条带深松清垄秸秆混拌联合作业机的制作方法与工艺

本发明属于农业机械技术领域，特别是涉及一种条带深松清垄秸秆混拌联合作业机。

背景技术：
我国雨养旱地面积11.09亿亩，占全国耕地总面积56.8％，主要分布在东北、华北以及西北广大区域粮食主产区，其作物产量对保障国家粮食安全具有重要的战略意义。然而近三十年来，持续小型农机动力浅耕作业及农田重用轻养的掠夺性生产方式，导致耕层变浅、犁底层加厚、土壤缓冲能力减弱、水肥气热矛盾突出等耕层环境恶化、耕地质量下降问题日渐突出。雨养旱地普遍采用浅耕等不合理的耕作方式，引发了耕层结构性问题，耕层厚度普遍不足15cm，连年相同深度机械作业与碾压，也导致犁底层厚度与紧实度增加。有限的活土层与紧密的犁底层，不仅抑制作物根系生长，也造成雨水难于入渗、地表径流、风蚀水蚀加剧等；忽视有机物料投入与大量使用化肥的重用轻养生产方式，导致耕层功能性问题，土壤有机质含量降低、板结、耕性变差等；耕层结构与功能性障碍及相互间不协调的叠加效应，加剧了农田水肥气热矛盾，是制约旱作农田高产稳产与资源利用效率的关键症结。由此引发作物产量低、年际产量变幅大、资源利用效率下降等问题也日趋严重，已成为制约农作物高产稳产与资源高效利用的关键瓶颈。另一方面，农作物秸秆资源十分丰富,为了防止农民焚烧秸秆污染环境和火灾隐患，可将秸秆进行还田，使土壤中的有机质成增加,使土壤由板结型变为疏松型，增加透气性、透水性，提高抗旱保墒能力。但现有的灭茬机在还田过程中也存在一些问题，比如秸秆还田入土浅，如何将垄沟两侧一定幅宽范围内的秸秆清入垄沟内，目前还缺少收集效率高、动力消耗少的相应机具。为此针对耕层问题的深耕改土、间隔耕作、秸秆还田等技术，进行不同土壤相适应的合理土壤耕作制度与配套机具条带深松清垄秸秆混拌联合作业机的研制。

技术实现要素：
针对上述存在的技术问题，本发明提供一种条带深松清垄秸秆混拌联合作业机,它能同时在作业过程中一次可完成深松、清垄、混拌、镇压等项旱田整地秸秆还田作业，并且还能达到深松、清理垄台，秸秆还田、培肥地力，增强土壤有机质等作用。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种条带深松清垄秸秆混拌联合作业机，包括机架、变速箱、传动装置、安装于机架上由工作前端至后端依次设置的深松装置、清垄装置、混拌装置及镇压装置，深松装置的深松铲和混拌装置的刀盘组置于垄沟内，清垄装置置于垄侧位置，混拌装置的通轴通过传动装置连接变速箱的输出轴。进一步地，所述深松装置工作前端还设置有防缠草圆盘刀。进一步地，所述混拌装置包括通轴及在通轴上相同间隔设置的多个刀盘组，刀盘组的数量与深松装置深松铲的数量相同。进一步地，所述刀盘组由左、中、右三个刀盘构成，左、右刀盘的刀片位于一侧，相对交错安装，中刀盘的刀片分两侧间隔设置，三个刀盘刀片分别交错安装，形成螺旋线排列。进一步地，所述清垄装置是在清垄底座上设置两个具有夹角的清茬圆盘，清茬圆盘位于垄侧位置，入土2～3cm。进一步地，所述机架上混拌装置和镇压装置间还设置有挡土机构，所述挡土机构包括挡土板、挡板控制杆和弹簧，挡土板一端铰接在机架上，另一端连接挡板控制杆，挡板控制杆上套装有弹簧，端部伸出机架上的安装孔，沿安装孔往复运动。进一步地，所述挡土板为斜板，端部为弧型。进一步地，所述镇压装置为笼型辊，即在两圆盘间沿圆周均匀设置多个条形杆构成，经笼型辊镇压土壤后形成虚实相间土壤耕层。进一步地，在工作前端机架一侧还设置有限深装置，所述限深装置包括限深轮和安装架，所述限深轮通过带有调节孔的安装架连接在机架上。进一步地，所述安装架包括限深杆、限深底座及U型螺栓，限深杆一端连接限深轮，另一端连接限深底座，限深底座上连接有U型螺栓，通过U型螺栓连接在机架上；所述限深杆上开有多个高度调节孔，与限深底座配合连接，调节限深轮的安装高度。本发明的有益效果为：本发明能同时在作业过程中一次可完成深松、清垄、混拌、镇压等项旱田整地秸秆还田作业，并且还能达到深松、清理垄台，秸秆还田、培肥地力，增强土壤有机质的作用，有效地防止了秸秆的焚烧。按本发明研制的机具，实现一机联合作业，有效提高大、中型拖拉机的利用率，有效解决耕层问题的深耕改土、间隔耕作、秸秆还田等技术问题。附图说明图1是本发明的立体结构示意图图2是本发明的平面结构示意图。图3是图1中混拌装置结构示意图。图4是图1中深松装置结构示意图。图5是图1中限深装置结构示意图。图6是图1中清茬装置结构示意图。图中：1.上悬挂，2.深松装置，21.凿型铲，22.铲柱，23.圆盘刀，24.刀架，25.U型螺栓，3.下悬挂，4.清垄装置，41.U型卡，42.清垄底座，43.清茬圆盘，5.限深装置，51.限深轮，52.限深杆，53.限深底座，54.U型螺栓，6.变速箱，7.混拌装置，71.通轴，72.左刀盘，73.中间刀盘，74.右刀盘，8.镇压装置，9.机架，10.万向节传动轴，11.挡土板，12.挡板控制杆，13.弹簧。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。实施例：如图1所示，本发明一种条带深松清垄秸秆混拌联合作业机，包括机架9、变速箱6、传动装置、安装于机架9上由工作前端至后端依次设置的深松装置2、清垄装置4、混拌装置7及镇压装置8，深松装置2的深松铲和混拌装置7的刀盘组置于垄沟内，清垄装置4置于垄侧位置，混拌装置2的通轴71通过传动装置连接变速箱6的输出轴。如图4所示，所述深松装置2工作前端还设置有防缠圆盘刀23。圆盘刀23通过刀架24连接在深松铲工作前端。深松装置2是将被混拌的垄沟进行深松，由于土壤板结、硬化和缠草，在前面加装圆盘刀减少深松铲的入土阻力，防止铲柱断裂减少功率消耗。深松铲入土的最大深度为25cm，在垄沟作业，前方圆盘刀入土在10cm左右即可，也可根据秸秆的堵塞情况进行上下调整。如图3所示，所述混拌装置7包括通轴71及在通轴71上相同间隔设置的多个刀盘组，刀盘组的数量与深松装置深松铲的数量相同。混拌装置7的作用是将垄沟里的碎秸秆和土壤混拌，只在垄沟内安装混拌刀具。作业深度为15cmm以上，采用刀盘式C型刀正旋在垄沟内进行混拌(土壤与秸秆)，深度可随限深轮进行调节。所述刀盘组由左、中、右三个刀盘构成，各刀盘为C型刀结构，左、右刀盘72、74的刀片位于一侧，相对交错安装，中刀盘73的刀片分两侧间隔设置，三个刀盘刀片分别交错安装，形成螺旋线排列。使地表秸秆混拌至地下15cm，混拌效果好。如图5所示，所述清垄装置4是在清垄底座42上设置两个具有夹角的清茬圆盘43，清茬圆盘43清茬圆盘位于垄侧位置，入土2～3cm，根据实际情况进行调节，将垄台上的秸秆拾捡到垄沟里进行集中处理。可根据农艺要求调整深浅，深浅调整是通过清茬圆盘43连接杆上的调节孔上下串动实现。清垄底座42通过U型卡41连接在机架前梁上。如图1、图2所示，所述机架9上混拌装置7和镇压装置8间还设置有挡土机构，所述挡土机构包括挡土板11、挡板控制杆12和弹簧13，挡土板11一端铰接在机架9上，另一端连接挡板控制杆12，挡板控制杆12上套装有弹簧13，端部伸出机架9上的安装孔，沿安装孔往复运动。所述挡土板11为斜板，端部为弧型。如图2所示，在工作前端机架9一侧还设置有限深装置5，所述限深装置5包括限深轮51和安装架，所述限深轮51通过带有调节孔的安装架连接在机架9上。如图6所示，所述安装架包括限深杆52、限深底座53及U型螺栓54，限深杆52一端连接限深轮51，另一端连接限深底座53，限深底座53上连接有U型螺栓54，通过U型螺栓54连接在机架上。所述限深杆52上开有多个高度调节孔，与限深底座53配合连接，调节限深轮51的安装高度。如图1所示，所述镇压装置8笼型辊，即在两圆盘间沿圆周均匀设置多个条形杆构成,经笼型辊镇压土壤后形成虚实相间土壤耕层，增加土壤的透气性。是将混拌后的土地压实，防止图中的秸秆被吹飞，减少土壤的水分蒸发。其安装高度可较垄沟高6～8cm，也可随实际还田量进行调节。本发明与拖拉机通过上悬挂1和下悬挂3挂接，用万向节传动轴10将拖拉机的动力传给机具。拖拉机动力经动力输出轴、万向节总成传至传动箱主动轴，经变速箱6减速并改变方向，将动力传递给动力输出轴，通过平键轴与混拌装置7的通轴71连接，最终把动力传出，驱动旋耕刀轴旋转工作。拖拉机的选用标准为外轮距小于150cm，且发动机功率为50kW以上。机具外型尺寸(长×宽×高)：1692mm×2250mm×1346mm，配套动力为35～70kW，工作幅宽为150cm，深松深度为18～25cm，生产效率为7～10亩/小时，刀轴回转半径R＝300mm，刀轴转速机器前进速度为vm＝2～6km/h＝0.55～1.66m/s，速比λ＝Rω/vm＝17.12～5.67。由传统旋耕机的切土节距经计算后得出，混拌还田机的刀轴应采用正转且转速为300转左右。设计时取拖拉机后输出轴转速为540转/min,减速箱采用一对锥形齿轮进行减速，传动比为54:31。