械化研究所，沈阳 110161）

花生作为我国的重要油料作物之一，在食品、药品、工业等领域都有广泛应用[1]。2021 年，中国的花生产量约1 650 万t，总产量和出口量均居世界第一。中国花生种植区域广泛、自然条件多样，花生主产区形成了复杂多样的种植模式。辽宁以春花生为主，均为垄作。充分挖掘现有资源的生产潜力，是实现粮油双增的有效途径。良好的种植模式可改善作物个体与群体的结构关系，达到通风透光、提高叶面积指数、增强光合作用等效果。小垄双行交错种植模式是一种适合辽宁的种植模式，可改善花生植株生育环境、提升荚果产量、促使植株生育健壮、增强花生抗逆性[2]，从而实现群体增产。因此，小垄双行交错种植模式在辽宁得到广泛推广应用，但相关配套机具还没有跟上，现有机具在镇压作业过程中存在脱垄问题，导致镇压效果不理想，作业质量达不到农艺要求。对此，研制一种花生小垄仿形镇压工作装置[3]，该机不仅能够实现纵向仿形、横向仿形，而且能在垄侧导向机构控制下，使导向辊不脱垄，确保覆土镇压效果，为花生产业化发展提供技术支撑。

1 总体结构及结构特点

1.1 总体结构

花生小垄仿形镇压工作装置包括纵向仿形机构、横向仿形机构、镇压机构和垄侧仿形机构，如图1 所示。

图1 总体结构示意图Figure 1 Schematic diagram of the overall structure

镇压机构通过其镇压辊架分别弹性连接横向仿形机构和垄侧仿形机构。纵向仿形机构包括播种单体架、主机架、弹簧芯杆Ⅰ和压缩弹簧Ⅰ。播种单体架为折弯结构，一端带有连接主机架的铰接孔Ⅰ，另一端折弯竖板上开有弹簧芯杆Ⅰ穿过孔，弹簧芯杆Ⅰ上安装压缩弹簧Ⅰ，端部伸出穿过孔，通过限位销Ⅰ限位。主机架一端带有连接播种单体架的铰接孔Ⅱ，上有限位板Ⅰ，另一端安装横向仿形机构的U 型叉架，弹簧芯杆Ⅰ端部与限位板Ⅰ接触限位。在镇压机构的镇压辊带动下，横向仿形机构可带动纵向仿形机构沿镇压辊架横向移动，并沿纵向上下浮动。垄侧仿形机构的导向辊沿垄侧导向。

1.2 结构特点

1）通过纵向仿形机构，能使镇压机构随地面起伏实现纵向仿形作业。通过横向仿形机构，能使镇压机构随垄形走向实现纵向仿形作业。侧向导向辊机构沿垄侧面仿形运动，同时导向辊机构控制镇压机构位置，可使镇压机构不脱垄，进而确保播种后的镇压效果。纵向仿形机构通过播种单体架铰接主机架，播种单体架上安置弹簧芯杆Ⅰ，其上套有压缩弹簧Ⅰ，通过压缩弹簧Ⅰ可使弹簧芯杆Ⅰ与主机架上的限位板Ⅰ接触限位，从而限制其相对转动角度，使镇压机构随地面起伏，完成纵向仿形作业。

2）设有横向仿形装置，其锥形导向机构可在机具作业过程中沿垄侧面进行仿形运动，依靠导向辊机构控制镇压机构位置，使镇压机构随垄形走向实现纵向仿形作业，保障镇压机构不脱垄和播种后镇压效果。

3）垄侧仿形机构上的方形滑套可沿支臂横向移动，用于调节导向辊横向间距，提高工作装置的适应性。

4）镇压机构中的镇压辊采用分体式结构，分别对应苗带位置设置，能够确保播种后的镇压效果。

2 关键零部件设计

2.1 纵向仿形机构

纵向仿形机构包括播种单体架、主机架、弹簧芯杆Ⅰ和压缩弹簧Ⅰ，如图2所示。

图2 纵向仿形机构示意图Figure 2 Schematic diagram of the longitudinal copying mechanism

在镇压机构的镇压辊带动下，横向仿形机构带动纵向仿形机构沿镇压辊架横向移动，并沿纵向上下浮动，垄侧仿形机构的导向辊沿垄侧导向。播种单体架上带有铰接孔Ⅰ的端部下方设有限位板Ⅱ，用以限制主机架与播种单体架的转动角度。

2.2 横向仿形机构

横向仿形机构及镇压机构如图3所示，铰接柱贯穿镇压机构横向连接架，其两端连接纵向仿形机构U型叉架的弹簧芯杆Ⅱ，铰接柱和U型叉架间的弹簧芯杆Ⅱ上套有压缩弹簧Ⅱ。

图3 横向仿形机构及镇压机构示意图Figure 3 Schematic diagram of the horizontal copying mechanism and the suppression mechanism

2.3 垄侧仿形机构

垄侧仿形机构由中间架、支臂、侧仿形弹簧芯杆和导向辊机构组成，如图4所示。

图4 侧向仿形装置结构示意图Figure 4 Schematic diagram of the lateral copying device

侧仿形弹簧芯杆设在中间架上，套有侧仿形弹簧，端部通过限位销Ⅱ限位。中间架两侧分别铰接连接支臂，两侧支臂上对称安装有方形滑套，方形滑套下方设有导向辊机构。连接杆一端连在锥形导向辊机构的导向辊架上，另一端与侧仿形弹簧芯杆铰接。侧仿形弹簧芯杆拉动两侧连接杆，使锥形导向辊具有向内的预紧力。

导向辊机构包括导向辊架、导向辊轴和导向辊。导向辊架为U型框架，其支柱端上的销柱与方形滑套连接。支柱上设有铰接孔，用于铰接侧仿形弹簧芯杆。U型框架的封闭端连接导向辊轴，导向辊通过轴承安装在导向辊轴上。

导向辊呈锥形，近地端外径小于远地端外径。方形滑套可调节，沿支臂移动可调整导向辊横向间距，并通过锁紧螺栓固定。

2.4 镇压机构

镇压机构由镇压辊、镇压辊架等组成，如图5所示。

图5 镇压机构结构示意图Figure 5 Structural diagram of suppression mechanism

镇压辊多个，每个分别对应苗带位置。镇压辊架设有横向连接架和侧向连接架，横向连接架设置铰接柱，对应U型叉架导向槽一侧设有导向柱。

3 试验与结论

该装置设计完成后，2021 年春季在沈阳市辽中区满都户镇满东村花生种植示范基地进行了田间试验。试验地块土质为沙壤土，地势平坦，肥力均匀，上茬作物为花生，试验品种为当地种植较为普遍的花生品种308，肥料为花生专用复合肥。试验结果表明，安装该装置的花生小垄双行播种机能够实现施肥、播种一体化作业，工作性能稳定，各项作业指标达到了相关要求。与其他花生播种机相比，不仅能够实现纵向和横向仿形，而且能在垄侧导向机构控制下保障导向辊不脱垄和覆土镇压效果，为花生小垄双行密植栽培提供了配套机具，为当地花生全程机械化提供了装备支撑。