小型耕作松土機械的設計與分析

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1研究背景

松土是農業工程中一個必不可少的部分，在大棚松土作業中種植農作物總是要把土地弄得濕潤松軟，這樣有利于種子的生長，不同的松土工具有不同的長處，在給小面積種植的低矮灌木植物松土時，大型的松土設備并不會特別適用，根據大棚內農作物的生長分布情況，大棚內部空間狹窄，結構復雜的松土機材并不適用，為此我們設計研究了一款適用于大棚內環境作業的松土機方案，改善松土機夾帶石塊，農作物根系纏繞，松土深度單一等諸多問題。達到節省成本，結構簡單，易用操作，降低人力等目的，使其符合現階段大棚種植的需求[1]。

2設計思路

1）設計需滿足大棚農作物對松土深度的要求，并適用于大棚作業空間條件，盡可能減小結構尺寸，提升機體靈活性，對棘輪要求不纏繞農作物根系，石塊，提高工作效率。2）根據大棚農作物對松土深度要求不同，相應應該在松土機安裝可調節裝置，并能適應土地起伏坡度，保證松土時機機工作正常，機架高度合理，減少人力，滿足在大棚農作物間行駛的通過性。3）動力源為發動機，考慮其轉速過大，應安裝減速機降低棘輪旋轉速度，達到破碎板結土壤，并需兼具結構簡單、穩定性強、便于操作等優點[2]。

3工作原理

工作前可以通過調節機構調節導向輪高度，從而調節棘輪松土深度。人通過扶手控制方向，扶手上安裝開關連接發動機，工作時發動機工作并帶動減速器，減速器輸出軸通過帶連接帶動輸出軸減速旋轉，輸出軸帶動棘輪工作翻土，并給整體機構向前的牽引力，減少人力推動。擋泥板可以用來阻擋棘輪工作時翻起的泥土，避免飛濺。

4主體結構和關鍵部件設計

本款手扶式松土機其主要結構包括整體機架、棘輪機構、擋板、調節機構、動力傳動鏈條、發動機、變速箱、導向輪、等結構部件組成。機架起到固定支撐，設置機構的作用，人通過扶手轉動改變前進方向，機架與導向輪連接處為調節桿，可以根據農作物的需求提高或降低翻土高度，使本款松土機適用于多種情況的作業。棘輪機構由8個相鄰針尺各差25.5°的8針齒輪盤組成，固定在輸出軸上，發動機將變速箱速度降到合適的速度，通過傳動鏈條與輸出軸連接，完成動能轉換。其棘輪旋轉方向與松土機前進方向相同。在針盤旋轉過程中將探針旋入地下后在碎土的同時攪動土壤，起到了疏松土壤、增加農作物產量的作用。與此同時，擋泥板可以阻擋泥土飛濺。

5存在的問題及改進建議

手扶式松土機的使用，可以翻攪土壤，增加微生物數量，促進土壤養分釋放，使土壤保持水分，不易板結，使農作物生長旺盛，根系發達，改善農作物吸水能力，提升產量。同時，打碎的土壤可以增強土壤通透性。齒輪傳動裝置缺少離合裝置，無法實現棘輪轉速的改變，導致發動機能耗的浪費，發動機壽命降低。松土機在農作物間行進時，存在運行困難耗費人力等現象，建議在改進設計方案的時候能實現離合的作用，能做到自主的改變輸出軸的轉速。由于農作物間種植位置問題，目前該裝置的工作寬度固定，無法實現過窄的松土作業，建議在改進設計是能夠實現針齒拆卸，通過改變針齒個數調節松土寬度，提高松土機的適應性和通用性。

6松土機使用注意事項

手扶式松土機使用前，需清理棘輪區域雜物，避免損壞針齒，冷機狀態下啟動發動機，應先關閉風門，是發動機回溫，啟動后再打開風門，如若需松土面積過大，連續工作時間不要超過4小時。手扶式松土機使用后，應對其全面清潔，并檢查螺釘是否牢固，棘輪是否損壞。根據松土器使用年限，適時地更換零件，以保持使用壽命。手扶式小型松土機適用范圍：平原、丘陵、梯田、果園、大棚等工作條件，操作簡單，操作效率高。

7結束語

手扶式松土機在播種機械作業中發揮著重要作用，我國農耕松土機的研發技術與國外的技術尚有差距,雖然我國已實現了大部分的機械作業，但是目前依然存在著體積大、人力勞動量大、操作困難笨重，價格昂貴等等問題。需要結合民耕作播種現狀對松土機進行不斷完善,使之朝著省時省力、機械自動化、智能化的方向發展。

參考文獻：

[1]謝宇,陳輝,盧炎,等.南方丘陵地區茶園耕作松土機械的發展趨勢[J].福建農機,2018(2):20-24.

[2]龐俊杰,馮磊,孫巖.設施農業用深耕松土機開發試驗[J].農業工程,2018,8(1):93-96.

作者:張鍶戩 劉薊南 張千宇 單位:遼寧撫順沈陽工學院機械與運載學院 遼寧撫順礦業集團西露天礦