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第七章 保护地和田间管理机械 第一节概述
随着农业生产的飞速发展，如何提高土地的利用率及如何提高土地单位面积的产量越来越受到人们的重视，加强土壤保护及作物田间管理已成为丰收增产的重要措施，新的耕作栽培制度不断地取代传统的耕作栽培制度，保护地和田问管理机械得到了发展。本章将主要介绍地膜覆盖机、中耕机、开沟机等田间作业机具的类型、结构特点和工作原理等。 地膜覆盖是一项新的保护地面的栽培技术。它是把厚度只有0．012～0．015mm的塑料薄膜，用人工或机械的方法紧密地覆盖在作物的苗床(畦或垄)表面，以达到增温、保墒、护根、保苗、抑制杂草滋生、促使作物早熟增产的目的。 农作物在苗期生长过程中，需要进行作物行间除草、松土、问苗及对作物根部进行培土等田间管理作业，这些作业通常称之为中耕。中耕的目的是及时改善土壤状态，蓄水保墒，消灭杂草，为作物生长发育创造良好的条件。 第二节 地膜覆盖机 一、地膜覆盖的农业技术要求 地膜覆盖栽培是在50年代随着农用塑料薄膜的产生而兴起的一项先进农艺。地膜覆盖不仅可以提高地温、阻止土壤水分蒸发，还能防止雨水冲刷和土壤板结，使土壤保持疏松状态。这既有利于作物根系的发育和深扎，又为好气性微生物创造了适宜的环境，从而促进土壤中的有机物和腐植质分解，为农作物丰产提供良好的基础，这也是地膜覆盖能增产的主要原因。 地膜覆盖的农业技术要求是： 1．良好的整地筑畦质量，畦表层土壤尽量细碎，畦形规整(以横断面呈龟背形为佳)。 2．薄膜必须紧贴畦面且不得被风吹跑。 3．薄膜质量要好，厚度适中(以0．012～O．015mm为佳)。 4．薄膜尽量绷紧覆盖泥土要连续、均匀。 5．耕整地后，越早覆盖其效果越好。 二、地膜覆盖机的类型及一般构造 由于地膜覆盖栽培技术的推广和应用，地膜覆盖机械化的发展非常迅速，机械铺膜与人工铺膜相比具有以下优点： (1)机械铺膜畦面整齐光滑、铺得严、贴得紧、压得实。 (2)作业连续性强。可在五、六级风的条件下照常作业，而人工铺膜在四级风时就不好作业。 (3)效率高。大中型拖拉机牵引的地膜覆盖机可提高工效50～60倍；小型拖拉机牵引的地膜覆盖机可提高工效25倍左右；人畜力牵引的地膜覆盖机提高工效15倍左右。 (4)可降低作业成本，具有明显经济效益。 目前我国各地研制的各种类型地膜覆盖机具已达四十多种，名称繁多，型号各异，尚无统一标准，但其工作原理和使用方法基本相同。按动力方式不同分为人力式、畜力式和机动式三种类型。按完成作业项目可分为单一地膜覆盖机、作畦地膜覆盖机、播种地膜覆盖机、旋耕地膜覆盖机和地膜覆盖播种机等五大类。 1．地膜覆盖机的一般构造典型的地膜覆盖机主要由下列部件组成。旋耕部分：用以保证整地质量，使土壤细碎。整形部分：用以保证畦形尺寸符合农艺要求，它一般由三块钢板组装而成，其畦宽、畦高均可调整。膜辊装卡部分：具有弹性顶销，使膜辊装卡简便，转动灵活。压膜部分：其作用是将膜展平，拉紧并与畦面贴严，该装置一般为泡沫塑料压膜轮或橡胶压膜轮。覆土部分：其作用是将膜边用土压紧，一般为圆盘覆土器或铧式覆土器。由于功能及作业方式的不同，地膜覆盖机的结构又有些不同。 (1)单一地膜覆盖机该机主要由机架、悬挂装置、开沟器、挂膜架、压膜轮和覆土器等部件组成(图7～1)。工作时能在已耕整成畦的田地上一次完成开沟、覆膜、覆土等作业。 (2)作畦地膜覆盖机该机是在单一地膜覆盖机上增添作畦和整形装置(图7—2)。作业时可在已耕整过的田地上可一次完成作畦、整形、覆膜及覆土等多项作业。 (3)播种地膜覆盖机将定型的播种机和地膜覆盖机有机组合为一体，在已耕整田地能一次完成播种、镇压和覆膜作业。 (4)旋耕地膜覆盖机该机集旋耕、作畦、整形、覆膜及覆土于一体的复式作业机具，适用于覆膜后打孔播种和孔上盖土作业。
图7一1人畜力地膜覆盖机 1．机架2．地膜卷芯轴3．手柄4．球面圆盘开沟器5．塞膜轮 6．球面圆盘覆土器
图7一2作畦地膜覆盖机 1．悬挂装置2．机架3．挡土板4．覆土器5．压膜轮6．展膜机构7．挂膜架8．镇压器 9．开沟器10．整形板1．收土器 (5)地膜覆盖播种机这种机型是先覆膜然后在膜上打孔播种并在孔上盖土。出苗后不需人工放苗．省工安全，能保证苗齐、苗壮、苗全，适用于大面积地膜覆盖播种作业(图7 3)。 2．地膜覆盖机的工作原理地膜覆盖机的类型及构造不尽相同，但其工作原理基本相同。如图7—2所示，覆盖地膜前，先将地膜覆盖机下降到工作高度，拉出一部分地膜埋好，起步后，在拖拉机的牵引下，收土器将地表耕整过的松软土由畦两侧向中间推移，形成地垄。人字形整形板将地垄土分向两侧，形成畦面并将畦面抹平。开沟器按畦宽要求在畦两侧将土外翻，开出地膜沟。镇压器将畦面压实，把土块压碎，压不碎的土块及石头等硬物压入畦面土中，为覆膜提供良好条件。摆动式挂膜架的摆动臂将膜挟住，随膜卷变细而向下移动，使膜卷始终沿畦面向前滚动，防止作业时风吹进入膜下。展膜机构靠重力紧压在膜上向前滚动，将膜纵向拉紧疏平，消除皱褶并起防风作用。压膜轮将地膜两边压入地膜沟，防止风从两侧吹入膜下，其侧向力将膜横向拉紧。覆土犁铧将向内翻土压在展开、的地膜两边，将地膜埋好。挡土板将有效地控制覆土不抛向畦面深处，从而保证采光面宽度，致此，全部覆膜作业完成。
图7-3地膜覆盖播种机 1．主梁2．肥料箱3．座位4．薄膜 5．点播滚筒6．盖土轮7．覆土圆盘 8．展膜轮9．铺膜辊10．镇压滚11．开沟圆盘12．滑刀式施肥器13．框架 三、覆膜原理及固膜方式 地膜覆盖机的工作质量好坏主要取决于覆膜的质量和薄膜的固定程度。地膜覆盖机利用压膜轮将塑料薄膜紧贴在畦面上，其工作原理如图7-4所示。工作时压膜轮行走在畦两侧斜面下部，压力P被分解为N及R，薄膜在R力的作用下于横向被紧贴在畦上；同时由于放膜架的回转阻力，使薄膜在纵向被拉紧，于是随着机器的前进使薄膜紧贴在畦面上。压膜轮也可以是圆柱形，表面采用泡沫塑料或其它软性材料，利用其在压力下的变形来与畦侧贴合，同时又可防止损伤薄膜。
图7—4压膜轮工作原理 1．压膜轮2．地膜3．畦面4．畦沟 就地膜覆盖机本身来说，除因性能和功能其结构有所不同外，在结构上差别最大的是薄膜固定装置。它的功用是将压膜轮形成的薄膜张紧状态固定下来且使之不易被风吹走。薄膜固定方式有三种(图7—5)，即覆土、嵌膜和绳索压边。覆土固定方式使用圆盘或犁铧首先开沟起土，将土向外翻，压膜轮将薄膜两侧边压在沟内，并将薄膜绷紧于畦面，然后由圆盘、犁铧或覆土板将起土部件起出的土覆入沟内压住薄膜。前面所介绍的几种类型的地膜覆盖机均属覆土固膜方式。由于这种固膜方式使用的是传统的工作部件，且对筑畦质量要求不高．所以被广泛采用。嵌膜式固膜法系利用嵌膜轮将薄膜两侧边直接压入畦侧土中。这种方法工作部件少，工作阻力小，而且在嵌膜的同时薄膜被绷紧，因此对压膜轮的要求不高，只需能压住膜即可；但嵌膜固定对筑畦质量要求高，同时农艺上对其是否影响作物生长尚有一定争论。绳索压边有点类似缝纫，但只有面线而无底线，绳索被插入土中一定深度从而将薄膜缝在地上。此法的优点是除膜方便，只要将绳子从土中抽出即可将薄膜揭除；但其机构复杂，故国产地膜覆盖机均未采用。
图7—5地膜固定方法 1．覆盖泥土2．地膜3．沟底4．绳索 第三节中耕机 一、中耕的农业技术要求 中耕除草是我国农业精耕细作的重要环节之一，其主要目的是及时改善土壤状况，蓄水保墒，消灭杂草，提高地温，促使有机物的分解，为农作物的生长发育创造良好的条件。中耕作业的内容主要包括作物的行间除草、松土、培土和间苗。中耕作业可分为全面中耕和行间中耕两类。全面中耕是指休闲地和冬耕地春播前的除草及松土保墒工作。因我国休闲地少，很少进行全面中耕。行间中耕作业主要包括：松土、除草、间苗和培土等。根据作物生长过程的不同要求，有时着重除草，有时着重于松土，有时则需要同时完成除草、松土和培土等多项作业。 中耕作业的农业技术要求如下： 对于行间中耕的要求是：除净杂草．不伤及幼苗，表土松碎且不伤害作物根系；土壤位移要小，以利于保墒；中耕机能满足不同行距的要求，中耕深浅一致。调节方便，行走直，不摆动，仿形性好。 对于全面中耕的要求是：能够除尽杂草，松碎表土，不漏耕；不堵塞。 二、中耕机的类型及一般构造 中耕机的种类很多，按动力可分为人力、畜力和机力三种类型。机力中耕机又根据与拖拉机的连按形式分为牵引式、悬挂式和直连式三种。按工作条件可分为旱地中耕机和水田中耕机两大类。按工作性质可分为全面中耕机、行间中耕机、通用中耕机、间苗机等类型。此外还有播种中耕通用机、中耕培土机及中耕施肥机等。按工作部件的工作原理可分为锄铲式中耕机和回转式中耕机两类。
图7～6 2BZ-4／6型播种中耕通用机中耕状态 1．地轮2．悬挂架3．方梁4．平行四连杆 仿形机构5．仿形轮纵梁6．双翼铲7．单翼 铲8．仿形轮 传统的行间中耕机的工作部件是单、双翼铲、松土铲及壁式培土铲等，均属于直线运动的被动工作部件。它们具有结构简单、能量消耗低等优点，在土壤条件较好的情况下能满足农艺要求。但在粘重土壤、浇水后的板结地块及杂草较多的地块则很难达到农艺要求。驱动式中耕机的工作部件与旋耕机的刀齿相似，刀滚按行分组排列。驱动式旋转工作部件与锄铲式工作部件相比，其优点是：碎土性能好，不易缠草，耕后地表平整，适用于粘性土壤。 1．旱地中耕机 目前我国北方地区普遍采用播种中耕通用机，它具有中耕、中耕追肥、中耕培土及播种施肥四种技术状态，可大大提高机器的利用率。现以2BZ一4／6型播种中耕通用机的中耕状态为例，来说明行问中耕机的一般构造(图7—6)。 中耕状态主要用于除草和松土。中耕机由机架和中耕单组两部分组成。每个中耕单组由一组中耕部件和一个仿形轮组成，并通过四杆仿形机构与机架(主梁)相连接。由于单组仿形，所以对地面不平的仿形效果好。在机架主梁上装有悬挂架和行走轮。 2．水田中耕机水田中耕是水稻增产的重要措施，其作用是消灭杂草，松土烂泥，以促进水稻生长。水田中耕是在秧苗返青、分蘖初期到封行前的禾秆拔节期间进行的。中耕时间及次数应根据水稻品种特性、土壤质地、气候条件及杂草生长情况而定，一般需进行三次行间中耕，中耕深度为2～6cm。 目前我国研制的水田中耕机类型很多，较常见的一种类型是工作轮驱动型水稻中耕机，其工作部件为回转卧式除草轮(图7—7)。
图7—7驱动型水稻中耕机 1．除草轮2．锥齿轮箱3．传动轴4．减速器5．离合器6.发动机 7．扶手8．停车按扭9-油箱10.支承限深板 驱动型水稻中耕机一般由发动机、传动机构、工作部件、限深支承板及操纵部分等组成。该机型的工作部件为卧式除草轮，轮上装有中耕齿，轮齿直径为360～420cm。工作轮上装有6～8排中耕齿，每排3～4齿。各除草轮上和同一除草轮上各排中耕齿均为交错排列，以提高中耕机的行走均匀性和除草效果。中耕齿有弧形齿、球面弧形齿、蒲滚式直齿和弧形刀齿等形式。除草轮转速一般为120～140r／min。 驱动型水稻中耕机是采用小型动力驱动中耕除草轮对地面产生滚压和一定的滑移量来进行中耕除草作业的。 三、中耕机的工作部件 中耕机的工作部件为锄铲式和回转式两种类型。其中锄铲式应用较广，按作用可分为： 除草铲、松土铲和培土器三种类型。 1．除草铲 除草铲主要用于行间第一、二次中耕除草作业，起除草和松土作用。它可分为单翼铲、双翼铲和通用双翼铲三种形式(图7—8)。 单翼铲主要用于作物早期除草作业，工作深度一般不超过6cm。单翼除草铲由水平锄铲和竖直护板两部分组成(图7—8a)。锄铲用于锄草和松土，护板用于防止土块压苗，因而可使锄铲安装位置靠近幼苗，增加机械中耕面积。护板下部有刃口，可防止挂草堵塞。单翼除草铲有左翼铲和右翼铲两种类型，中耕时要对称安装分别置于幼苗的两侧。
图7—8除草铲的类型 (a)单翼除草铲 (b)双翼除草铲 (c)双翼通用铲 双翼除草铲(图7—8b)作用与单翼除草铲相同，工作深度8cm。除草作用强而松土作用较弱。其特点是入土角α和碎土角β都很小，它一般由双翼铲刀和铲柄组成。工作时常与单翼除草铲组合用于中耕作物的行间耕作。 双翼通用铲(图7—8c)则有较大的入土角a和碎土角β，因而可以兼顾除草和松土两项作业，工作深度可达8～12cm，结构与双翼除草铲基本相同。 除草铲的主要参数包括铲的翼张角γ，碎土角β和入土角α等。 翼张角γ是指除草铲铲刃与机组前进方向在水平面内的夹角。翼张角的大小是根据除草铲工作时草根能沿刃口进行滑切而又不缠草的原则来确定的。 设ψ为草根与铲刃的摩擦角，工作时，P为土壤及草根对铲刃的反作用力(图7—9)，该力可分解为沿铲刃的分力T和对刃口的正向压力N。其中T使草根向后滑移，F为阻止草根向后滑移的摩擦力，因此有：
图7-9翼张角的确定
要使草根能沿铲刃口向后滑移，则必须T>F 即
或
故
根据试验，一般杂草对金属刃口的摩擦角ψ约为45o，故有γ<45 o又因土壤质地不同，也直接影响草根的向后滑移。所以)，角还应根据土壤状况加以修订，为了保证刃口具有较好的滑切性能，除草铲的翼张角γ一般取为30 o～35 o左右。γ角过小易使草根轻易滑出刃口而无法切断，过大则增加工作阻力，因此，粘重土壤中γ应选小值，砂质土中可稍大些。 碎土角β和入土角α的大小，应按照保证土壤疏松又不将底层土翻到地表层的要求来选择。碎土角α在砂土中可取18 o～20 o；在中质壤土可取22 o～30 o，在重粘土中可取25 o～42 o粘重土壤采用较大值，是为了使土壤松散，但也不易过大，过大就会加剧上、下土壤层的混乱。入土角α的大小将影响除草铲的切土阻力，“愈小愈省力，但入土深度也愈 浅。单翼铲入土角α一般为23 o～35 o；双翼铲入土角α一般为9 o～]6 o．
图7-lO松土铲的类型 (a)箭形松土铲 (b)尖头松土铲(c)凿形松土铲 (d)铧式松土铲 2．松土铲松土铲主要用于 中耕作物的行间松土，它可使土壤，疏松但不翻转，松土深度可达16～20cm。松土铲由铲头和铲柄两部分组成。铲头为工作部分，它的种类很多，常用的有凿形松土铲、箭形松土铲、铧形松土铲和尖头松土铲等类型(图7～10)。 (1)箭形松土铲铲尖呈三角形，工作面为凸曲面，耕后土壤松碎，沟底比较平整，阻力比较小，应用比较广泛。 (2)尖头松土铲铲尖单独制成，两头开刃，磨损后易于更换，可调头使用。 (3)凿型松土铲松土铲的铲尖呈凿形，铲尖与铲柄为一整体，也可将铲柄与铲尖分开制造，再用螺栓连接，便于磨后更换。凿形松土铲的宽度较窄，它是利用铲尖对土壤作用过程中产牛的扇形松土区来保证松土宽度，工作深度可认1 8～20cm。
图7一ll双壁式曲面培土器 1．铲柱2．右培土壁3．右调节臂4．左调节臂5．左培土壁6．铲尖 7．铲胸 (4)铧式松土铲铲尖呈三角形，工作曲面为凸曲面，与箭形松土铲相似，只是翼部向后延伸得比较长。这种松土铲只适于东北垄作地第一次中耕松土作业，应用不太广。 3．培土器培土器主要用于中耕作物的根部培土和开沟起垄。按工作面的类型可分为曲面型培土器和平面型培土器两类。 (1)曲面型培土器它一般由铲尖、铲胸、左右培土壁和铲柄等组成(图7-11)。该培土器的左右曲面培土壁开度可调，以适应不同垄沟尺寸的作业要求。作业时可使行间土壤松碎，翻向两侧，完成培土或开沟工作。这种培土器工作阻力小，常用于北方平原旱作地区。
图7一12平面铧式培土器 1．三角犁铲2．分土板3．铲柄4．调节板5．固定销6．培土板 (2)平面型培土器它由三角形铧、分土板和两个培土板组成(图7—12)。两个培土板左右对称配置，开度可调，特别适于东北垅作地区的作物中耕培土作业。由于铲胸(分土板)和培土板均为平面，故称平面型培土器。 四、工作幅宽的选择及锄铲的配置 1．工作幅宽的选择确定中耕机的工作幅宽时，应考虑与其相配套的拖拉机的牵引力。即中耕机的总工作幅宽和配套拖拉机的功率相适应，总幅宽过大，拖拉机将无法牵引；总幅宽过小，又不能充分发挥拖拉机的牵引力。通常可按下式确定中耕机的工作幅宽B：
式中P——拖拉机的牵引力(N)； k——中耕机的单位工作幅宽的阻力，即中耕比阻(N／m)，见表7—1。 当估算中耕机的牵引阻力P时，可以用下式确定： 全面中耕机：
行间中耕机：
式中e——护苗带宽度(m)，见表7—2； m——中耕行数。 表7一l 中耕作业土壤单位阻力
表7—2几种工作部件护苗带e的参考数值
2．中耕锄铲的配置 中耕机在进行全面中耕时，应不漏耕、不重耕、不被杂草和土块堵塞；在进行行间中耕时，应不损伤作物植株。为达到上述要求，中耕锄铲常配置成两列，并使前后列保持一定的距离。在计算相邻锄铲之间的距离时，要保证在工作部件作用下，土壤变形区域有若干的重叠量。因此锄铲的前后，左右之间的距离，应根据中耕锄铲产生的土壤变形影响区的状况来确定。 图7～13为土壤变形区的边界立体图。ABEF是与锄铲法线成ψ角的平面，ADE和BCF是与锄铲幅宽所限定的垂直面呈θ／2角度的平面。由图7—14得：
图7—13土壤变形区界限立体图
图7—14土壤变形区的界线
式中 b1——变形区域的宽度； b——…锄铲的工作幅宽； a——中耕作业深度； ψ——土壤对金属的摩擦角，可取25o； θ——两侧破裂面间的夹角，可取50 o； α——锄铲的入土角。 上式说明变形区域的宽度与所耕土壤的类型，中耕作业深度及锄铲的入土角等因素有关。 锄铲前面的影响范围l可由下式确定：
式中lo—— 锄铲的伸出长度。 根据以上分析，并结合中耕作业的农业技术要求，对中耕锄铲的配置可提出以下几点原则： (1)松土铲的横向配置(7—15a)在排成两列的情况下应符合：
式中B1——同一列的两个相邻锄铲中心线的距离。 (2)松土铲的纵向配置应符合：
式中L——前后列铲尖距。 (3)除草铲的配置采用与松土铲相同的原则，但在横向必须有一定的重叠△b，防止漏耕。重叠量可按下式计算(图7—15b)：
式中δ——中耕机前进时的偏角。 (4)配置行间中耕机锄铲时还必须保留一定宽度的护苗带S，以免中耕时伤及幼苗。护苗带的宽度因作物生长和根系的发育情况以及中耕机的操向机构是否灵敏而定。 第四节开沟机 一、开沟机的功用、特点及类型 开沟机主要用于开掘排灌渠道，也可用于植树造林时开掘带状植树沟．是实现农田水利化和田间管理机械化的重要机具，在北方旱作农业生产区域，利用各种类型的开沟机进行开沟作业，排水灌溉，防涝抗旱。在南方水田农业生产区域，田间开小沟排水，降低地下水位，是夺取三麦、油菜和绿肥等作物高产的重要措施，小形开沟机越来越受到广大农民的欢迎。
图7—15 中耕锄铲的配置 (a)松土铲 (b )除草铲 开沟机按工作部件和工作原理的不同，可分为铧式开沟犁和旋转式开沟机两大类。按与拖拉机的挂结方式分为牵引式、悬挂式和直连式三种类型。
图7—16开沟机 1．犁体2．调节丝杆3．牵引梁4．牵引臂5．牵引连接装置6．限深轮 二、铧式开沟机 1、一般结构及工作原理 铧式开沟机如图7—16所示，通过牵引连接装置即可实现开沟机与拖拉机的连接，又可对开沟犁体进行水平方向的调整和开沟深度调整，升降调节丝杆和限深轮起稳定开沟深度、调整入土角和运输支承作用。 开沟机工作时，前面的犁铧起土，分土板把土推翻到两侧，形成如图7—17所示的符合农艺要求的沟型。开沟犁体是开沟机的关键性工作部件，不但决定开沟的质量而且对开沟机的动力性能和经济性能影响也很大。开沟机犁体的主要参数如图7—18所示。 2．犁体的主要参数犁体的最大宽度B。。的大小取决于沟渠断面顶边宽度B的大小。 犁体最大高度Hmax可用下式计算：
式中a——开沟宽度； H——犁体胫刃线高度，H=h。 犁体工作曲面的设计主要采用试修法和水平直元线几何作图法。 3．铧式开沟机的牵引阻力铧式开沟机的牵引阻力一般由犁体工作阻力的纵向水平分力和行走轮的滚动阻力组成，一般可根据下式粗略估算：
图7—17沟形断面
图7一18开沟犁体的主要参数
式中k——挖掘比阻(N／cm2)，其值与犁体曲面参数、挖深、前进速度等参数及土 壤质地有关系。荒地一般为kw=11．8～19．6，熟地一般用kw= 4．9～9．8； A——挖掘截面积(cm2)。 三、旋转盘式开沟机 旋转盘式开沟机按齿盘数量可分为单圆盘式和双圆盘式两种，其结构和工作原理基本相同，现以1KSQ一35A／25型单盘旋转开沟机为例说明旋转盘式开沟机的一般结构和工作原理(图7—19)。 该机为直接连接前置式单圆盘开沟机，与手扶拖拉机配套，适合于砂粘土地区麦子、油菜、绿肥等旱地开沟，可一次完成切土、抛土、碎土、覆盖等工序。 工作时，手扶拖拉机动力通过发动机皮带轮向两路传递：一路经三角带、开沟机离合器和齿轮带动刀盘转动，刀盘上的直角犁刀和梯形犁刀便对土壤进行铣削和抛撒，由分土板导向分土，通过操纵机构控制刀盘的转动与停止；另一路通过三角带使行走皮带轮与手扶拖拉机的离合器相联接，通过拖拉机离合器来控制整机的行走与停止，从而完成开沟作业。 四、立轴螺旋开沟机 立轴式螺旋开沟机由开沟器、机架、刮泥板、档土栅等组成(图7—20)。开沟部件为直接安装在一根直立轴管上的两组螺旋刀片，集立铣、轴向提升、螺旋叶片惯性抛射等原理于一身，使开沟过程中的切削、提升和抛撒一次完成。工作时，碎土块呈条状沿螺旋线导向两面抛落。
图7—19 1KSQ-35A／25型开沟机 1．分土板2．皮带防护罩3．张紧轮4．操纵机构 5．机架6．齿轮箱7．刀盘8．限深轮
图7～20螺旋丹沟机 l、4．三角带2．附加带盘3．螺栓 5．开沟器6．螺旋刀具排档杆7．机架 8．开沟器撑杆9．尾轮10．挡土栅 11．刮泥板 五、松土暗沟机(鼠道犁) 农田排水分明渠排水与暗渠排水。暗渠排水与明渠排水相比具有下列优点：1地下水位下降速度快；2使深层土壤的通气性得到改善，可提高土壤温度及改良土壤结构；3改善犁底层的透水透气性能，又不会使下层生土翻到耕作层内，防渍效果好；4可提高土地利用率。暗渠排水主要采用暗管排水与暗沟排水(或鼠道排水)，鼠道是不需衬砌的地下排水道，施工时不用开沟，直接利用暗沟机(又称鼠道犁)挤压土壤而成。它的特点是施工速度快，造价低，特别是在地面坡度小，透水性差的重粘土地区和水旱轮作区，利用暗沟机进行暗沟排水作业更为适宜有效。 1．松土暗沟机的功用 用于地面以下35～45cm处深松犁底层土壤，开出暗沟，排除土壤潜层水和地面积水，降低地下水位，减轻渍害，改善土壤的物理性状，提高土地利用率，为作物生长及农业丰收创造条件。 2．松土暗沟机的类型按照机具工作特点，松土暗沟机可分普通型和振动型两大类。 3．松土暗沟机的一般构造及工作过程 (1)普通型松土暗沟机主要由悬挂架、方梁、主架、刀架、圆犁刀、柄形犁刀、松土铲和塑孔器等组成(图7—21)。工作时，先由圆犁刀将上土层切开，再由柄形犁刀向土壤纵深切开一条垂直缝隙，犁刀下端的松土铲将土向上颓松并在下部开出一条矩形沟槽，随行的锥形塑孔器将此沟槽向四周扩展压成所需的圆形暗沟。 (2)振动式松土暗沟机主要由动力输入轴、机架、振动凸轮、从动滚轮、振动架、压缩弹簧、固定刀刃、塑孔器、振动刀刃、圆犁刀和限深轮等构成(图7-22)。
图7—21松土暗沟机 1．方梁2．悬挂架3．主梁4．圆犁刀5．柄形犁刀6．锥形塑孔器7．松土铲
图7—22 振动式松土暗沟机 l.输入轴2．振动凸轮3．从动滚轮4．振动架5．联结件6．压缩弹簧7．固定刀刃8．塑孔器9．振动刀刃 10．缺口圆犁刀11．限深轮 振动式松土暗沟机工作时，由拖拉机动力输出轴将动力传给振动凸轮使之旋转，并带动从动滚轮上下振动。由于振动架与从动滚轮相联，所以围绕支点作前后振动，即带动刀刃切割土壤。固定刀刃的作用是吸收振动，塑孔器在振动刀刃开过的膨松土壤中挤压土壤而形圆形排水鼠道。压缩弹簧的作用是保持振动凸轮与从动凸轮接触时不产生冲击噪音，缺口圆犁刀对于坚硬及留茬地具有较强的切土入土能力，有利于振动刀刃及松土铲入土和深松土壤。限深轮用以控制作业深度。 由于工作部件是在振动状态下工作的，可减轻阻力35％～45％，加大开沟深度，提高作业速度，降低能耗。 参考文献 [1]中国农业机械化科学研究院，农业机械设计手册(上下册)，北京：机械工业出版社，1988 [2]镇江农业机械学院，农业机械学，北京：中国农业机械出版社，1982 [3]北京农业机械化学院，农业机械学，北京：农业出版社，1981 [4]R·A·凯善纳等(崔引安等译)，农业机械原理，北京：机械工业出版社，1978 [5]农业机械编写小组，农业机械，北京：北京人民出版社，1978 [6]华国柱等，当代农机实用新技术，北京：农业出版社，1987 [7]李振芬，京HK一14型开沟机，农业机械学报，1991(1)：104～105 [8] A·B·卢里耶等(袁佳平等译)，农业机械的设计和计算，北京：中国农业机械出版社，1983
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