李良剛

摘 要：針對(duì)樹木條溝施肥的缺陷，研制一臺(tái)只在小樹根系生長(zhǎng)范圍內(nèi)施肥，生長(zhǎng)范圍以外不施肥的間斷施肥機(jī)，這樣不但可以節(jié)約肥料，又能減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

關(guān)鍵詞：樹木間斷施肥機(jī)；控肥機(jī)構(gòu)

中圖分類號(hào)：S223.99 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.07.011

0 引言

樹木的施肥方法很多，有土壤施肥、根外施肥、灌溉施肥等。土壤施肥又分為環(huán)狀施肥、放射施肥、全圃施肥和條溝施肥。條溝施肥為樹行間順向開溝，一邊開溝一邊施肥，這種方法應(yīng)用廣泛，而且便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)。但是此方法有一定的缺陷，對(duì)于成片栽植的樹林，由于小樹株距較大，根系覆蓋面積又小，根系間就會(huì)有很大的空隙，施在樹木根系空隙間的肥很大部分不能被吸收，就會(huì)白白的浪費(fèi)掉。新研制的樹木間斷施肥機(jī)可以很好地解決這一問題。

1 設(shè)計(jì)要求

對(duì)該施肥機(jī)的基本要求：施肥深度一般為15～25 cm；與樹干側(cè)距離30～60 cm；條施長(zhǎng)度40～70 cm；施量可調(diào)。

該機(jī)可以采用拖拉機(jī)牽引或背負(fù)的方式，主要由機(jī)架、地輪、鏵式開溝器、覆土器、鎮(zhèn)壓器、肥箱和控肥機(jī)構(gòu)組成。機(jī)架是施肥機(jī)的主體，由型材焊接而成，其它部件均直接或間接安裝于其上，機(jī)架上設(shè)有牽引或吊裝點(diǎn)，通過拖拉機(jī)的懸掛部件實(shí)現(xiàn)牽引或背負(fù)作業(yè)。地輪采用充氣輪胎，重量輕，可以適應(yīng)惡劣環(huán)境；它既起到承載整機(jī)重量限制開溝器深度的作用，還可以給排肥盒傳遞動(dòng)力。由于施肥深度較深，采用鏵式形溝器，阻力小，適合樹地雜草叢生的土壤的開溝。施肥后不需灌水的，可及時(shí)覆土，所以設(shè)計(jì)了覆土器和鎮(zhèn)壓器，可以將開溝器翻出的土壤覆回原處，隨后鎮(zhèn)壓器壓實(shí)。肥箱采用鋼板焊合噴塑處理，既耐腐蝕，又不易破損?？胤蕶C(jī)構(gòu)為該機(jī)的核心部分，它是以觸碰樹干方式，通過各部件的連續(xù)動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)定量間斷施肥的。

2 工作原理

其基本原理為：作業(yè)過程中，機(jī)具右側(cè)與樹干保持一定的距離，保證樹干控制撥桿的端部（如圖1）向右超出樹干100～300 mm。拖拉機(jī)牽引機(jī)具前進(jìn)，鏵式開溝器在距樹干左側(cè)一定距離開溝，當(dāng)樹干控制撥桿碰到小樹樹干時(shí)，機(jī)具繼續(xù)前進(jìn)，樹干控制撥桿逐漸被撥動(dòng)，樹干控制撥桿轉(zhuǎn)過一定角度時(shí)，通過控肥機(jī)構(gòu)一系列動(dòng)作使離合器結(jié)合，這時(shí)排肥軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)排肥盒轉(zhuǎn)動(dòng)一周，排出一定量一定長(zhǎng)度的條肥，當(dāng)樹干控制撥桿脫離樹干后離合器分離，排肥軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)不排肥。隨后緊接著進(jìn)行覆土鎮(zhèn)壓，當(dāng)樹干控制撥桿碰到下一棵小樹樹干時(shí)，又進(jìn)行排肥，依次完成間斷施肥任務(wù)。

控肥機(jī)構(gòu)為該機(jī)的研究重點(diǎn)，間斷施肥的實(shí)現(xiàn)主要由它來完成。控肥機(jī)構(gòu)主要由排肥盒、排肥軸、離合器主動(dòng)輪轂、離合器從動(dòng)輪轂、擺動(dòng)鍵、擺動(dòng)鍵回位彈簧、離合控制桿、鋼絲拉繩、樹干控制撥桿支架和樹干控制撥桿組成。下面介紹一下控肥機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)和原理。

如圖1，從動(dòng)輪轂6通過平鍵與排肥軸9連接，排肥軸9又通過平鍵與排肥盒（圖中沒有顯示）聯(lián)接，如果從動(dòng)輪轂6轉(zhuǎn)動(dòng)就會(huì)帶動(dòng)排肥軸9驅(qū)動(dòng)排肥盒排肥，從動(dòng)輪轂不動(dòng)就不會(huì)排肥。主動(dòng)輪轂7通過軸承套裝在排肥軸9上，一端加工了內(nèi)齒，并套入從動(dòng)輪轂6一端（此端上安有可擺動(dòng)的擺動(dòng)鍵），擺動(dòng)鍵5安有回位彈簧8，在沒有外力作用的情況下，擺動(dòng)鍵5在回位彈簧8拉力作用下始終接觸從動(dòng)輪轂6內(nèi)齒（如圖2位置），動(dòng)力可以傳遞給從動(dòng)輪轂6，使主動(dòng)輪轂7帶動(dòng)從動(dòng)輪轂6轉(zhuǎn)動(dòng)。離合控制桿10鉸聯(lián)在機(jī)架上，可以擺動(dòng)，在沒有外力的情況下始終貼靠在從動(dòng)輪轂6外部并克服擺動(dòng)鍵回位彈簧8彈力，使擺動(dòng)鍵與從動(dòng)輪轂內(nèi)齒分離（如圖1位置），從動(dòng)輪轂6不轉(zhuǎn)動(dòng)。樹干控制撥桿支架3布置在機(jī)具的最右端，上面安有樹干控制撥桿2，在沒有外力的情況下始終保持一定的角度，當(dāng)遇到外力時(shí)就會(huì)克服扭簧彈力使樹干控制撥桿支架3產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過鋼絲拉繩4拉動(dòng)離合控制桿10，當(dāng)外力消除時(shí)樹干控制撥桿2和離合控制桿10在扭簧扭力的作用下回位。

控肥機(jī)構(gòu)的工作過程為：機(jī)具向前行駛，樹干控制撥桿2被樹干1阻擋而撥動(dòng)，帶動(dòng)樹干控制撥桿支架3產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，又通過鋼絲拉繩4拉動(dòng)離合控制桿10，使離合控制桿10脫離從動(dòng)輪轂6，擺動(dòng)鍵5在擺動(dòng)鍵回位彈簧8的拉力下回位，擺動(dòng)鍵5與從動(dòng)輪轂6內(nèi)齒接觸，將主動(dòng)輪轂7的動(dòng)力傳給從動(dòng)輪轂6，從動(dòng)輪轂6帶動(dòng)排肥軸驅(qū)動(dòng)排肥盒轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行排肥（如圖2）。當(dāng)從動(dòng)輪轂6轉(zhuǎn)過一周時(shí)，樹干控制撥桿2已經(jīng)與樹干1脫離，離合控制桿10也已回位，推動(dòng)擺動(dòng)鍵5使主動(dòng)輪轂6與從動(dòng)輪轂7分離（如圖1），排肥盒不排肥，當(dāng)樹干控制撥桿2被下一棵樹干撥動(dòng)時(shí)，又一次排肥開始，依次完成間斷施肥任務(wù)。

1.樹干2.樹干控制撥桿3.樹干控制撥桿支架4.鋼絲拉繩5.擺動(dòng)鍵6.從動(dòng)輪轂7.主動(dòng)輪轂8.回位彈簧9.排肥軸10.離合控制桿

3 相關(guān)調(diào)整

3.1 施肥量調(diào)整

施肥量大小可以調(diào)整排肥輪在排肥盒內(nèi)長(zhǎng)度來實(shí)現(xiàn)，在排肥盒殼內(nèi)長(zhǎng)度越長(zhǎng)，排肥量越大，反之越小。

3.2 施肥位置調(diào)整

施肥相對(duì)于樹的前后位置，與樹干控制撥桿碰到樹干的時(shí)刻有關(guān)，可以通過調(diào)整樹干控制撥桿的角度實(shí)現(xiàn)，樹干控制撥桿碰觸端越向前，排肥位置越提前，反之則置后。施肥相對(duì)于樹行的側(cè)距，與機(jī)具沿樹行側(cè)的作業(yè)位置有關(guān)，作業(yè)時(shí)機(jī)具與樹行的側(cè)距越大施肥側(cè)距就越大，反之越??；要求側(cè)距大時(shí)，要將樹干控制撥桿向機(jī)具外伸出，要求側(cè)距小時(shí)，要將樹干控制撥桿向機(jī)具內(nèi)縮回，要始終保證樹干控制撥桿的端部向右超出樹干100～300 mm。

3.3 每段條施肥長(zhǎng)度調(diào)整

每段條施肥長(zhǎng)度的長(zhǎng)短與每次排肥的時(shí)間有密切關(guān)系，每次排肥時(shí)間越長(zhǎng)，條施肥長(zhǎng)度就長(zhǎng)，反之就越短。每段條施肥長(zhǎng)度的大小可以通過調(diào)整地輪與主動(dòng)輪轂的傳動(dòng)比實(shí)現(xiàn)，傳動(dòng)比越大條施肥長(zhǎng)度越短，反之則越長(zhǎng)。

3.4 施肥深度調(diào)整

施肥深度可以通過上下移動(dòng)鏵式開溝器來調(diào)節(jié)，下降的深度越大開溝深度越深，施肥深度也就越深，反之越淺。

4 結(jié)論

通過林間試驗(yàn)，該機(jī)性能穩(wěn)定，施肥效果良好。較好地實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化間斷施肥，有效地達(dá)到了節(jié)肥目的。