賈 彪

(黑龍江省農(nóng)業(yè)機械工程科學研究院 綏化分院，黑龍江 綏化 152054)

0 引言

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為了提高作物產(chǎn)量，逐漸增加工業(yè)化肥的施用量，大田地力也隨之下降，加重了土壤板結。為了改善土壤狀況，提高土壤肥力，保護環(huán)境，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術不斷進步，與之相配套的農(nóng)業(yè)機械也在不斷更新[1]。近年來，黑龍江省糧食產(chǎn)量逐年增加，全省耕地面積1 593.33萬hm2，糧食總產(chǎn)量連續(xù)5年超600億kg，年秸稈產(chǎn)生量在1 300 億kg左右。其中玉米秸稈和水稻秸稈占85%左右。秸稈綜合利用主要以還田為主。秸稈還田單項作業(yè)機已有了很大的發(fā)展，較聯(lián)合作業(yè)機相對成熟。由于秸稈還田聯(lián)合作業(yè)機能夠更好地滿足現(xiàn)代農(nóng)藝及保護性耕作的需求，還可減少秸稈還田機具下地次數(shù)，降低作業(yè)時耕地動土量和土壤壓實率，因此機械化秸稈還田聯(lián)合作業(yè)機的研究應用已成為了一種趨勢[2]。

1 立項背景和方案制定

通過走訪有關農(nóng)機生產(chǎn)企業(yè)、玉米水稻等農(nóng)業(yè)種植戶，深入研究了現(xiàn)有國內(nèi)外秸稈還田機具的生產(chǎn)和使用情況，并利用圖書室、網(wǎng)絡等資源閱讀了大量的相關資料，結合黑龍江省作業(yè)環(huán)境特點提出了適應黑龍江省不同作業(yè)區(qū)、土壤條件的機具改進方法。

和現(xiàn)有秸稈全量還田聯(lián)合作業(yè)機主傳動機構對比，在深入了解現(xiàn)有技術的基礎上，提出優(yōu)化設計方案。

現(xiàn)有機型包括：秸稈粉碎掩埋復式作業(yè)機、秸稈-根茬粉碎還田聯(lián)合作業(yè)機、船式旋耕埋草機、秸稈梳壓耕翻復式作業(yè)機、稻麥聯(lián)合收獲開溝埋草多功能一體機等[2]。

優(yōu)化方案主要從以下幾方面著手：現(xiàn)有秸稈全量還田機主傳動機構中介齒損壞不易更換，增加了維修成本、延長了維修時間，優(yōu)化過程要求維修更換零部件更方便；農(nóng)機具作業(yè)時振動噪音大，若人類長期生活在90 dB以上的環(huán)境中，聽力會受到嚴重影響并產(chǎn)生神經(jīng)衰弱等疾病，影響駕駛員健康，需要降到一個合理的噪音范圍；為了保證播種作業(yè)順利進行，作物秸稈、根茬能夠自然腐爛，優(yōu)化過程要求粉碎后符合長度要求的秸稈在85%以上；目前秸稈全量還田聯(lián)合作業(yè)機具種類較多，但基本都是機械結構改進方面的研究，很少研究散熱對機具使用壽命的影響，不能很好解決散熱問題，優(yōu)化過程要求降低功耗延長機具使用壽命。

2 研究內(nèi)容

秸稈全量還田聯(lián)合作業(yè)機主傳動機構的優(yōu)化研究應在符合農(nóng)機農(nóng)藝要求的前提下，解決以上生產(chǎn)過程中機具存在的問題。主要優(yōu)化內(nèi)容如圖1所示。

1.防松動螺母組合；2.還田機中間箱體；3.介齒輪；4.還田機側箱圖1 主傳動機構優(yōu)化

(1) 重點對現(xiàn)有傳動系統(tǒng)齒形進行研究，提高齒輪嚙合性、運行平穩(wěn)性，以降低機具噪音；

(2) 對介齒重新設計，設計出結構合理、便于生產(chǎn)加工、維修成本低的介齒；

(3) 要求對鎖片螺母鎖緊結構重新設計，新型鎖緊螺母不松動；

(4) 對秸稈全量還田聯(lián)合作業(yè)機主傳動機構散熱系統(tǒng)進行研究，加裝散熱裝置使主傳動機構在工作中散熱良好。

3 總體設計方案

對秸稈全量還田聯(lián)合作業(yè)機主傳動機構進行重新設計，使其滿足復雜環(huán)境作業(yè)要求，滿足農(nóng)機農(nóng)藝要求，介齒采用分體式設計便于加工和維修。通過增加散熱筋體解決散熱問題。對鎖緊裝置進行優(yōu)化設計使其不松脫。傳動齒輪采用斜齒，以獲得更好的穩(wěn)定性及更小的噪音。整體優(yōu)化后延長主傳動機構使用壽命，降低整機故障率。減少輔助性時間消耗、減少機具故障停歇時間。

前期準備工作，在深入了解國內(nèi)外先進技術的基礎上，結合黑龍江省對秸稈還田作業(yè)的技術要求，確定樣機的總體技術方案、技術參數(shù)、結構配置，完成第一輪樣機設計。試驗完成后對主要研究內(nèi)容進行深入的理論分析和零部件設計，進行部件臺架試驗，確定關鍵部件的結構、主要技術參數(shù)以及總體配置，完成主傳動機構優(yōu)化設計。完成第一輪樣機試制，優(yōu)化改進，進行第二輪樣機的設計。通過田間生產(chǎn)考核，改進技術參數(shù)，完善圖紙設計、提高產(chǎn)品質(zhì)量、形成產(chǎn)品樣機，形成維修方便、結構穩(wěn)定、散熱性好的新產(chǎn)品。

4 樣機的主要技術規(guī)格及性能指標

樣機的主要性能參數(shù)如表1所示。

5 取得的成果及解決的技術關鍵

(1)設計的分體式介輪如圖2所示，便于加工和維修；

(2)設計的主傳動機構散熱裝置如圖3所示，可以起到良好的散熱效果；

圖3 主傳上動散熱裝置

(3)變速箱內(nèi)直齒圓柱齒輪優(yōu)化為斜齒圓柱齒輪，增加了齒間接觸面積、傳動平穩(wěn)、噪音減?。?/p>

(4)設計的新型鎖緊固定裝置代替齒輪固定圓螺母，可防止作業(yè)時因螺母松動導致的齒輪損壞現(xiàn)象。

6 研究試驗結論及影響

課題的研制成功解決了以往秸稈全量還田聯(lián)合作業(yè)機主傳動機構存在的弊端，為該型機器批量生產(chǎn)奠定了堅實的基礎。推動了黑龍江省秸稈全量還田作業(yè)的發(fā)展，提高黑龍江省秸稈全量還田機械化水平，響應了國家提出的秸稈禁燒政策，節(jié)約能源，保護環(huán)境，培肥地力，保護土壤土層結構，有利于促進黑龍江省糧食作物循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展。

秸稈全量還田聯(lián)合作業(yè)，是保護性耕作的重要一環(huán)。主傳動機構優(yōu)化后的秸稈全量還田聯(lián)合作業(yè)機振動噪音降低、散熱效果良好、傳動介輪更換方便、使用壽命延長。

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