圓盤耙式甘蔗中耕培土機施肥裝置傳動機構淺析

鄧志達

【摘 要】甘蔗種植全程機械化是提高生產效率，減輕甘蔗種植田間管理人員生產勞動強度，以及保證甘蔗增產增收的主要舉措。甘蔗中耕培土是甘蔗種植田間管理的一道必不可少的工序，甘蔗中耕培土機應運而生，能夠完成深松、開溝、施肥、培土等甘蔗種植的作業(yè)環(huán)節(jié)。施肥裝置是甘蔗中耕培土機的重要組成部分，良好的施肥效果與施肥裝置傳動機構可靠性密不可分;連續(xù)的、可靠的、高效的動力傳輸，能保證施肥裝置減速機正常地運轉，實現(xiàn)良好的施肥效果，達到甘蔗種植農藝要求。

【關鍵詞】甘蔗;田間管理;培土;施肥;機械式傳動;液壓式傳動

【中圖分類號】S223 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）08-0068-03

廣西是全國甘蔗生產主要產地，甘蔗全程機械化生產是提高生產效率，減輕甘蔗種植田間管理人員生產勞動強度，以及保證甘蔗增產增收的主要舉措。甘蔗中耕培土機作為甘蔗生產田間管理機械，能完成甘蔗種植培土農藝環(huán)節(jié)的深松、開溝、施肥、培土等一系列農藝作業(yè)，在甘蔗全程機械化生產田間管理中起著重要的作用。

目前，廣西各大甘蔗種植基地投入耕培土作業(yè)田間管理的主要有兩種甘蔗中耕培土機：旋耕式甘蔗中耕培土機和圓盤耙式甘蔗中耕培土機。各甘蔗種植基地根據(jù)甘蔗地塊的大小、中耕培土地質、地形條件所配置的拖拉機及甘蔗中耕培土機的機型都不相同、班產中耕作業(yè)完成的任務量也不同，一般班產在2～4.67 hm2（30～70畝），但無論如何，這都大大提高了甘蔗中耕培土的效率，減輕了甘蔗種植田間管理人員的勞動強度。

旋耕式甘蔗中耕培機土主要由機架、傳動軸、主減速器、二級傳動減速箱、旋耕機構、培土犁、施肥裝置組成。工作動力傳動路線如下：拖拉機動力輸出→傳動軸→主減速器→二級傳動減速箱→旋耕刀軸→旋耕刀。通過旋耕刀旋轉打碎蔗田泥土并通過旋耕刀后面的培土犁進行培土，同時通過鏈輪及鏈條帶動施肥裝置進行施肥作業(yè)，完成深松、開溝、施肥、培土一系列農藝工序。旋耕式甘蔗中耕培土機針對土質較硬的蔗田進行培土效果較好，得到廣大甘蔗種植管理人員的認可。

圓盤耙式甘蔗中耕培土機由機架總成、前后圓盤耙總成、施肥裝置、減速機構等部件組成。工作時，拖拉機拖動機架運動，機架帶動前后圓盤耙總成轉動，其中前圓盤耙總成完成深松、開溝工序，后圓盤耙總成完成培土工序。與此同時，拖拉機輸出的動力通過機械傳動或者液壓傳動的方式驅動施肥裝置工作，完成施肥工序。針對土質較松的蔗田進行培土，圓盤耙式甘蔗中耕培土機相對旋耕式的工作效率高20%～25%，而且效果好。但對于土質較硬的蔗田進行培土，其培土深度及效果不如旋耕式甘蔗中耕培機。

上述兩種甘蔗中耕培土機中，旋耕式甘蔗中耕培土機施肥裝置的傳動機構一般都是機械式鏈條傳動，而圓盤耙式甘蔗中耕培土機因施肥裝置的傳動機構的不同，又分為機械式萬向傳動軸傳動機構和液壓傳動機構兩種形式。本文著重對圓盤耙式甘蔗中耕培土機施肥裝置的傳動機構的各自特點進行介紹和研究。

1 圓盤耙式甘蔗中耕培土機施肥裝置機械式萬向傳動軸傳動機構

（1）圓盤耙式甘蔗中耕培土機施肥裝置機械式萬向傳動軸傳動機構主要由傳動軸、二級傳動軸、減速機等零部件組成（如圖1所示）。其傳動路線如下：拖拉機動力輸出→一級傳動軸→花鍵軸連接座→二級傳動軸→減速機→肥料盤。通過傳動軸兩級等速動力傳動，把拖拉機輸出動力傳至減速機，并通過減速機比為60∶1的減速來驅動肥料盤轉動工作，實現(xiàn)施肥作業(yè)工序。假設拖拉機以1 000 r/min輸出動力，通過一、二級傳動軸等速傳動，將動力傳輸給減速機，由于兩級等速動力傳動，減速機所獲得的轉速也是1 000 r/min，通過60∶1減速機的減速，減速機以16.67 r/min的動力輸出速度驅動肥料盤旋轉，進行施肥作業(yè)。

（2）機械式萬向傳動軸傳動機構的優(yōu)點：①結構簡單，傳動效率高，工作性能可靠，維修方便。②施肥效果好，省肥料，施肥量可以根據(jù)拖拉機行駛速度的快慢自動調整。由于甘蔗地形的原因，拖拉機行駛的速度會時快時慢，拖拉機行駛速度快時，動力輸出軸轉速就會變快，因為機械式萬向傳動軸傳動是等速傳動，所以通過一、二級傳動軸傳至肥料盤減速機轉速也會隨之變快，減速機帶動肥料盤，施肥量自動增大;反之，如果拖拉機行駛速度慢時，施肥量則自動減少;所以拖拉機行駛速度快慢，該傳動機構都可以匹配的傳動速度來驅動肥料盤工作，以合適的施肥量進行蔗田施肥，避免因肥料盤轉速一致而造成施肥量過大，減少了用戶農業(yè)生產資料的投入，提高了效益。③制造及安裝工藝簡單、容易維護、制造成本低。該傳動機構采用萬向傳動軸，安裝時對同軸度要求不高，只要安裝緊固，日常按時加注潤滑脂維護即可。

（3）機械式萬向傳動軸傳動機構的缺點：①中耕培土機提升的高度有限。由于拖拉機與中耕培土機是通過一級傳動軸連接，屬于剛性連接，而且萬向傳動軸變形極限有限，因此中耕培土機在田間地頭調頭需要提升，遇到有較深的溝坎的情況時，會因整機提升高度不足，造成機體碰到溝坎，必須進行二次調頭，影響了工作效率。②一級傳動軸會因機手不按操作規(guī)范操作而斷裂。拖拉機與中耕培土機聯(lián)合體在田間地頭調頭時，由于蔗田地頭調頭空間有限，需要提升中耕培土機的高度，進行此項操作時，必須切斷拖拉機輸出動力，然后才能提升培土機的高度進行調頭動作;之所以要這么操作，是因為拖拉機與中耕培土機是通過一級傳動軸連接，如果在沒有切斷拖拉機輸出動力的情況下提升中耕培土機，一級傳動軸仍在高速轉動，一級傳動軸中的“十”字軸隨著中耕培土機體的提升變形，產生強大的側向力而使傳動軸斷裂。因此，操作機手必須嚴格按照操作規(guī)范操作。但是由于機手操作疏忽的原因，特別是新機手，未切斷拖拉機輸出動力就進行提升中耕培土機的高度，實施田間調頭動作，難免造成一級傳動軸斷裂損壞設備事故。

2 圓盤耙式甘蔗中耕培土機施肥裝置液壓式傳動機構

（1）圓盤耙式甘蔗中耕培土機施肥裝置液壓式傳動機構主要由減速機、擺線液壓馬達、聯(lián)軸器、液壓油管組成（如圖2所示）。其傳動路線如下：拖拉機液壓動力輸出→液壓油管→擺線液壓馬達→聯(lián)軸器→減速機→肥料盤。中耕培土機通過快速接頭、液壓油管與拖拉機液壓輸出接頭連接，進行培土施肥作業(yè)時，操縱拖拉機主機上的液壓換向閥，高壓液壓油通過液壓油管驅動擺線液壓馬達（排量為32 mL/r，最大扭矩為64 N·m尚可帶動重載時的肥料盤）轉動，并經過聯(lián)軸器，動力作用于減速器，并通過減速器比為60∶1的減速來驅動肥料盤轉動工作，實現(xiàn)施肥作業(yè)工序。假設拖拉機以1 000 r/min驅動拖拉機液壓齒輪泵，齒輪泵排量為16 mL/r，液壓馬達的輸出轉速為500 r/min（16×1 000/32），通過聯(lián)軸器，減速機所獲得的轉速是500 r/min，通過60∶1減速機的減速，減速機以8.33 r/min的動力輸出速度驅動肥料盤旋轉，進行施肥作業(yè)。

（2）液壓式傳動機構的優(yōu)點：①結構簡單，工作性能可靠，維修方便。②簡化操作程序，提高設備工作的安全性，降低設備機械故障率。由于拖拉機與中耕培土機動力是通過液壓油管連接，即柔性連接，液壓油管可以上下、前后、左右任意延伸擺動，所以拖拉機與培土機聯(lián)合體在田間地頭調頭時，不用切斷拖拉機輸出動力即可提升中耕培土機的高度進行調頭動作，完全解決了機械式萬向傳動軸傳動因機手（特別是新機手）疏忽大意或不按操作規(guī)范操作而造成損壞一級傳動軸的問題。③提高了中耕培土機在田間地頭的高度，解決了中耕培土機施肥裝置機械傳動中存在的提升高度有限，以及在田間地頭有較深的溝坎時，由于提升高度不足導致溝坎碰到機體的問題，同時也提高了整機在田間地頭調頭的工作效率。

（3）液壓式傳動機構的缺點：①零件制作要求高。液壓馬達安裝支座制作要求精度高，該零件是焊接件，焊后必須校正，保證工件座板水平和垂直度。②安裝工藝要求較高。液壓馬達輸出軸通過聯(lián)軸器與肥料盤減速機輸入軸連接，安裝時必須保證其同軸度不能大于0.8 mm，超出時必須進行調整。③傳動效率低，增加拖拉機油耗和生產成本。與機械萬向傳動軸傳動對比，同樣是拖拉機以1 000 r/min的轉速傳動，機械式傳動時減速機以16.67 r/min的動力輸出速度驅動肥料盤工作，而液壓傳動時減速機則以8.33 r/min的動力輸出速度驅動肥料盤工作，傳動效率比機械萬向軸傳動轉速慢，所以為保證施肥效果，必須增大轉速，導致增加拖拉機油耗和生產成本。

3 結語

本文通過圓盤耙式甘蔗中耕培土機施肥裝置兩種傳動機構（機械式萬向傳動軸傳動機構和液壓式傳動機構）的對比研究發(fā)現(xiàn)，它們都各有特點、利弊。廣大用戶應根據(jù)自身及當?shù)氐膶嶋H生產情況，選擇使用合適的機器設備、維護設備，從而減少生產成本投入，最大限度地降低勞動強度，以獲得最大的效益。

參 考 文 獻

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[責任編輯：鐘聲賢]