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小麦是我国重要的粮食作物之一,随着人民生活水平的提高和可耕地 不断减少,优质高产小麦的地位变的越来越重要?山东农业大学余松烈院 士等在小麦高产的生产实践中研究发现:小麦深耘断根不仅有断老根?喷 新根?深扎根,促进小麦根系发育,扩大根系在土壤中的分布范围,还具 有控制分蘖和群体?提高成穗率,促进穗大粒多和防早衰促粒重的作用, 增产效果十分显著?但目前尚没有解决好中耕断根的配套机具,使该项技 术未能大面积推广?随着农业机械化的发展要求,中耕断根必须实现机械 化,这是推广中耕断根技术的必要条件?研制开发新型的小麦断根机是实 现小麦断根机械化的关键技术?它的研究成功必将将推动小麦断根技术大 面积推广,使小麦产量大幅度提高,改善小麦品质,减少无机化肥的使用 量,实现小麦栽培增产?增效?优质?环保? 本课题根据农艺要求,确定了小麦机械断根工作部件,进行了总体方 案设计;对整机进行了受力分析,确定了合理的结构参数;对皮带传动? 链条传动和齿轮传动进行了设计计算,对主要零部件进行了强度计算:分 析了断根铲的工作原理,设计了断根铲的结构参数;对耕深稳定性?直线 行走稳定性?生产率和断根效果等进行了试验分析? 1.农艺要求:小麦为二四行种植模式,即小麦的行距按20cm?40cm 交替设置,行距40cm的小麦行为间套行?锄铲由20cm或40cm行的中 间通过进行每行或隔行作业,切断或损伤小麦根系(主要是次生根),伤 根尽可能多;断根深度为10~12厘米,松土而不乱土层,土壤不压伤麦 苗,松土后土壤弥合好,在断根的同时能除掉杂草且不被杂草缠结:仿形 性能好,耕深变化小:直线行走稳定性好,操作灵活?方便;根据不同的 种植模式在一定范围内可自由调整断根行距? 2.总体设计与工作原理:本设计为小型手扶动力断根机?3ZG一2/4 型小麦断根机主要包括发动机?底盘和断根机具,其中底盘由变速箱?底 盘?皮带传动?操纵机构?驱动轮和辅助机构等组成?选用QCl70型柴油 机作为配套动力,利用皮带传动将动力传递给变速箱的动力输入轴,经变 速箱齿轮和链轮两级变速后,由变速箱的地轮轴输出驱动机器行走,断根 铲(刀)切削?挤压土壤使土壤变形?分离,从而实现小麦断根? 断根机具主要由锄粱系统?限深仿形轮?镇压轮和断根铲(刀片)等 组成?断根铲对称于仿形轮安装在机架上,仿形轮在仿行弹簧的作用下随 地表运动以保证断根的深度一致,耕深调节靠改变断根铲与仿形限深轮之 间的相对高度来实现,镇压轮保证断断根后土壤的压实以实现保墒,镇压 力的大小可通过镇压轮弹簧调节? 变速箱主要由主动轴?地轮驱动轴?主动齿轮链轮组合?中间链轮齿 轮组合?链条?拨叉机构和壳体等部分组成?共设计三个档位:两个前进 档和一个空档?变速箱采用齿轮+链条传动方案,发动机与变速箱之间选 i<WP=7> 用窄V型皮带传输动力,各档传动路线: I档作业时的传动路线:发动机一皮带轮一主动轴I一齿轮2一齿轮 3一齿轮4一齿轮1一链轮l/- - 链轮3/一链轮2/--链轮4/一驱动轴IV(地 轮),总传动比为i总=il·i2·i3·i4·i5,行走速度为1.9- 3Km/h,主要用于 行走和田间作业? II档作业时的传动路线:发动机一皮带轮一主动轴I一齿轮2一离合 器接合一链轮1/一链轮3L链轮2/一链轮4/一驱动轴Ⅳ(地轮),总传动 比为I总= il·i4·i5,行走速度为14- 18Km/h,主要用于运输作业? 空档作业时,牙嵌式离合器分离,齿轮2与齿轮3不啮合,主动轴I 空转,动力被切断? 3.主要技术参数 作业速度: v=1.7～2.5km/h 轮 距: 35- 65cm(可调) 工作幅宽: 30～90cm(可调) 断根深度: 10～12cm 工作部件: 断根铲?断根刀 配套动力: QCl70柴油机 最大功率:4.04kw 标定转速: 2600rpm 标定功率: 3.68Kw 长×宽×高: 1600mm×700mm×900mm 4.试验结果 (1)平均耕深10.6cm,耕深变异系数8.7%,断根后地表平整,无 翻土压伤麦苗现象,土壤合拢较好,机器直线行走性好,纯小时生产率为 0.312公顷/小时? (2)机械断根比对照增产9.96～11.41%,三种断根方式对小麦产量的 影响基本一致,锄铲+刀片伤根最重,比对照产量平均增加11.41%,每公 顷增加产量822.4公斤(每亩54.83公斤)?