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YWS—1型烟田挖坑施肥机的研究设计与应用姚东伟（江海学院，江苏扬州225101）摘要：目前，为了更好的解决“烟草三农”问题，针对我国烟草种植落后的现状和发展趋势，研究和应用具有稳定挖坑和精量施肥等功能YWS—1型烟田挖坑施肥机。通过性能和生产试验测定和效益分析证明，该机具各项技术、性能指标符合设计要求，解决了烟草种植的问题，具有一定的创新特点，较好的推广和应用价值。关键词：烟草种植挖坑施肥机研究设计试验应用中文分类号：文献标识：YWS-type1YanTiandigapitmachineryresearchdesignandapplicationYDOdongwei（JianghaiVocationalTechnicalCollege,YangzhouJiangsuProvince,225101）Abstract:Atpresent,inordertobettersolvethetobaccothreeagriculture-relatedproblems,aimingatChinatobaccogrowingbackwardstatusquoanddevelopingtrendofresearchandapplicationofdiggingandprecisefertilizationwithstablefunctionssuchastype1YWS-YanTiandigapitmachinery.Throughexperimentandproductionmeasuringandbenefitanalysisproof,thismachinealltechnology,performanceindexcomplywiththedesignrequirements,solvedtheproblemoftobaccoplant,havecertaininnovationcharacteristics,betterpromotionandapplicationvalue.Keywords:TobaccoplantDigapitMachineryStudydesigntestapplications“十一五”期间，《中国烟草生产可持续发展规划纲要》已经提出，烟草种植是我国的重要农业，要本着“重心下移、着眼基层、突出服务、加强基础”的指导方针，实现烟草稳定、健康、生态和安全生产，实现在中南方和黄淮烟区占94%和北方烟区占6%的种植面积，实现利用信息技术、遥感技术和机械化技术等现代手段，规范基本烟田管理，建立基本烟田种植数据档案，解决好“烟草三农”问题。为此，怎么解决好约束烟草行业发展中的“短木板”，让烟农从以繁重体力劳动为主的烟草种植中解脱出来，提高烟草种植的机械化、现代化，提高烟农的生产效率，是我们科学研究的课题之一。通过我们走访和调查，在烟叶种植过程中的挖坑和施肥等作业，烟农一般采用人工作业，即，烟田起垄后，在烟垄垂直方向上，先用绳子按株距压出痕迹，人工刨坑，而后依次人工施肥完成作业，这种种植方式劳动强度大，投入人工多，效率较低，作业质量差，因此，烟农迫切需要一种效率较高、劳动强度较低的机械化机具。针对这个情况，我们试验和研究设计出操作简单，费用较低，机械化程度较高，具有稳定挖坑和精量施肥一体化的YWS—1型烟田挖坑施肥机。在研究设计之前，我们做了调研。在国外发达国家，烟叶苗移栽前，多采用开沟条施肥料，该机具性能比较先进，但价格昂贵，不符合我们国情。国内，有些类似机具，挖坑深度浅和不均匀，施肥不到位和不够定量和精量，出现肥料浪费，并且结构复杂，成本较高，尚没形成烟农需要的结构简单，成本较低，挖坑深度深、均匀，肥料定量、精量穴施，操作简单、效率较高的机械化机具。我们研究的YWS—1型烟田挖坑施肥机，有效的解决了烟草种植中的实际问题，并具有一定的创新点，具有广泛的推广和应用价值。1YWS—1型烟田挖坑施肥机的研究设计1.1挖坑施肥机的结构设计YWS—1型烟田挖坑施肥机在设计在充分考虑安全、环保、和保护性耕作的基础上，更加注重满足现代烟草种植中挖大坑、精量施肥的要求，结构上采用独特的两槽外槽轮排肥器，实现间歇排肥，排肥位置的准确性靠排肥槽轮和挖坑轮之间的传动比来保证，结构如图1所示。图1挖坑施肥机结构组成图1.小链轮；2.配重；3.排肥箱；4.机架；5.链条；6.挖土铲；7.大链轮；8.挖坑论；9.机挂架；10.排肥机总成1.2挖坑施肥机的原理设计YWS—1型烟田挖坑施肥机需要悬挂在8.8—14.7Kw的拖拉机进行作业，当拖拉机以II-III挡前进时，挖坑论随之转动，形成连续挖坑动作，在挖坑轮转动时，通过链传动带动排肥器转动，完成排肥作业。1）挖坑坑距和深度的控制设计。挖坑轮上有六个挖土铲，挖土铲上有两条长孔，调整到两端可得到400mm和600mm的坑距，在其坑距范围内可以任意调节；对不同的土壤和挖坑深度是通过在机架上进行配重来实现控制。2）排肥量的控制设计。对于不同施肥量的要求，通过施肥量调整装置实现控制。调整时，首先松开固定在排肥槽轮两侧的螺钉，移动排肥槽轮的位置，从排肥箱里观察，排肥槽露出越多则排肥量越大，反之越小，根据需要调整后紧固螺钉。3）排肥时机（穴施的准确性）的控制设计。为了确保肥料穴施的准确入坑，调整坑距后需要先试验，看肥料撒在坑的前后位置，松开大链轮上的紧固螺钉，大链轮不动，将挖坑轮转动一个角度（挖坑轮转动10°，排肥轴转30°）进行调试，直到肥料能够准确落入坑中，然后紧固大连轮上的紧固螺钉2。1.3挖坑施肥机技术参数设计及特点1.3.1技术参数设计1）工作效率：0.4-0.67h㎡/h；2）坑距：400-600mm(可调)；3）挖坑深度：100-150mm；4）施肥量：45-90㎏/h㎡；5）挖坑施肥行数：1行；6）配备动力：8.8—14.7Kw（三点后悬挂式）。1.3.2设计特点1）结构简单，使用方便，与现代家用拖拉机可配套使用；2）挖坑坑距在400-600mm之间任意调节；3）适合不同的土壤，挖坑深度可以自由控制；4）实现肥料的施肥量的调整和精量穴施；5）购置成本较低，降低种植成本，易于推广。2YWS—1型烟田挖坑施肥机的技术研究设计创新经过我们广泛的市场调研，针对市场上现有同类机具挖坑深度浅，不能精量排肥和满足穴施的农艺要求的缺陷，我们不断总结、研究、提升和设计，经过跨区域的实践和试验，该设计具有以下几个设计创新。1）采用独特的六角星形的轮式挖坑装置，挖坑轮转动一周可挖六个坑，实现连续挖坑，挖土铲上制作两条长槽，可以实现坑距在一定范围内任意调整，满足不同的农艺要求。2）设计专用的排肥器，排肥器槽轮采用两槽结构，每次排肥量就是排肥槽中的装肥量，肥料直接丢入坑中，挖坑中真正的实现间歇排肥，传动的配比能够保证精量施肥量和均匀性。3)在机架上配重调整，可以适应不同的土壤和不同的农艺对挖坑深的要求；3YWS—1型烟田挖坑施肥机的性能、生产试验测定与分析3.1YWS—1型烟田挖坑施肥机的设计性能试验测定与分析试验和测定按照Q/XCTX002—2009《烟田挖坑施肥机》的规定标准2，对YWS—1型烟田挖坑施肥机的性能指标进行试验和测定。3.1.1性能试验测定试验条件：土壤具有代表性，有沙壤土、粘土和两合土，试验机具技术状态全新良好，操作人员具有较熟练的操作技术和水平，动作规范。1）技术参数试验测定表1YWS—1型烟田挖坑施肥机技术参数试验测定测定项目单位设计值测定值外形尺寸mm1750×430×5601750×430×560整机质量㎏8079.3配套动力Kw8.8-14.714.7坑距mm400-600400坑深mm100-150150施肥量㎏/h㎡45-9088生产效率h㎡/h0.4-0.670.452）稳定性能试验测定表2YWS—1型烟田挖坑施肥机稳定性试验测定结果项目测定次数合计平均说明12345坑最大施肥量（g）5.25.25.155.25.125.855.17槽轮在大工作长度3）挖坑施肥性能试验测定表3YWS—1型烟田挖坑施肥机挖坑施肥性能试验测定结果项目测定次数合计平均说明123451坑间距（mm）5005054905154902500500小间距坑深度（mm）1201251301101156001202坑间距（mm）5505455555605402750550中等间距坑深度（mm）1301351401251206501303坑间距（mm）6055856105956053000600大间距坑深度（mm）1401451351401407001403.1.2试验测定结果分析通过对YWS—1型烟田挖坑施肥机的技术性能试验测定，质量误差低于0.1%，施肥量误差在0.55%—1.3%之间，坑距误差在1%—2%，挖坑深度误差在4%—8%，这些误差都在设计范围之内2。结果表明该设计技术参数满足计划任务书的要求，表明该设备工作性能稳定，挖坑和施肥性能指标符合设计和农艺要求，操作简单，作业效率较高，是较理想的挖坑和施肥的机具设计。3.2.1生产实验测定生产测定条件：在豫西襄县某村普通农田生产测定，随机选取两台挖坑施肥机，作业时间不少于30小时，配备动力分别是11Kw和8.8Kw。1）配备11Kw动力01号挖坑施肥机生产试验测定表401号YWS—1型烟田挖坑施肥机生产试验测定测定项目作业班次小计合计12345班次时间作业时间（h:min）纯作业时间5：405：205：105：05：026:028:2330:08中途停机0：320：280：250：240：242：13停息时间（h:min）调整保养时间0：500：050：050：050：051：101：45机具故障时间0：3500000:35总挖坑施肥面积（h㎡）32.852.82.672.714.03纯作业小时生产率(h㎡/h)0.530.520.580.530.541100平均0.53作业质量满足烟叶挖坑施肥的农艺要求2）配备8.8Kw动力02号挖坑施肥机生产试验测定表502号YWS—1型烟田挖坑施肥机生产试验测定测定项目作业班次小计合计12345班次时间作业时间（h:min）纯作业时间5：305：105：04：504：5225:2227:2328:43中途停机0：300：280：250：240：242：11停息时间（h:min）调整保养时间0：400：050：050：050：051：01：05机具故障时间00：050000:05总挖坑施肥面积（h㎡）32.852.82.672.714.03纯作业小时生产率(h㎡/h)0.530.520.580.530.541100平均0.67作业质量满足烟叶挖坑施肥的农艺要求3.2.2生产试验测定结果分析根据两台样机的生产试验数据（表4、表5）表明，该设备每次连续作业5个多小时，间隔调整保养时间较短，生产性能稳定率达99%以上，故障率低于0.01%，作业效率较高，完全能够满足烟草种植农艺要求3。4YWS—1型烟田挖坑施肥机的推广应用4.1YWS—1型烟田挖坑施肥机的推广和效益分析4.1.1YWS—1型烟田挖坑施肥机的推广该设备的研发，解决了发达国家烟草植保设备个体较大、功能综合和造价较高，不适合我国国情的和推广应用的问题，对国外发达国家的烟草植保作业设备是一项有益的补充，也填补了我国烟草植保设备一项空白。通过在许昌县、襄城县、洛宁县等烟草种植基地的烟农使用，其效果理想，深受烟农喜爱，也得到了烟草行业专家的好评，并于2009年底通过了河南省科技厅的项目成果鉴定。事实证明，YWS—1型烟田挖坑施肥机的研究，对解决我国烟田作业过程机械化的基础问题，提高烟农生产效率，节约成本，扩大烟草种植都具有广泛的应用前景和深远意义。4.1.2YWS—1型烟田挖坑施肥机的效益分析1）企业生产效益预测经过市场调查和成本核算，该机每台整体重量80㎏，原材料费用270元，紧固件和通用件300元，加工、喷涂、安装费540元，售后服务费用200元，设备折旧费50元，培训及资料费50元，实际总成本1410元，市场销售价格2000元/台，利税590元/台，利