水田筑埂机构的机理分析与设计

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1、万方数据前言．．jLJL．··J—l刖吾1。1研究的目的和意义筑埂是实现水田淹灌的关键。中国东北地区土质干硬、土层厚，且土壤含水量大、积温低，此种作业条件为筑埂作业造成很大困难。水田筑埂这种劳动强度大、费工、费时的劳动将会更加艰难。水田不能及时筑埂的结果会导致水田改旱田或者弃耕，尤其在黑龙江，各大农场由于劳动力不足，不能及时解决水田筑埂的问题，每年都有大量的水田改旱田或者被弃耕，严重影响了农民正常粮食生产以及我国的水稻生产。在中国长期以往的水稻种植，通常是采用人工筑埂。目前，我国水田筑埂机的研制还不成熟，从理论上对水田修筑田埂的实际需土量及镇压

2、成埂技术的研究不够完善，为解决这种筑埂难的水稻生产现状，为水稻生产实现全程机械化作出关键性的突破，本文研究一种水田筑埂机构，研究弯刀切土的运动特性、分析镇压圆盘碾压对土壤的影响规律，通过试验研究的方式，完善相关的部件设计参数，优化旋切集土、镇压圆盘等关键部件结构，从而达到增强土埂坚实度、提高水田筑埂质量和效果、充分发挥机械作业的效率、减少人工筑埂的劳动强度、减轻水土流失的目的【¨】。人工筑埂的特点：(1)作业周期长：人工筑埂劳动强度大，需要工期长，耗费了大量的人力和物力，筑埂成本高，而且筑埂作业往往是春播，夏播大忙季节，各项农活繁忙，互挣劳动力

3、，容易贻误农时影响丰收。(2)筑埂质量差：用人工筑埂时操作过程中只能采取人力用铁锹挖土方而成，而且需要人力不断拍打田埂两侧夯实，并且堆叠起来的田埂无法满足实际需要，经过雨水的冲刷及水稻田内水质的浸泡完全失去了原有的高度。筑出的埂比较宽大，占用大量耕地。(3)重复劳动效率低：人工堆叠起来的田埂土质比较松软，再经过雨水的冲刷，田内水质的浸泡后，还需要人工进行二次或三次不断地休整田埂才能勉强达到田埂所需要的高度和宽度。重复劳动使田埂作业劳动强度大、效率低下，远远满足不了水稻生产的需要。我国水稻种植很广，黑龙江省作为全国水稻商品粮生产基地之一，其水稻种

4、植面积约占黑龙江全省粮食作物总种植面积的1／4。据统计，2013年黑龙江水稻种植面积发展到6400万亩，共需筑埂200000万米，如果全部田埂采用人力修筑，每米需0．8元，按每公顷500m计算，需要支出16亿元来完成，如用5万台悬挂式水田筑埂机来作业，一台水田筑埂机的运行成本一天平均仅花费400元，每台机器每小时可完成1公顷，每天工作8小时，那么每天可完成40万公顷，10天既可全部完成压埂任务，全年下来节省成本14亿元，水田筑埂机的市场前景非常可观。本文研究的水田筑埂是筑埂技术在水田领域的应用，由于采用机械切削和碾压原理成埂，筑埂质量好，即使经

5、过雨水的冲刷和水稻田内水质的浸泡也不会改变原有的高度，从而解决l万方数据东北农业大学工学硕士学位论文人工筑埂劳动强度大，需要工期长，耗费了大量的人力和物力，加快了作业效率。进行水田筑埂的研究，对降低水土流失，加快作业效率，减轻劳动强度和保障水稻生产战略安全都有重要意义。1．2国内外的研究现状1．2。1水田筑埂技术国外研究现状日本作为中国的邻国，有着土地小，耕地面积少，人15多的特点。日本从七十年代开始，重视机械筑埂技术。1975年，日本科研单位及企业研究出三种水田筑埂试验样机，分别是洋马农机公司研制的机型，富士罗滨公司研制的机型，还有大正公司研

6、制的机型。洋马农机公司的样机，与手抉拖拉机配套使用，它装有倾斜式旋转升运叶片，其转速为340r／min。升运叶片将耖田的土提升上来，并借助上面和一侧面的抹埂板将泥土贴抹到田埂的上部和-N面上。由后滑板控制侧向推力，贴土厚为4厘米，效率比人工可提高15倍；1976年，日本富土罗滨公司曾研制生产筑埂机，样机采用以280r／rain转速的螺旋犁将稻田的泥土向左侧横向输送，并用培土板推向田埂，然后借助于上面和侧面的镇压辊压贴，并用镇压板来抹平。靠后滑板来调节机具的高度和控制侧向推力，作业速度为0．25rn／s；大正公司出售的机型一般与手扶拖拉机或小型轮

7、式拖拉机配套使用，如图1．1所示，其抹埂机由抹埂叶片、抹埂整形板、作业调节装置、控制滑板和传动装置等构成，换成修埂部件也可用于修整田埂。抹埂叶片为八个扇形叶片以螺旋状连接成，叶片轴与地面成60度角，叶片将泥土从下端提升上来。上述机型没有能推广的主要原因是都难控制侧向推力，光靠后滑板是不能平衡其侧向推力而保持机具的直线行驶的。又经过一段时间改进，直至1978年，上述三个公司的机型才作为正式商品在市场上出售p曲J。图卜1水田抹埂机Fig．1-1Paddywiperidgemachine目前，日本的水田筑埂技术已经相当成熟，其水田筑埂的研究程度属于世

8、界的最高水平。日本现在的水田筑埂机，作为一种农田机具，需与拖拉机配套使用，以松山株式会社、佐佐木公司小桥工业生产的水田筑埂机为代表机型。日本水田筑埂机