葡萄覆土装置
摘要：
葡萄覆土装置的研制，是为解决我国北方地区葡萄藤冬前覆土掩埋全部由人工手工作业劳动强度大、生产效率低而国内又没有适用专用机具的难题。本文从农业机械设计的角度，阐述了该机具研究开发的目的、葡萄埋藤作业的农业技术条件、机具设计的依据、机具作业的工作原理、机具的总体结构设计和抛土换向机构等关键零部件的设计和计算，并对该机具的进一步完善设计提出了改进方案。
关键词： 葡萄埋藤机；设计计算；抛土换向
Abstract：
Development of grape covering device, is to solve the problem of vines in North China before winter soil buried all by manual operation labor intensity, low production efficiency and the domestic and no special tools for. This paper from the agricultural machinery design point of view, expounds the equipment research and development, the purpose of grapevine burying operation agricultural technology conditions, equipment design basis, implement work principle, equipment overall structural design and throwing soil reversing mechanism as the key parts of the design and calculation, and the further improvement of the proposed equipment design the improved scheme.
Key words：Grapevine burying machine；Design calculation；Throwing soil
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前言
葡萄是我国重要的果品之一。近些年来，随着农业产业结构调整的深化，葡萄种植业在我国有了快速的发展。在、辽宁、天津和北京等地，种植品种和规模都在逐年扩大。葡萄种植面积的增大、产量的提高，极大地丰富了市场，也成为农民脱贫致富的一条有效途径。但长期以来，葡萄的种植管理等生产环节中，大都以人工手工作业为主，劳动强度大、生产效率低、生产成本高，这严重制约了葡萄产业化的发展进程。而在我国北方地区，尤以葡萄藤的冬前掩埋为最突出的需要机械化解决的问题。
1.1农艺技术条件 1.1.1葡萄的种植方式
葡萄为多年生落叶藤本植物，种植方式根据品种不同一般分为单壁篱架式和棚架式两大类。
（1）单壁篱架式。葡萄秧苗标准行距定值为3m或4m两种（一般株距为0.5m），以南北方向栽植。在每行秧苗东侧25cm距离沿行以5～6m间隔垂直埋设水泥立柱，水泥立柱地面以上高为2～2.5m。在立柱上从地面起每隔50cm间隔水平拉4或5道8#铅丝，供葡萄生长爬蔓攀附。
（2）棚架式。与单壁篱架式种植基本相同，区别主要是一般行距定植为5m，且在水泥立柱顶部沿东西方向拉有铅丝作为棚面，供葡萄藤向更长距离生长爬蔓。棚面一般高为
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2.0～2.5m。
1.1.2冬前埋藤传统作业方式
为保证葡萄安全越冬，在秋季葡萄下架后，需将藤蔓松绑剪枝后顺行放置于地表，由人工培土制造浅渠并灌水后，再以土掩埋防冻。传统作业方式是以人工用铁锹铲土覆盖并拍实。埋土量因地区性温度差异而有所不同。
1.1.3机组的通过性要求
（1）高度适应性。拖拉机与埋藤机具组成的作业机组（以下简称“机组”），在单壁篱架式葡萄园中作业高度不受；但在棚架式园中作业因受棚面，总体高度不能超过2m。
（2）宽度适应性。机组受葡萄种植行距的严格，考虑到机手驾驶操纵水平的不同，要求机组作业宽度控制在2m以内。
（3）纵向长度适应性。机组作业中的纵向长度，受葡萄园建设预留地头便道宽度对转向调头能力影响的，在机具设计中应尽可能降低总体结构的纵向长度。
1.1.4机组覆土质量的农艺要求
机具埋藤覆土应能形成的标准土垄截面为近似梯形：上宽为25～30cm，底宽为40～50cm，高度为25cm。
以覆土量大小为考察机具作业性能的主要技术参数，一般经一至二次作业达到覆土需
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土量为宜。机具单次作业每米土垄质量能否达到40kg，是为检验机具作业性能的主要标准。
1.2机具的设计要求
1.2.1配套动力的选择
考虑到葡萄行间土壤较坚实，铲土与送土所需动力较大，且拖拉机宽度受葡萄种植行距的严格，因此，选择SH-500型轮式拖拉机作为基本配套动力机型。
1.2.2整机设计要求
结构简单、外型美观、制造容易、强度可靠、安全系数高；尽量选用国家标准件及通用零部件；机具使用、调节、维护方便，使用可靠，便于安装和挂接。
2机具总体设计方及结构方案的选定
2.1总体设计方案
机组采用三点全悬挂正牵引式作业方式。机具前部挖沟取土，通过两级输送机构将土壤提升并抛送到机具一侧。机具的升降由拖拉机的液压操纵手柄来完成。机具的取土深度亦即埋藤覆土量由机具限深地轮的深浅来调整。
2.2主要结构
该机主要结构由悬挂牵引机架、动力输入变速箱、挖沟集土铲、纵向输送器、可换向横向输送器、抛土换向器、支承限深地轮、抛土距离控制板等部分组成。
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2.3作业机总体结构
作业机组总体结构示意简图见图1-1
图1-1机组整体结构示意简图
1拖拉机 2悬挂架 3主变速箱 4集土铲 5换向器
6纵向输送器 7限深轮 8横向输送器
2.4机组工作原理
机具作业时，拖拉机动力输出轴经主变速箱为纵向和横向输送机构提供动力。在拖拉机前进动力的牵引下，与地面保持一定入土角的挖沟集土铲被强制入土，在两藤行间刮取一定深度和宽度的土壤，集中并流向集土铲后下部的向后上方倾斜一定角度的纵向输送带上，经输送带提升、输送到可左右换向并距离地表有一定高度的横向输送带上，横向输送带在一定的转速下连续地将土壤抛向机具一侧。横向输送带两侧的抛土挡板可由机手根据机具作业实际需要抽拉并限定在合适位置，使机具抛出的土壤能够集中覆盖到需掩埋的藤蔓上，最后由置于机后一侧的整形器仿形，成为符合埋藤农艺要求的梯形土埂。抛土换向器经机手在地头换位，可使横向输送带实现左右方向的抛土换向。
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3机具的特点
（1）机组采用三点全悬挂式连接，机组作业时拖拉机承受部分机具重量和作业阻力，可改善拖拉机的牵引性能，结构紧凑、机动性好。
（2）应用链传动和带传动设计，机具结构和工作原理简单，整机国产标准件和通用件选用程度高，机具故障检查维修方便。
（3）机具设有抛土换向机构，可使机组在每个行间都能通过换向后进行覆土埋藤作业，满足了葡萄单壁篱架种植方式的埋藤作业特点
3.1机具作业的经济效益
按葡萄种植行距为4m进行分析计算。人工作业：1人10h可埋藤200m，单价按0.4元/m，则人工费用为80元/日，人工作业成本为2051元/hm2。机具作业：小时生产率为2.5～5.0km/h，一个作业季节可完成作业面积35hm2以上，机具的作业成本为420元/hm2，每公顷降低作业成本1631元。
3.2葡萄覆土机的选择要点
当前，国内生产的葡萄埋藤机有以下几种主要机型： 1MP-500型多功能葡萄埋藤机3LG型葡萄埋藤旋耕多用机、100PF-A型葡萄越冬覆土机、3MT-1.8型越冬覆土埋藤机、 PMT-75型葡萄埋藤机、MT200-2葡萄埋藤机。这些葡萄埋藤机，从工作原理上看，主要分两大类：一类是取土+输送覆土；另一类是旋耕取土直接抛送覆土。两大类各有特点，适应不同的葡萄埋藤作业要求。
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第一类采用取土+输送覆土工作原理的葡萄埋藤机，工作时，将旋送的土经纵向输送、横向输送到达需要掩埋的葡萄藤上，实现埋藤。这类葡萄埋藤机具，优点是适宜于较宽的葡萄种植行距，埋藤覆土高度较高，取土沟可以距离葡萄根部较远。缺点是作业效率较低，地头转弯大。
第二类采用旋耕取土直接抛送覆土工作原理的葡萄埋藤机，工作时，直接旋耕抛土到双侧绑好的葡萄藤上，实现覆土作业。优点是机具只工作一遍，即可完成埋藤作业，埋藤作业效率大大提高，适应一定的行距范围。缺点是仅适应葡萄单篱架种植、固定行距且行距较为一致，最高埋土高度在0.3米。其中，手扶单侧埋藤机可以适宜葡萄单篱架种植，行距在1.5米较小地块的葡萄埋藤作业。
葡萄种植用户可以根据自己葡萄种植的具体情况，冬季气温条件来选择使用葡萄埋藤机。
结论
随着农业种植业结构调整，葡萄种植业发展迅速，其不仅丰富了市场，满足了人们的消费要求和工业原料要求，且农民的收入获得较大幅度的增加。但是目前葡萄生产基本处于人工作业阶段，葡萄藤冬剪后须下架进行冬前掩埋，以防风干。其劳动强度大、效率低、作业质量差，是一项时效性强的作业，影响了葡萄种植业的进一步发展。据了解国外基本选择在气候适宜的地域种植，无须葡萄藤掩埋，也没有相应的机械可以借鉴，国内目前尚无专门的葡萄藤越冬掩埋机。2000年我国成立了课题组开始埋藤机的研究。根据旋耕机工作原理由动力驱动并切削土壤，加上抛土功能，使其堆土形状达到所需要的位置，埋藤后
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再浇水漫灌，目的是保墒，以防风干。
参 考 文 献
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