深松铲式深松、铺管、施肥一体化设备设计

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深松铲式深松、铺管、施肥一体化设备设计

引言

深松是用深松铲或凿形犁等松土农具不翻转土层而疏松土壤的一种深耕方法。深松整地是土壤

耕作的重要内容之一，也是农业生产过程中经常采用的增产技术，能为作物的播种发芽、生长

发育提供良好的土壤环境。渗灌技术因具有节水、可实现定量实时施肥等优点，深受农民欢

迎。例如，在玉米种植中采用地下渗灌技术，通过人工控制水源，可随时满足玉米各生育阶段

对水肥的需求，具有显着的节水、节肥、省工、增产等特点;但人工铺设渗灌管劳动强度大，

铺设深度难以保证。现有铺设渗灌管的铺管机的作业方式都是首先在地表挖出一条管沟，然后

铺管，最后覆土镇压。这类铺管机存在诸多缺点，如能耗大、结构复杂及对土壤扰动大等。应

用化肥深施技术，可以减少化肥的损失，提高化肥利用率，提高作物产量，减少化肥对环境的

污染。资料显示: 碳酸氢铵表施 5 天后，氮素损失 13 ．8% ; 深施入土 7cm，5 天后氮素仅损失

0 ．88% 。中国农业科学院土壤肥料研究所试验表明: 碳酸氢铵、尿素深施到地表以下 6 ～

10cm 的土层中，比表面撒施氮肥当季利用率由 27% 、37% 分别提高到 58% 、50% ，深施比

表施利用率相对提高 15% 和35% 。化肥深施可促使根系向下扎，扩大根系生长量，增强作物

吸收水分、养分的能力，显着提高作物产量。化肥深施不仅提高了化肥利用率，减少了挥发和

流失渗漏，而且能够大大地减少对生态环境的污染。为此，课题组结合深松、渗灌、施肥的技

术要求，设计了一种深松铲式深松、铺管、施肥一体化设备。

1 整机设计方案

按照机械化保护性耕作的技术要求，实现少动土、机具少进地和复式作业，机具设计为一次进

地完成深松、铺管、施肥作业的模式。考虑到渗灌管铺设要求及动力配置，采用全层土壤间隔

深松方式，即工作部件采用一定间隔横向布置。作业时，两深松铲间深层的前行使两铲间土壤

得到了部分松动，形成实虚并存的土壤结构。虚部土壤由板结型变为疏松型，增加透气、透水

性能，有利于微生物活动;实部土壤透气性差，有利于土壤腐殖化。

深松铲上通过连接固定块焊接有铺设渗灌管的导管圆管，导管圆管上有用来固定施肥铲的固定

板，三者结合形成本文自主设计的深松、铺管、施肥一体铲，铺管深度与施肥深度可调。深松

铲尖采用凿形深松铲尖，阻力小，不打乱耕作层，不破坏土壤团粒结构，有利于农作物的根系

发育。凿形铲的宽度很窄，它利用铲尖对土壤作用过程中产生的扇形松土区来保证松土宽度，

对土壤的搅动比较少。

2 整机介绍

深松、深铺渗灌管、施肥复合作业机主要包括机架、深松部分、铺管部分和施肥部分，把这些

部分按照设计的工作原理组合在一起，就构成了本文设计的机具，如图1 所示。根据不同的动

力配套，每次作业可以完成的幅宽不一样，铺管行数也不一样。根据不同的农业作业要求，也

可以把施肥部分拆卸，单独完成深松、铺管作业。根据空间分布，本设计采用了前面两行分布

在两侧、后面一行在中间的方式。实际应用时，根据行数、管间距、空间分布状况等，可合理

选择装配位置，装配后应保证各部件运动不发生干涉，动力分布合理。

3 工作原理

本设备主要由 4 部分组成，包括机架、土壤深松设备、铺管机构和施肥机构。在深松的同时把

渗灌管铺到犁底层，同时完成一定深度的施肥作业。具体工作过程如下:在深松铲上加装引导

渗灌管的导管圆管，在机架上加装支撑渗灌管管盘的管盘支架; 管盘支架用U 型螺栓固定在机

架上，固定位置可调，管盘安装在管盘支架的管盘轴上，管盘轴上有限位孔，保证管盘不轴向

移动。深松铲入土前把渗灌管从固定在深松铲上的导管圆管中穿出来，深松铲入土前需要用手

拉住或者把渗灌管固定，待入土铺设一定长度后因土壤阻力而放开。在拖拉机牵引下深松铲向

前运动，渗灌管管盘在管盘支架的管盘轴上随动旋转，渗灌管源源不断地铺设到犁底层。施肥

箱安装在机架上的施肥箱支架上，高度要保证排肥通畅。地轮驱动部分用 U 型螺栓固定在机架

上，通过锥齿轮传动把地轮的动力传递到中间传动轴，再通过中间传动轴上的链轮、链条传

动，把动力传递到施肥箱动力输入轴，带动排肥器转动。施肥铲采用上部中空、下部带有铲尖

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深松铲式深松、铺管、施肥一体化设备设计引言深松是用深松铲或凿形犁等松土农具不翻转土层而疏松土壤的一种深耕方法。深松整地是土壤耕作的重要内容之一，也是农业生产过程中经常采用的增产技术，能为作物的播种发芽、生长发育提供良好的土壤环境。渗灌技术因具有节水、可实现定量实时施肥等优点，深受农民欢迎。例如，在玉米种植中采用地下渗灌技术，通过人工控制水源，可随时满足玉米各生育阶段对水肥的需求，具有显着的节水、节肥、省工、增产等特点;但人工铺设渗灌管劳动强度大，铺设深度难以保证。现有铺设渗灌管的铺管机的作业方式都是首先在地表挖出一条管沟，然后铺管，最后覆土镇压。这类铺管机存在诸多缺点，如能耗大、结构复杂及对土...

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