長江中下游地區是我國冬油菜的主要種植區 域，該種植區土壤板結，嚴重影響油菜生長，導致油 菜產量減少。油菜播種作業時對油菜種植的種 床帶進行深松旋耕聯合作業，有助于主根系防倒伏 以及油菜產量增加。土地耕整作業為創造良好的種 床廂面和種床帶做準備，是整個油菜種植過程中一 個重要環節。傳統的土壤耕整主要采取旋耕方 式，近年來，隨著油菜種植機械化程度的不斷提高， 深松和旋耕聯合作業逐漸成為趨勢，深松旋耕聯 合作業改良了土壤層粒結構和滲水、透氣性能，改善 作物根系生長環境，有利于農作物根系的生長發育， 達到增產增收的效果。

１ 材料與方法

１．１ 總體結構與工作原理

１）總體結構及參數。油菜聯合直播機種床松旋 裝置主要包括三點懸掛架、主機架、動力輸入軸、類 深松鏟、旋耕裝置以及限深地輪，總體結構如圖１所 示。該裝置能一次性完成種床帶淺松以及廂面旋耕 作業。６個類深松鏟分兩排對稱排布于直播 機 前 部，使整機具有良好穩定性。作業過程中保證鏟柄 的豎直狀態和穩定的入土角。限深地輪對稱安裝于 機具前側，保證耕深的穩 定 性。主 要 參 數 見 表 １。設計旋耕耕深Ｌ１為１００～１５０ｍｍ，為保證種床帶油 菜生長主根系防倒伏，有利于作物產量增加，設計種 床帶的耕深Ｌ２為２００～２５０ｍｍ，旋耕刀片最底端與 類深松鏟最底端高度差 ΔＬ 應該在１００ｍｍ 左右。
　
２）工作原理

機具通過三點懸掛與拖拉機進行 掛接，拖拉機帶動機具前進，機組作業時，置于機具 前部的類深松鏟對種床帶進行淺松作業，置于機具 后部的旋耕機對種床廂面進行旋耕作業并進行開畦 溝作業，旋耕拖板對作業過后的廂面進行平整，形成 適宜油菜播種的種床帶和廂面。

１．２ 關鍵部件設計與分析

類深松鏟 的 破 土 刃 和 鏟 尖 為 主 要 觸 土 面，其 結構主要包 括 類 深 松 鏟 柄、鏟 尖 以 及 拋 物 線 破 土 刃。類 深 松 鏟 與 土 壤 間 相 互 作 用 主要是撕扯、擠壓和滑切，破土刃的關鍵參數主要是 其刃口曲線 和 刃 口 角，其 結 構 決 定 了 類 深 松 鏟 的 作業性能。類深松鏟作業時對地表附近土壤產生撕扯和擠 壓作用如圖４。種床帶土壤被抬高，堆積的土壤在 擠壓作用下流向非種床帶，形成上寬下窄的“Ｖ”字 形斷面，能夠保證種子順利地落入作業后的種床帶， 也有利于種子根系的生長，因此，選擇合理的刃口曲 線、刃口角以及鏟尖有利于形成良好的“Ｖ”字形斷 面。本研究基于類深松鏟擠壓、切削種床帶土壤的 原理以及受力分析，研究類深松鏟刃口曲線和刃口 角。根據油菜播種的要求，設計的類深松鏟擬開出 耕深２００～２５０ｍｍ 的種床帶。

２ 結果與分析

試驗在華中農業大學現代農業科技試驗基地進行。試驗 工 況：前 茬 作 物 為 水 稻，土 壤 含 水 率 為 ２２．１９％。實驗設備及儀器包括：東方紅 ＬＸ－９５４拖拉 機，直尺（５００ ｍｍ）、卷尺（３ ｍ）、磁性水平尺（三箭 工具有限公司，精度０．００２９°）、土壤堅實度儀（浙江 托普儀器有限公司，ＴＪＳＤ－７５０Ⅱ型，±０．５％ＦＳ），電熱恒溫鼓風干燥箱（上海精宏實驗設備有限公司，太倉精宏儀器設備有限公司，精宏DHG-9076A型，溫度波 動：±１℃，溫度范圍：＋１０～３００℃）。

３ 討 論

結合油菜種植農藝要求，應用深松旋耕 聯合作業技術，對類深松裝置進行設計。設計了油菜直播機種床松旋裝置，主要包括類深松裝置和旋 耕刀片，整機聯合作業能一次完成破土、松土、碎土、 平整作業。開展了類深松鏟的動力學與運動學特性 分析，根據類深松鏟對撕扯、擠壓和滑切的作用原 理，確定了類深松鏟刃口曲線的兩端滑切角分別為 ２３°和４０°、刃口角為４０°、入土角為２３°，并確定了類 深松鏟的布局為“前四后二”的排布方式。基于淺松 旋耕聯合作業，為保證種床廂面的耕深以及碎土效 果，對旋耕刀片的排布進行設計。設計種床帶選擇 回轉半徑為２４５ ｍｍ 的旋耕刀片ＩＴ２４５，工作幅寬 為５０ｍｍ，非種床帶選擇回轉半徑為２２５ｍｍ 的旋 耕刀片ＩＴ２２５，工作幅寬為５０ｍｍ。每個旋耕刀輥 長刀６把，短刀１６把，左右刀輥按照雙頭螺旋線對 稱排布。田間試驗結果表明：淺松旋耕聯合作業后， 種床帶淺松深度為２２９．４～２３９．４ ｍｍ，旋耕深度為 １２４．８～１３９．２ｍｍ，耕深穩定性達９０％以上，廂面平 整度為２５．７１～２７．１４ｍｍ，作業過后能夠開出穩定 的種床帶和種床廂面，作業質量達到油菜播種要求。



 

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