新型对行中耕除草施肥机设计及试验研究

Ｔａｂ．１ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｗｅｅｄｉｎｇ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｔｈｅ ｂｌａｄｅ ａｎｇｌｅ
小区 １ ２ ３
刀片角 度／（°）
５ １０ １５ ５ １０ １５ ５ １０ １５
杂草总数／ 翻出杂草数／ （棵 ·ｍ－２） （棵 ·ｍ－２）
４３ ５６ ４０ ３８ ３２ ４３ ３０ ３５ ３７
果确定出合理的刀 片 底 部 间 距．刀 片 底 部 间 距 分 别 设计成 １０、１８、３０ ｍｍ，分 别 在 ３ 块 小 区 进 行 试 验， 不同刀片 间 距 作 业 中 翻 出 杂 草 棵 数 和 杂 草 翻 出 率 （翻 出 杂 草 棵 数／杂 草 总 棵 数 ）的 测 定 见 表 ２．
通过 分 析 以 上 数 据 和 观 察 除 草 过 程 可 知，刀 片 底 部 间 距 太 小 ，容 易 发 生 堵 塞 ，刀 片 底 部 间 距 太 大 ，
表 ２ 刀 片 底 部 间 距 对 除 草 效 果 的 影 响
Ｔａｂ．２ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｗｅｅｄｉｎｇ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｐａｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｗｏ ｂｌａｄｅ
小区 １ ２ ３
刀片间 距／ｍｍ
１０ １８ ３５ １０ １８ ３５ １０ １８ ３５
图 ２ 除 草 刀 片 结 构 Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｗｅｅｄｉｎｇ ｂｌａｄｅ
除草刀片的配置应满足不漏除，不堵塞的要求，根 据除草过程中大片翻动土壤时土壤变形带动影响区域 的状况确定，两刀片运动到下方时的间距为１８ｍｍ． ２．２ 施 肥 机 构 设 计
施 肥 机 构 由 开 沟 铲 、开 沟 铲 柄 及 施 肥 管 组 成 ，开 沟铲要求入土 能 力 强，回 土 快［８－９］，为 保 证 排 肥 量 均 匀，排肥管倾斜设 计，保 证 排 肥 稳 定 性 好．本 施 肥 机 构 中 采 用 了 图 ３ 所 示 的 较 窄 型 开 沟 铲 ，开 沟 阻 力 小 ． 开沟铲柄设计成图 ４ 所 示 的 弯 形 铲 柄，既 可 以 防 堵 又可以增加铲柄的强 度，本 铲 柄 选 用 厚 度 为 １０ ｍｍ 的碳素 结 构 钢，横 截 面 为 ４０ ｍｍ×１０ ｍｍ 的 矩 形， 开沟铲柄力臂长 ０．５ ｍ．有 关 试 验 表 明 在 土 壤 坚 实 度为１．５６８～２．５４８ Ｍｐａ，开沟深度为８～１０ｃｍ，工
除草效果确定出合 理 的 刀 片 角 度．刀 片 角 度 分 别 设 计成５°、１０°、１５°，分别在３块 小 区 进 行 试 验，不 同 刀 片安装角度作业中 翻 出 杂 草 棵 数 和 杂 草 翻 出 率 （翻 出 杂 草 棵 数 ∕ 杂 草 总 棵 数 ）的 测 定 见 表 １．
表 １ 刀 片 倾 斜 角 度 对 除 草 效 果 的 影 响
２ 中耕除草施肥机关键部件结构设计
２．１ 除 草 机 构 设 计 中耕除草施肥机的除草效果由除草刀片的形状
和 入 土 方 式 决 定 ，设 计 的 除 草 机 构 结 构 如 图 ２ 所 示 ．
第 一 作 者 ：张 小 丽 （１９７８－），女 ，硕 士 ，讲 师 ，研 究 方 向 为 机 械 设 计 ．Ｅ－ｍａｉｌ：ｂｄｚｈｘｉａｏｌｉ＠１６３．ｃｏｍ 基 金 项 目 ：国 家 科 技 攻 关 计 划 “一 年 两 熟 区 少 耕 除 草 与 小 麦 免 耕 播 种 机 具 研 究 ”（２００４ＢＡ５２４Ｂ０３）． 收 稿 日 期 ：２０１３－０４－１５；修 回 日 期 ：２０１３－０７－２７
２０１４ 年 ６ 月 第 ３ 期 １６２～１６４
甘 肃 农 业 大 学 学 报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＧＡＮＳＵ ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
第 ４ ９ 卷 双月刊
新型对行中耕除草施肥机设计及试验研究
张小丽，韩伟，宋明伟，于国英
（河北机电职业技术学院，河北 邢台 ０５４０００）
摘要：针对农田大量使用除草剂对环境带来的危害，研究设计了一种新型中 耕 除 草 施 肥 机．介 绍 了 设 计 机 具 的 结构特征、工作原理，并确定了机具关键部件的合理参数，即当刀片 安 装 倾 斜 角 度 为 １０°，刀 片 底 部 间 距 为１８ｍｍ时 除 草 效 果 最 好 ．田 间 试 验 表 明 ，设 计 机 具 作 业 效 率 高 ，有 利 于 农 作 物 增 产 增 收 ．
方面这个 角 度 可 以 保 证 滚 切 刀 在 刚 入 土 时 比 较 顺 利 ，而 且 当 刀 齿 达 到 工 作 的 最 低 位 置 时 ，有 较 好 的 向 后 上 方 翻 土 的 力 ，便 于 杂 草 的 清 除 ；另 一 方 面 保 证 两 刀片之间的杂草和土壤从上方容易抛出．
１：机 架 ；２：仿 形 机 构 ；３：除 草 机 构 ；４：施 肥 机 构 ． 图 １ 新 型 对 行 中 耕 除 草 施 肥 机 结 构 简 图 Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ａ ｎｅｗ ｒｏｗ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ－ｗｅｅｄｉｎｇ－ｆｅｒｔｉｌｉｚｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ
图 ３ 施 肥 开 沟 铲
Ｆｉｇ．３ Ｔｈｅ ｔｒｅｎｃｈｉｎｇ ｓｈｏｖｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
１：开 沟 铲 ；２：开 沟 铲 柄 ；３：施 肥 管 ． 图 ４ 施 肥 机 构 结 构 简 图
Ｆｉｇ．４ Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
２７ ５２ ３５ ２６ ２７ ３６ ２０ ２９ ２９
翻出 率／％
６２．８ ９２．９ ８７．５ ６８．４ ８４．４ ８３．７ ６６．７ ８２．９ ７８．４
通过以上数据 和 除 草 过 程 观 察 可 知，刀 片 角 度
太小土壤带 动 作 用 不 大，除 草 效 果 差，刀 片 角 度 太
土壤带动作用不 大，容 易 漏 除，因 此，通 过 试 验 确 定
刀片底部间距为１８ｍｍ 时，除草效果最好．
４ 结论
１） 试 验 表 明 ，该 中 耕 除 草 施 肥 机 结 构 新 颖 ，工 艺先进，减少了农 民 的 劳 动 强 度，提 高 了 作 业 效 率， 并且有利于农作物增产增收．
２） 通 过 大 量 试 验 ，该 机 具 除 草 效 果 良 好 ，但 同 时 存 在 一 定 问 题 ，土 壤 湿 度 较 小 时 ，入 土 深 度 受 到 限 制 ，有 待 进 一 步 改 进 ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｏｗ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｗｅｅｄｉｎｇ ｆｅｒｔｉｌｉｚｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｗｅｅｄｉｎｇ；ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ；ｂｌａｄｅ
近 年 来 ，农 田 大 量 使 用 除 草 剂 除 草 ，因 除 草 剂 降 解产生有毒物质造成环境的污染越来越引起人们的 关注［１］，除草剂的使用还会影响小麦分蘖，减少 成 穗 率［２－３］．中耕施肥多 采 用 喷 施 法，肥 料 喷 洒 于 作 物 叶 片上，肥料利用率低［４］，经济效益差．针对以上 问 题， 有必要设计一种新型高效的保护性耕作的中耕除草 施肥机械．
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｒｅｓｐｅｃｔ ｔｏ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｈａｚａｒｄ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ ｕｓｅ ｏｆ ｈｅｒｂｉｃｉｄｅｓ，ａ ｎｅｗ ｗｅｅ－ ｄｉｎｇ－ｆｅｒｔｉｌｉｚｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ．Ｉｔｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｅａｔｕｒｅ ａｎｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｗｅｒｅ ｂｒｉｅｆｌｙ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ａ ｆｉｅｌｄ ｔｒｉａｌ ｗａｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｋｅｙ ｃｏｍｐｏ－ ｎｅｎｔｓ．ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｂｌａｄｅ ａｎｇｌｅ ｉｓ １０°ａｎｄ ｓｐａｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｗｏ ｂｌａｄｅ ｉｓ １８ ｍｍ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｗｅｅｄｉｎｇ ｒａｔｉｏ ｉｓ ｔｈｅ ｂｅｓｔ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｆｉｅｌｄ ｔｒｉａｌ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ，ｔｈｅ ｍａｃｈｉｎｅ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｃｒｏｐ ｙｉｅｌｄｓ ｄｕｅ ｔｏ ｉｔｓ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．
３ 新型中耕除草施肥机田间试验
３．１ 试 验 设 计 试验选在小麦出苗 ８～１０ｃｍ 时 进 行 除 草 施 肥
作业．试验主要测定 除 草 刀 片 安 装 倾 斜 角 度 对 除 草 效果的影响以及刀片底部间距对除草效果的影响． ３．２ 刀 片 倾 斜 角 度 对 除 草 效 果 的 影 响
通过 设 定 不 同 的 刀 片 角 度 分 别 进 行 试 验，根 据
大 ，入 土 深 度 较 浅 ，除 草 效 果 就 不 好 ，因 此 ，确 定 刀 片
安 装 倾 斜 角 度 为 １０ｏ时 ，除 草 效 果 最 好 ．
３．３ 刀 片 底 部 间 距 对 除 草 效 果 的 影 响
本试验中 除 草 刀 片 倾 斜 角 度 采 取 １０°，通 过 设
定不同的刀片底部 间 距 分 别 进 行 试 验，根 据 除 草 效
第３期
张 小 丽 等 ：新 型 对 行 中 耕 除 草 施 肥 机 源自文库 计 及 试 验 研 究
１６３
通过多种除草刀片 形 状 的 分 析 比 较，本 试 验 采 用 了 一 种 内 凹 圆 弧 状 的 豁 口 刀 片 ，该 刀 片 一 体 制 成 ，坚 固 耐 用 ，不 易 损 坏 ，豁 口 处 均 为 刃 口 ，刃 口 较 薄 ，入 土 阻 力 较 小 ，刀 片 采 取 与 竖 直 方 向 成 １０°的 倾 斜 安 装 ，一
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｔｅｓｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ａ ｎｅｗ ｒｏｗ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｗｅｅｄｉｎｇ－ｆｅｒｔｉｌｉｚｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ
ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｌｉ，ＨＡＮ Ｗｅｉ，ＳＯＮＧ Ｍｉｎｇ－ｗｅｉ，ＹＵ Ｇｕｏ－ｙｉｎｇ
（Ｈｅｂｅｉ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｘｉｎｇｔａｉ ０５４０００，Ｃｈｉｎａ）
１６４
甘肃农业大学学报
２０１４ 年
作速度为０．９～２．５ｋｍ／ｈ 的 条 件 下，类似结构的单 个开沟器的开沟阻力为４４１～７８４Ｎ，在实际作业中可 能因土壤硬度较大或可能出现意想不到的障碍物而 造 成 瞬 间 过 载 ，在 设 计 中 对 瞬 间 阻 力 按 照９００ Ｎ计 ，经 过校核计算，本设计的开沟铲柄满足强度要求．
１ 新型对行中耕除草施肥机的总体结 构
工 作 原 理 ：除 草 机 机 架 悬 挂 在 拖 拉 机 上 ，除 草 机
构与 作 物 间 空 行 对 齐［５］，一 个 行 程 完 成 ３ 行 间 隙 除 草 ，除 草 机 构 采 用 地 面 仿 形 机 构 ，使 除 草 机 构 适 应 凹 凸不平的地面形式［６］，保证除草效果；在每个除 草 机 构后方有施肥 机 构，施 肥 机 构 比 除 草 机 构 深 ４ｃｍ， 一 次 作 业 完 成 除 草 和 施 肥 工 作 ，效 率 较 高 ，经 济 效 益 显 著 ． ［７］
关 键 词 ：中 耕 除 草 施 肥 机 ；除 草 ；施 肥 ；刀 片 中 图 分 类 号 ：Ｓ ２２４．１ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００３－４３１５（２０１４）０３－０１６２－０３ DOI:10.13432/j.cnki.jgsau.2014.03.029
杂草总数／ 翻出杂草数／ （棵 ·ｍ－２） （棵 ·ｍ－２）
４０ ３６ ４０ ２８ ３２ ３３ ４８ ４５ ５４
３２ ３０ ２８ ２０ ２５ ２０ ４０ ３９ ４４
翻出 率／％
８０．０ ８３．３ ７０．０ ７１．４ ７８．１ ６０．６ ８３．３ ８６．７ ８１．５