CN102090167A - 秸秆覆盖联合旋播机 - Google Patents

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秸秆覆盖联合旋播机,涉及秸秆还田、旋耕和播种机械技术领域,秸秆粉碎装置的出秸口设置有导流罩,出秸口即导流罩的进口,导流罩设置于机壳下,导流罩的出口设置于整机后部;秸秆通过导流罩被导向整机后部。进一步:所述秸秆粉碎装置为两个,次粉碎装置与主粉碎装置转向相同、相互配合,主粉碎装置将秸秆粉碎后抛至次粉碎装置进行第二次粉碎;在次粉碎装置出秸口,设置有导流罩;所述秸秆粉碎装置后部设置,还包括犁铲装置、筑埂装置、旋耕装置、播种装置、刮土装置、覆土镇压装置之一或之二或之三或之四或之五或全部。本发明的有益效果是:把多个农业生产程序一次完成,工作效率高,可省工省时节能;实现了农机和耕作模式的一次跨越。

Description

秸秆覆盖联合旋播机
技术领域
本发明涉及农业机械技术领域,进一步是秸秆还田机、旋耕和播种机技术领域,尤其是兼具秸秆还田、旋耕和播种作用的一体化农机。
背景技术
“三农”问题一直是国家重视解决的问题。目前由于农业机械及耕作模式的陈旧,农业作业成本仍高居不下,仅秋季小麦播种这一季耕作费就需100多元!它包括秸秆还田两遍、旋耕两遍、播种一遍,共需5次。这5次拖拉机需做大量的无效功,特别是第二次旋耕和播种,两三吨重的拖拉机在30厘米左右的悬土中行走,其自身消耗就需15-20马力左右,七八十厘米幅宽的轮子把悬土轧实,而后面的旋耕机还得再耗费动力旋起来,这近三分之一的动力就白白浪费掉。再说播种,一个20马力左右的小型拖拉机挂上播种机,在30厘米左右深的悬土中行走,不干活,都感到特别费劲。
自从我国推广秸秆还田以来,秸秆还田的面积迅速扩大普及,但是由于秸秆粉碎在耕作之前,它存在着明显的缺陷:秸秆还田后,田地里覆盖厚厚一层秸秆,对犁、耙地造成堵塞,严重影响精耕细作,使农民非常头痛。同时,秸秆对旋耕刀的入土产生很大阻力,秸秆掺入土壤以后,致使旋耕功率增大,旋耕质量下降。旋耕后地表往往还残存大量秸秆,这对播种也有影响,造成堵塞、漏播时有发生,致使缺苗断垄。秸秆旋入土壤后把土壤架空,造成跑风漏气,致使苗死苗弱。这是播种量不断增加的主要原因,一些地方的小麦的播种量已从10千克左右,增加到20千克左右甚至更高。
现在市场上销售的秸秆还田机和旋耕机单机工作效率低。据市场调查,现在市场上的秸秆还田机,都是以提高转速来提高粉碎效果的。可这样一来,拖拉机消耗功率也越来越大了,综合成本也提高了不少。然而靠单一提高转速,却要消耗很大动力,使刀片和多种旋转部件的造成较大磨损。
现有的秸秆还田机的粉碎形式,大多是靠刀片对秸秆进行击打、撕扯、揉搓来完成的,其消耗功率相当大的。为改变提供更为省力的粉碎方式,有人选择切碎。但是,市场上的大多数秸秆粉碎机所谓的切碎,其效果并不好。因为安装的定刀有5-6毫米厚且没有刀刃,对切碎秸秆起不到多大作用。即使有的厂家安装刀片,但由于刀片较短、切割面小,很快就被磨钝。由于用户追求速度没时间更换刀片,也同样失去切碎的意义。而且在安装位置形成一个台阶,极易粘接泥土,严重影响粉碎效果,增加能耗,大大降低粉碎效果。
一些设备形成的动能白白的浪费。这点可从下面两组数字说明。其一,是秸秆粉碎。每亩地的鲜秸秆量按4000千克计算,前季小麦秸秆还有被旋耕机吸进去的泥土总算旋耕机的抛射量不低于5000千克/亩。秸秆粉机的旋转直径按530毫米计算,转速按2200转/分钟,它的抛射速度是61米/秒。一个53千瓦的拖拉机工作效率按每小时12亩地(按工作面积计算),它的吞吐抛射量约为16.6千克/秒。作业一小时,被抛射秸秆所具有的动能约为31千瓦时。
其二是旋耕。旋耕机的功率消耗主要有旋耕机刀片切削土壤、抛掷土垡、推动旋耕机前进、克服土壤水平反力的功率消耗。其中切削土壤、抛掷土垡占功率消耗的70-80﹪,20-30%转换成旋耕机的前进推力。现在再计算一下被抛掷土垡所具有的动能;旋耕机刀辊600毫米、刀辊转速280转/分,土垡的抛射线速度是17.6米/秒;机组前进速度0.45米/秒、耕深15厘米、耕作幅宽2米、土壤密度1.7吨/立方米(低粘性土), 抛射量为229.5千克/秒。作业一小时,被抛掷土垡所具有的动能约为35.54千瓦时。
综上所述,研究充分利用设备的动能,对设备进行整合,有积极的意义。特别是在提高效率降低碳排量的社会大潮下,研究开发新型农机,更是一种社会责任,同时也是一个难得的商机。
随着我国农机补贴政策的大力推进,大中型拖拉机已逐步普及,走进了千家万户,为大型配套农机的研发推广奠定基础。而农机合作社的迅速发展和壮大促使土地流转,使耕地大面积规模化、集约化种植成为可能。农村大量剩余劳动力的转移,造成农村劳动力的紧缺和劳动力的升值,特别是近年来燃油价格的提高,使农民的耕种成本大幅度提高,这为新型高效农机的推广创造了条件。
发明内容                 
本发明的目的在于提供一种秸秆覆盖联合旋播机,它把复杂的小麦种植过程简单化,实现秸秆还田、旋耕、施肥、播种一次完成,可降低生产成本和农民的劳动强度,结构紧凑,节省动力,可提高生产效率。
本发明的目的是通过以下方案实现的:秸秆覆盖联合旋播机,包括牵引杆、机壳、秸秆粉碎装置,其特征在于:秸秆粉碎装置的出秸口设置有导流罩,出秸口即导流罩的进口,导流罩设置于机壳下,导流罩的出口设置于整机后部;秸秆通过导流罩被导向整机后部。
本发明还可进一步通过以下方案实现:
所述的秸秆粉碎装置为两个,即主粉碎装置与次粉碎装置,次粉碎装置与主粉碎装置转向相同、相互配合,主粉碎装置将秸秆粉碎后导至主粉碎装置与次粉碎装置间,经次粉碎装置与主粉碎装置相向运动,配合剪切,进行第二次粉碎;在次粉碎装置出秸口,设置有导流罩。
所述的次粉碎装置置于主粉碎装置的前部。也可以根据需要将次粉碎装置置于主粉碎装置的后部。
所述的秸秆粉碎装置后部,还设置包括犁铲装置、筑埂装置、旋耕装置、播种装置、刮土装置、覆土镇压装置之一或之二或之三或之四或之五或全部,设置全部时,可由前至后依次排列,即秸秆粉碎装置、犁铲装置、筑埂装置、旋耕装置、播种装置、刮土装置、覆土镇压装置;也可按其它次序排列,如秸秆粉碎装置、筑埂装置、犁铲装置、旋耕装置、播种装置、刮土装置、覆土镇压。
所述的秸秆粉碎装置后部设置犁铲装置,犁铲装置后部设置有旋耕装置,旋耕装置后设置有播种装置。
所述的犁铲装置的犁腿为空心管,通过该空心管可施肥,该空心管上部通过软管连接肥料箱。犁腿设置为椭圆形或前尖的“O”字形,以减小土壤的阻力。
所述的筑埂装置设置于大侧板上,通常仅在一侧设置一个,也可在两侧各设置一个。
将导流罩的出口设置于所述覆土镇压装置(镇压地轮)的上方,包括正上方,前上方、后上方。也可以根据需要设置于镇压地轮的前方或后方。
所述的旋耕装置有两个,即主旋耕装置与次旋耕装置,次旋耕装置与主旋耕装置同向转动、相互配合,主旋耕装置将破碎后的土块抛至次旋耕装置,进行第二次破碎。
所述的次旋耕装置置于主旋耕装置后部;次旋耕装置的结构是,碎土笼轴上固定有碎土笼撑,在碎土笼撑上固定有齿片。
所述的次旋耕装置一侧的链轮,通过链条连接动能回收辊上的链轮,动能回收辊上的链轮设置于动能回收辊的一侧,动能回收辊设置于导流罩出口处。
本发明中,有三大创新点:其一,是秸秆还田机部分,即形成新的联动秸秆还田机。它是在传统秸秆还田机的基础上,增加粉碎定刀组和动能回收辊。它的工作原理是:由秸秆还田机主轴把秸秆进行初步粉碎后,抛射至旋转定刀处进行二次切碎,然后秸秆流经导流罩被抛射到出口处,推动安装的动能回收辊外切面,使之转动起来,把高速秸秆流所具备的动能,转换成机械能二次推动主动轴工作,可提高效率。
由于旋转定刀的安装在粉碎室外,只有刀刃伸进粉碎室内,所以刀盘(刀片)可以做得足够大,可以满足工作要求。刀盘(刀片)采用优质锯齿型剪切刀盘(刀片),锋利无比。刀盘(刀片)高速旋转,和主轴抛射过来的秸秆流呈相对运动,它的线速度可以达到80米/秒左右。又由于旋转定刀安装在粉碎室外,不形成安装台阶,更不易粘接泥土。所以它的切碎效果会更好,而且还节省动力。
其二,是旋耕机部分,即形成联动旋耕机。该部分是在传统旋耕机的前部加装犁铲。犁铲利用旋耕机工作时产生的强大前进推力工作,实现深松,犁铲还可以作为肥料分层深施器具。犁铲的安装可以显著提高总功率。
然后,在旋耕机后面土壤抛射口处安装动力转换辊,动力转换辊是由很多齿组成,当旋耕轴高速抛射出的土块撞击动力转换辊外切面的齿时形成二次粉碎,同时产生推力推动转换辊转动起来,把被抛掷土垡所储备的动能转换成机械能。此处可以产生动力二次推动旋耕轴工作。犁铲与旋耕机配合,实现了深松浅耕。
其三,是多功能机构的整机组合,即形成秸秆覆盖联合旋播机。它是由增益联动秸秆还田机把秸秆粉碎和二次切碎,然后经导流罩把秸秆喷射到旋耕过且播过种的地面,在导流罩的下方的空间中,装置联动旋耕机和施肥播种机。旋耕机和播种机在没有秸秆的干净地面工作,旋耕刀对地的旋切阻力大大降低,播种机的阻力也大大下降;因而总体能耗会大大降低。由于秸秆完全没有掺入土壤,而是全部覆盖在播种后的地面。秸秆覆盖在地表还有很多好处:首先秸秆粉碎后,自身含有大量水分下渗,以保障小麦种子生根发芽;其次可防止土壤水分蒸发,能起到增温保墒的作用,还能防风固沙起到环保作用,而且有一定的灭草作用。特别适用于风沙、干旱严重的大西北地区。据有关国家农技部门推广报道和多年农业生产经验,地表秸秆覆盖可减少单季灌溉1-2次。特别是小麦播种后的冬春季节,风特别多,地表裸露,土壤水分很快就被刮干,极易造成麦苗被冻死。所以该机的推广对降低农民劳动强度、赶农时促早种,保苗增产起到积极作用。
综上,本发明具有以下显著效果:1、它是将秸秆还田机、旋耕机、犁铲和施肥播种机等,采用全新设计有机的结合起来的全新机型,结构紧凑,所起的作用是1+1大于2的结合,具有协同增效作用,综合成本和能耗远远小于单机之和,综合能耗大大降低。2、能完成单机作业无法完成的农艺种植要求,把原来多次完成的农业生产程序一次完成,工作效率大幅提高,赶农时,特别适用于我国干旱和半干旱地区推广使用。3、实现了无效动能的再利用。4、秸秆覆盖能起到增温保墒灭草的作用,有利于农作物的生长。本发明的研发,实现了农机的一次跨越,并可开创一种全新的农业耕作模式。经济效益和社会效益非常显著。
附图说明
图1是本发明结构示意图;
图2是本发明图1的仰视图;
图3是本发明动能回收辊示意图;
图4是本发明动力转换辊示意图。
图中,各标号的含义是:1为主动轮,2为粉碎轴轮,3为粉碎定刀组,4为导流罩,5为施肥播种箱,6为施肥播种箱驱动链轮,7为大侧板,8为播种耧耧脚,9为动能回收辊链轮,10为动能回收辊,101为凸起,11为镇压地轮,12为镇压地轮链轮,13为刮土装置,14为动力转换辊,15为动力转换辊链轮,16为旋耕刀,17为旋耕刀驱动链轮,18为犁铲,19为筑埂犁,20为碎土笼撑,21为碎土笼轴,22为齿片。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例:如图1-4所示,秸秆覆盖联合旋播机,机壳固定于两侧的大侧板7上,机壳下紧贴着导流罩4,导流罩4为弧形通道,该弧形通道的宽度与机壳的宽度大体相同,导流罩4的出口宽度可以与机壳的宽度大体相同,也可以为机壳宽度的四分之三、二分之一或四分之一;出口可以是一个整体,也可以是分为几个;主动轮1、增益联动秸秆还田机粉碎轴轮2、粉碎定刀组3(即前述的次粉碎装置)、动能回收辊10、动力转换辊14、旋耕刀16等,通过相应的轴及轴承固定于大侧板7上;导流罩4、施肥播种箱5(可分为施肥箱与播种箱)、播种耧耧脚8(若干个)、镇压地轮11(若干个)、刮土装置13、犁铲18(若干个),筑埂犁19(1-2个)等,均直接安装固定或通过横梁安装固定在大侧板7上。其中:
动力传动机构带动主动轮1,主动轮1通过皮带或链条连接增益联动秸秆还田机的粉碎轴轮2,粉碎轴轮2带动同轴的粉碎动刀组(即前述的主粉碎装置);同时,主动轮1通过皮带或链条连接粉碎定刀组3(名称是按传统意义上的定刀而言,在本发明中,已形成一组新“动”刀),粉碎定刀组3与粉碎动刀组转向相同、相互配合,粉碎动刀组将秸秆粉碎后抛至粉碎动刀组与粉碎定刀组3间,此间,粉碎定刀组3与粉碎动刀组相向运动,配合剪切,进行第二次粉碎。
粉碎轴轮2和粉碎定刀组3上方设置有导流罩4的进口,粉碎轴轮2和粉碎定刀组3后方设置有施肥播种箱5,施肥播种箱5上设置有驱动链轮6,驱动链轮6通过链条连接镇压地轮链轮12,镇压地轮链轮12固定于镇压地轮11的一侧,镇压地轮11前部设置有刮土装置13,刮土装置13用于控制土地的平整度;刮土装置13前部设置有播种耧耧脚8。
导流罩4末端部设置有动能回收辊10,动能回收辊10的一侧设置有动能回收辊链轮9,动能回收辊链轮9通过链条连接动力转换辊链轮15,动力转换辊链轮15设置于动力转换辊14的一侧。动能回收辊10的结构如图3所示,动能回收辊10的辊表面沿辊轴轴向均匀分布若干凸起101。
动能回收辊10用于将秸秆运动能量回收利用。秸秆从导流罩4出口喷出时,冲击凸起101,带动动能回收辊10的转动,动能回收辊10带动设置于其一侧的动能回收辊链轮9,动能回收辊链轮9通过链条带动动力转换辊链轮15,动力转换辊链轮15带动同轴的动力转换辊14(即前述的次旋耕装置),从而实现秸秆动能的回收利用。
动力转换辊链轮15还通过链条,连接设置于其前部的旋耕刀驱动链轮17(旋耕刀驱动链轮17通过链条或皮带连接本机的动力传动机构,依靠动力传动机构传输的动力工作;也可直接连接于主动轮1上),并由旋耕刀驱动链轮17带动动力转换辊链轮15;旋耕刀驱动链轮17设置于旋耕刀16(即前述的主旋耕装置)的一侧,驱动链轮17带动同轴旋耕刀16转动;除链条带动外,旋耕刀16抛出的土块冲击动力转换辊14的下后部,带动动力转换滚14的转动,并进行第二次破碎。动力转换辊14的结构如图3所示,碎土笼轴21上固定有碎土笼撑20,在碎土笼撑20上固定有齿片22。
旋耕刀16与动力转换辊14设定为不同的转速和线速,旋耕刀16转速明显高于动力转换辊14,用以充分回收利用秸秆动能,一般来说,旋耕刀16的转速可设定为动力转换辊14的2-6倍,或将旋耕刀16的线速设定为动力转换辊14的3-9倍;秸秆动能的回收利用,还可使动力转换辊14反作用于旋耕刀16,从而减轻旋耕刀16的动力消耗。
旋耕刀16的前部设置有犁铲18,犁铲18用于深松土地,犁铲18的犁腿设置为纵向的椭圆形或前尖的“O”字形,以减小土壤的阻力。犁铲18腿为空心管,管口上端通过管道(软管)连接施肥播种箱5;犁铲18与旋耕刀16配合,实现了深松浅耕。
在大侧板7上可设置有筑埂犁19(在一侧的大侧板7上设置一个,或在两侧的大侧板7上各设置一个);筑埂犁19用于筑埂。
本发明的导流罩4出口可设置于镇压地轮11的上方,这样,喷出的秸秆受镇压地轮11的遮挡而分散于播种带两侧,既不影响出苗,又用于保墒。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.秸秆覆盖联合旋播机,包括牵引杆、机壳、秸秆粉碎装置,其特征在于:秸秆粉碎装置的出秸口设置有导流罩,出秸口即导流罩的进口,导流罩设置于机壳下,导流罩的出口设置于整机后部;秸秆通过导流罩被导向整机后部。
2.根据权利要求1所述的秸秆覆盖联合旋播机,其特征在于:所述的秸秆粉碎装置为两个,次粉碎装置与主粉碎装置转向相同、相互配合,主粉碎装置将秸秆粉碎后导至主粉碎装置与次粉碎装置间,经次粉碎装置与主粉碎装置相向运动,配合剪切,进行第二次粉碎;在次粉碎装置出秸口,设置有导流罩。
3.根据权利要求2所述的秸秆覆盖联合旋播机,其特征在于:所述的次粉碎装置置于主粉碎装置的前部。
4.根据权利要求1或2所述的秸秆覆盖联合旋播机,其特征在于:所述的秸秆粉碎装置后部,还设置包括犁铲装置、筑埂装置、旋耕装置、播种装置、刮土装置、覆土镇压装置之一或之二或之三或之四或之五或全部。
5.根据权利要求1或2所述的秸秆覆盖联合旋播机,其特征在于:所述的秸秆粉碎装置后部设置犁铲装置,犁铲装置后部设置有旋耕装置,旋耕装置后设置有播种装置。
6.根据权利要求4所述的秸秆覆盖联合旋播机,其特征在于:所述的犁铲装置的犁腿为空心管,通过该空心管可施肥,该空心管上部通过软管连接肥料箱。
7.根据权利要求4所述的秸秆覆盖联合旋播机,其特征在于:将导流罩的出口设置于所述覆土镇压装置的上方。
8.根据权利要求4所述的秸秆覆盖联合旋播机,其特征在于:所述的旋耕装置有两个,次旋耕装置与主旋耕装置同向转动、相互配合,主旋耕装置将破碎后的土块抛至次旋耕装置,进行第二次破碎。
9.根据权利要求8所述的秸秆覆盖联合旋播机,其特征在于:所述的次旋耕装置置于主旋耕装置后部;次旋耕装置的结构是,碎土笼轴上固定有碎土笼撑,在碎土笼撑上固定有齿片。
10.根据权利要求8或9所述的秸秆覆盖联合旋播机,其特征在于:所述的次旋耕装置一侧的链轮,通过链条连接动能回收辊上的链轮,动能回收辊上的链轮设置于动能回收辊的一侧,动能回收辊设置于导流罩出口处。
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