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摘 要：东北地区属于半干旱地区，长期雨水不充足，土地板结比较严重，给中耕施肥带来很大难度，施肥之后覆土不均匀导致肥料裸露在外在运动过程中压伤根系碰伤幼苗严重影响到植被生长从而减低产量。主要表现在镇压器在设计方面存在诸多弊端，当前一些镇压器在使用过程中出现碎土不匀、夹带等。镇压轮是农业机械中典型的滚动触土部件，用于压实土壤。适当的压实可以减少土壤中的大孔隙，使种子与土壤紧密接触，加强毛细管作用，提高作物产量。传统镇压轮材料多为石材、铸铁或钢材，触土表面在宏观上是普通光滑的，其作业过程中容易粘附土壤，不但增加能耗，降低作业效率，而且使土壤失墒严重，影响种子发芽。此外，传统镇压轮作业过程中会将一部分土壤推到镇压轮前方，形成波浪状凸起，即“拖堆壅土”现象，不但使镇压轮达不到镇压的目的，还要多消耗功，而且会导致种子间距分布不均，造成作物减产。因此，我们自主设计一款镇压器。本文就镇压器关键部件的设计与结构进行探讨。
关键词：镇压器；镇压轮；中耕施肥机
中图分类号：S233文献标识码：A
1 机械的构成
镇压器由碎土镇压轮、压缩弹簧、压簧导杆、连接轴和碎土轮轴等部件组成（图1）。为解决传统镇压轮作业过程中的粘土和壅土现象，本研究设计多面体型几何结构柔性镇压轮，在镇压轮辊体的外圆表面箍上一柔性橡胶外套，柔性外套的内表面设置有凸筋，凸筋和辊体接触，橡胶外套与镇压轮辊体间有一定的间隙。镇压轮的轴线与前进方向（镇压轮辊架纵轴线）呈81°～89°或者91°～99°的夹角。这样，镇压轮在作业时与土壤之间不是作纯滚动，而是在滚动中存在侧向的滑动，镇压轮与土壤之间有法向压力也有切向剪切力，通过剪切力的作用，使土壤不易粘连在镇压轮上。该柔性镇压轮运动时，通过柔性外套的变形、震动，使与其接触的土壤被脱掉。
镇压轮是由辊体与箍在辊体外圆表面的柔性外套构成，柔性外套为一圆柱形套筒，套筒外表面为圆柱面，内表面设置有凸筋。工作中可根据行间工作幅宽调整镇压轮与苗间距离。工作时，碎土镇压轮在压缩弹簧的作用下可以随着土壤工作面的高低上下仿形运动；碎土镇压轮在前进时与地表平面形成一倾角，使得较大的土块更容易被压碎并随着压辊间隙被甩出使土壤更好的覆盖于肥料上面，还可以起到平整地表的作用。柔性镇压轮解决了现有镇压轮作业时的土壤粘附现象，改善了作业质量，提高了作业效率。镇压轮，为正12面体仿生几何结构，内切圆半径为325mm，采用无缝钢管加工而成，所用材料Q235钢。仿生肋条结构采用超高分子量聚乙烯材料，通过螺纹紧固方式固定在镇压轮基体上。为增强镇压轮辊体的刚度，在辊体的中心位置焊接1个幅板，幅板为3mm厚钢板，中心开有孔，可穿过镇压轮轴，幅板外缘通过焊接固定在辊体的内表面。辊体两端焊有L型连接件，辊体焊接总成见图所示。为避免作业过程中土壤进入镇压轮内部，辊体两侧分别固定一个侧板，通过L型连接件固定在辊体上。镇压轮轴横穿镇压轮，通过两侧侧板上的轴承固定位置，轴的两端攻有长为80mm的螺纹，便于固定牵引架和配重块。
以粘附土壤量、牵引阻力、种子粒距变化率和土壤容重为试验指标，考察肋条结构的底面宽度、高宽比（仿生肋条结构的断面高度/底面宽度）、载荷和面积比（仿生肋条结构在柱面上投影面积之和与镇压轮表面积之比）对肋条型几何结构镇压轮作业性能的影响；设计多面体型几何结构镇压轮，其材料与传统镇压轮一样，均是Q235钢，对比传统镇压轮与多面体型几何结构镇压轮作业效果。通过优化得出效果最佳的肋条型几何结构镇压轮。
3 试 验
本研究进行了田间试验，以牵引阻力、土壤容重、种床土壤含水量的变化趋势、株距变化率和出苗率为试验指标，考察了使用肋条型几何结構镇压轮和仿生多面体型几何结构镇压轮在3种载荷和2种作业速度下的田间作业效果，并与传统镇压轮对比，同时考察了仿生几何结构材料、仿生几何结构镇压轮类型、作业速度和载荷对仿生几何结构镇压轮作业性能的影响。
由粘附土壤量、牵引阻力和种子粒距变化率的极差分析和方差分析结果发现，与传统镇压轮相比，试验中的肋条型几何结构镇压轮起到防粘和防壅土的作用，其中粘附土壤量降低了6.55%，种子粒距变化率降低了52.35%。牵引阻力比传统镇压轮减小了39.40%。
4 结 论
镇压器在高比阻的旱作农业区有很强的优势性，工作时机具仿形性能良好，碎土、覆土、压实等作业时工作部件可以很好的保持与工作面、苗间距的相对位置。此外，还可根据所种植作物中耕作业需求随意调整镇压器相对位置、行距、高度，简单易行，方便可操作性强。可以更好的改善土壤耕作环境。
参考文献
[1]佟金，张清珠，常原，等.肋条型仿生镇压辊减粘降阻试验[J].农业机械学报，2014（04）.
[2]王景立，卢波，袁军.可变力苗带镇压器的试验研究[J].农业与技术，2013（05）.
[3]刘伟光，张印生，郭春雨.多功能碎土镇压器的设计[J].现代化农业，2011（02）.
关键词：镇压器；镇压轮；中耕施肥机
中图分类号：S233文献标识码：A
1 机械的构成
镇压器由碎土镇压轮、压缩弹簧、压簧导杆、连接轴和碎土轮轴等部件组成（图1）。为解决传统镇压轮作业过程中的粘土和壅土现象，本研究设计多面体型几何结构柔性镇压轮，在镇压轮辊体的外圆表面箍上一柔性橡胶外套，柔性外套的内表面设置有凸筋，凸筋和辊体接触，橡胶外套与镇压轮辊体间有一定的间隙。镇压轮的轴线与前进方向（镇压轮辊架纵轴线）呈81°～89°或者91°～99°的夹角。这样，镇压轮在作业时与土壤之间不是作纯滚动，而是在滚动中存在侧向的滑动，镇压轮与土壤之间有法向压力也有切向剪切力，通过剪切力的作用，使土壤不易粘连在镇压轮上。该柔性镇压轮运动时，通过柔性外套的变形、震动，使与其接触的土壤被脱掉。
镇压轮是由辊体与箍在辊体外圆表面的柔性外套构成，柔性外套为一圆柱形套筒，套筒外表面为圆柱面，内表面设置有凸筋。工作中可根据行间工作幅宽调整镇压轮与苗间距离。工作时，碎土镇压轮在压缩弹簧的作用下可以随着土壤工作面的高低上下仿形运动；碎土镇压轮在前进时与地表平面形成一倾角，使得较大的土块更容易被压碎并随着压辊间隙被甩出使土壤更好的覆盖于肥料上面，还可以起到平整地表的作用。柔性镇压轮解决了现有镇压轮作业时的土壤粘附现象，改善了作业质量，提高了作业效率。镇压轮，为正12面体仿生几何结构，内切圆半径为325mm，采用无缝钢管加工而成，所用材料Q235钢。仿生肋条结构采用超高分子量聚乙烯材料，通过螺纹紧固方式固定在镇压轮基体上。为增强镇压轮辊体的刚度，在辊体的中心位置焊接1个幅板，幅板为3mm厚钢板，中心开有孔，可穿过镇压轮轴，幅板外缘通过焊接固定在辊体的内表面。辊体两端焊有L型连接件，辊体焊接总成见图所示。为避免作业过程中土壤进入镇压轮内部，辊体两侧分别固定一个侧板，通过L型连接件固定在辊体上。镇压轮轴横穿镇压轮，通过两侧侧板上的轴承固定位置，轴的两端攻有长为80mm的螺纹，便于固定牵引架和配重块。
以粘附土壤量、牵引阻力、种子粒距变化率和土壤容重为试验指标，考察肋条结构的底面宽度、高宽比（仿生肋条结构的断面高度/底面宽度）、载荷和面积比（仿生肋条结构在柱面上投影面积之和与镇压轮表面积之比）对肋条型几何结构镇压轮作业性能的影响；设计多面体型几何结构镇压轮，其材料与传统镇压轮一样，均是Q235钢，对比传统镇压轮与多面体型几何结构镇压轮作业效果。通过优化得出效果最佳的肋条型几何结构镇压轮。
3 试 验
本研究进行了田间试验，以牵引阻力、土壤容重、种床土壤含水量的变化趋势、株距变化率和出苗率为试验指标，考察了使用肋条型几何结構镇压轮和仿生多面体型几何结构镇压轮在3种载荷和2种作业速度下的田间作业效果，并与传统镇压轮对比，同时考察了仿生几何结构材料、仿生几何结构镇压轮类型、作业速度和载荷对仿生几何结构镇压轮作业性能的影响。
由粘附土壤量、牵引阻力和种子粒距变化率的极差分析和方差分析结果发现，与传统镇压轮相比，试验中的肋条型几何结构镇压轮起到防粘和防壅土的作用，其中粘附土壤量降低了6.55%，种子粒距变化率降低了52.35%。牵引阻力比传统镇压轮减小了39.40%。
4 结 论
镇压器在高比阻的旱作农业区有很强的优势性，工作时机具仿形性能良好，碎土、覆土、压实等作业时工作部件可以很好的保持与工作面、苗间距的相对位置。此外，还可根据所种植作物中耕作业需求随意调整镇压器相对位置、行距、高度，简单易行，方便可操作性强。可以更好的改善土壤耕作环境。
参考文献
[1]佟金，张清珠，常原，等.肋条型仿生镇压辊减粘降阻试验[J].农业机械学报，2014（04）.
[2]王景立，卢波，袁军.可变力苗带镇压器的试验研究[J].农业与技术，2013（05）.
[3]刘伟光，张印生，郭春雨.多功能碎土镇压器的设计[J].现代化农业，2011（02）.