摘要當(dāng)前水田除草劑苗間除草裝置雖然除草效率比較高，但是傷苗率也比較高。文章針對(duì)機(jī)械除草裝置進(jìn)行相關(guān)調(diào)查分析研究，結(jié)合除草裝置的工作原理、除草原理，對(duì)彈齒盤進(jìn)行仔細(xì)研究，進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)、仿真試驗(yàn)，從中探究提高除草率和降低傷苗率的除草裝置設(shè)計(jì)。

　　關(guān)鍵詞水田除草;除草裝置;仿真試驗(yàn)

　　1苗間除草裝置的設(shè)計(jì)

　　1.1除草裝置的總體結(jié)構(gòu)

　　關(guān)于水田除草機(jī)苗間除草裝置的設(shè)計(jì)，主要的組成結(jié)構(gòu)有9個(gè)：分別是苗間除草彈齒盤、軟軸傳動(dòng)管、從動(dòng)鏈輪座、球鉸聯(lián)軸器、從動(dòng)鏈輪、主動(dòng)鏈輪、換向裝置、液壓懸掛系統(tǒng)以及安裝架。

　　農(nóng)業(yè)論文投稿刊物：中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)(雙月刊)雜志創(chuàng)刊于1957年，是農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所主辦的我國農(nóng)機(jī)化工作的指導(dǎo)性和權(quán)威性刊物。

　　1.2除草裝置的工作原理

　　水田秧苗苗間除草裝置的工作原理：通過軟軸來帶動(dòng)除草彈齒盤進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，然后再通過彈齒盤的轉(zhuǎn)動(dòng)來將秧苗苗間的雜草根部帶出。在帶出雜草根部過程中，旋轉(zhuǎn)所帶出的泥土?xí)�將雜草覆蓋，從而達(dá)到除草的目的。由于水田的除草作業(yè)一般都會(huì)在秧苗移栽完第7d才進(jìn)行，此時(shí)水田中的秧苗生長情況要比雜草的生長情況好，所以這個(gè)時(shí)候可以用彈齒盤來將雜草除去，又不會(huì)將秧苗帶出。雖然在除草過程中，始終會(huì)伴隨著傷苗的現(xiàn)象，但是秧苗在之后的正常生長當(dāng)中可以自行恢復(fù)，不會(huì)對(duì)秧苗的正常生長造成不良的影響。

　　水田苗間除草裝置的動(dòng)力傳遞過程主要是，通過拖拉機(jī)來進(jìn)行動(dòng)力輸出，然后通過萬向節(jié)傳動(dòng)軸來將原輸出的動(dòng)力傳遞到除草機(jī)的換向器當(dāng)中，然后再通過換向器來將動(dòng)力進(jìn)行垂直換向。動(dòng)力在換向過程中，可以通過換向器的左右輸出軸來進(jìn)行動(dòng)力輸出，然后再通過主動(dòng)鏈輪將動(dòng)力傳遞到被動(dòng)鏈輪，被動(dòng)鏈輪軸就會(huì)通過萬向節(jié)的作用來將動(dòng)力傳遞到鋼絲軟軸當(dāng)中。此時(shí)，鋼絲軟軸的動(dòng)力就會(huì)驅(qū)動(dòng)苗間除草彈齒盤進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，使得彈齒盤能夠在垂直于前進(jìn)方向的平面內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到除草。

　　在除草裝置運(yùn)作過程中，要了解機(jī)械部件的連接順序，動(dòng)力是由拖拉機(jī)進(jìn)行輸出的，然后再傳遞到換向器，再通過換向器的作用來將動(dòng)力傳遞到鏈輪，然后再傳遞到軟軸支撐座。軟軸支撐座上的小舟就可以通過和聯(lián)軸器和鋼絲軟軸之間的共同作用來將動(dòng)力傳遞到除草機(jī)的彈齒盤中，從而完成動(dòng)力的傳遞。一般情況下，彈齒盤的轉(zhuǎn)速和方向都會(huì)和拖拉機(jī)輸入軸的輸入值相對(duì)應(yīng)。在整個(gè)動(dòng)力傳遞過程中，除草機(jī)的動(dòng)力都是靠拖拉機(jī)的動(dòng)力輸出軸進(jìn)行傳遞，在除草作業(yè)過程中，如果需要改變彈齒盤的轉(zhuǎn)速時(shí)，可以通過調(diào)整拖拉機(jī)的動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)，從而得到作業(yè)人員需要的作業(yè)轉(zhuǎn)速，保證除草作業(yè)的正常進(jìn)行。

　　1.3關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

　　秧苗的根部主要有主根和次生根，其中主根比較柔軟，只能夠承受得到拉力的作用力，所以當(dāng)除草彈齒盤在運(yùn)作過程中，秧苗的主根就會(huì)隨著彈齒進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)達(dá)到一定的位置時(shí)，秧苗的次生根就會(huì)給主根產(chǎn)生拉力的作用，從而使得秧苗的主根下端就會(huì)向上彎曲，從而起到避開彈齒推力作用的目的，所以當(dāng)彈齒盤在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，彈齒會(huì)劃離土壤，而秧苗的主根也不會(huì)受到傷害，可以保持完整。而秧苗的次生根一般都是一段橢圓形的粗壯根系，其力學(xué)的性質(zhì)和彈性體相類似，當(dāng)次生根受到外力影響的時(shí)候，會(huì)發(fā)生較小的形變，所以當(dāng)彈齒盤和秧苗的次生根之間發(fā)生接觸的時(shí)候，秧苗次生根就會(huì)受到彈齒的推力作用以及土壤的阻力，此時(shí)次生根就會(huì)隨著彈齒而脫離土壤，從而對(duì)秧苗造成了傷害，但是在最佳的時(shí)間內(nèi)，此時(shí)雜草，主要是稗草，還沒有進(jìn)入到分蘗期，所以除草過程中，稗草的主根就會(huì)受到影響，會(huì)隨著彈齒的轉(zhuǎn)動(dòng)而被打出到土壤之外，從而起到了除草的目的。

　　第一，彈齒盤主要有3個(gè)部件組成，分別是套筒、輪轂、彈齒，為了減少在除草過程中對(duì)秧苗造成過大的傷害，提高除草的效率，在進(jìn)行彈齒盤設(shè)計(jì)的時(shí)候，一般都會(huì)選用圓弧形的，并且具有一定傾斜角的彈齒盤，這樣才能保證彈齒盤在工作過程中，可以通過旋轉(zhuǎn)的作用來將雜草甩出土壤，還可以保證彈齒盤和秧苗之間實(shí)現(xiàn)不完全接觸，減少對(duì)秧苗的傷害，提高除草效率。

　　第二，在進(jìn)行換向器設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以使用螺旋傘齒來進(jìn)行換向，從而將傳動(dòng)的比例控制在1∶1，而通過拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸所傳出的速度可以通過傘齒來進(jìn)行垂直方向的換向，并且在換向器兩側(cè)進(jìn)行輸出。一般情況下，在進(jìn)行除草裝置設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)將齒輪箱的尺寸設(shè)計(jì)為190mm×190mm×192mm，兩端的動(dòng)力輸出軸直徑應(yīng)當(dāng)控制在25mm。

　　第三，在進(jìn)行鏈傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)的時(shí)候，工作人員要結(jié)合彈齒盤所需要的轉(zhuǎn)速以及拖拉機(jī)動(dòng)力軸的轉(zhuǎn)速大小來進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，然后通過計(jì)算來保證鏈輪的傳統(tǒng)比例在1∶1當(dāng)中。

　　第四，在進(jìn)行鋼絲軟軸傳動(dòng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，因?yàn)殇摻z軟軸是苗間除草部件當(dāng)中重要的動(dòng)力傳遞部件，所以在選擇鋼絲軟軸的時(shí)候，要保證軟軸能夠在最小彎曲角度下都能夠進(jìn)行工作。在滿足水田除草作業(yè)的相關(guān)要求前提下，工作人員要盡量減少軟軸的彎曲次數(shù)。但是當(dāng)前的除草裝置設(shè)計(jì)主要的技術(shù)則是鋼絲軟軸傳動(dòng)，并且通過球鉸聯(lián)軸器的配合來實(shí)現(xiàn)開展除草作業(yè)。通過鋼絲軟軸進(jìn)行傳動(dòng)，就可以簡化除草裝置傳動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)造，而球鉸聯(lián)軸器則可以適用于不同的地形和行距，從而更好地?cái)U(kuò)大除草裝置的使用范圍。

　　2苗間除草裝置的仿真試驗(yàn)

　　2.1仿真試驗(yàn)的條件

　　結(jié)合實(shí)際的水田環(huán)境進(jìn)行模擬，并且進(jìn)行秧苗的插秧工作，至于雜草，則主要采用人工播撒的方法，主要是稗草，在完成水田雜草環(huán)境模擬之后，則需要使用設(shè)計(jì)好的除草裝置進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中，除草裝置的彈齒個(gè)數(shù)、彈齒盤角速度作為參數(shù)進(jìn)行變量，其中選取除草率和傷苗率來作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)每組試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行3次的采集，然后取其中的平均值。除草率的計(jì)算方式是：作業(yè)前的雜草數(shù)量-作業(yè)后的雜草數(shù)量)/作業(yè)前的雜草數(shù)量×100%(1)而傷苗率的計(jì)算方式則是：(作業(yè)后傷苗數(shù)量+埋苗的數(shù)量)/作業(yè)前的秧苗總數(shù)×100%(2)

　　2.2仿真試驗(yàn)的結(jié)果

　　在試驗(yàn)過程中，采用了角速度為21rad/s的彈齒盤，然后計(jì)算出當(dāng)彈齒數(shù)量分別是3，4，5，6，7，8時(shí)的除草率以及傷苗率，當(dāng)彈齒盤的角速度在為21rad/s的時(shí)候，彈齒數(shù)量越多，其除草率就越高，但是傷苗率也越高。但是彈齒盤的角速度也會(huì)影響除草率和傷苗率，彈齒盤角速度不斷增加的時(shí)候，其傷苗率和除草率都在不斷地上升，所以不管是彈齒盤角速度還是彈齒個(gè)數(shù)，當(dāng)其在增加的時(shí)候，傷苗率和除草率都在不斷地增加，通過實(shí)驗(yàn)，得知當(dāng)彈齒個(gè)數(shù)在5，彈齒盤角速度在25rad/s的時(shí)候，所得到的除草率以及傷苗率都是符合相關(guān)要求的。因此，在進(jìn)行除草裝置設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以選擇角速度為25rad/s、彈齒數(shù)量為5的彈齒盤作為最佳的彈齒盤最佳設(shè)計(jì)。

　　3結(jié)束語

　　總而言之，為了提高水田秧苗的生長速度，加強(qiáng)對(duì)水田除草裝置的合理設(shè)計(jì)十分重要，在進(jìn)行苗間除草裝置設(shè)計(jì)的時(shí)候，既要提高除草率，又要降低傷苗率，這樣才能達(dá)到最佳的除草效果。

　　參考文獻(xiàn)

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　　作者：王深研