树木间断施肥机的研制

李良刚

摘 要：针对树木条沟施肥的缺陷，研制一台只在小树根系生长范围内施肥，生长范围以外不施肥的间断施肥机，这样不但可以节约肥料，又能减少对生态环境的破坏，实现机械化作业，降低劳动强度。

关键词：树木间断施肥机；控肥机构

中图分类号：S223.99 文献标识码：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.07.011

0 引言

树木的施肥方法很多，有土壤施肥、根外施肥、灌溉施肥等。土壤施肥又分为环状施肥、放射施肥、全圃施肥和条沟施肥。条沟施肥为树行间顺向开沟，一边开沟一边施肥，这种方法应用广泛，而且便于实现机械化作业。但是此方法有一定的缺陷，对于成片栽植的树林，由于小树株距较大，根系覆盖面积又小，根系间就会有很大的空隙，施在树木根系空隙间的肥很大部分不能被吸收，就会白白的浪费掉。新研制的树木间断施肥机可以很好地解决这一问题。

1 设计要求

对该施肥机的基本要求：施肥深度一般为15～25 cm；与树干侧距离30～60 cm；条施长度40～70 cm；施量可调。

该机可以采用拖拉机牵引或背负的方式，主要由机架、地轮、铧式开沟器、覆土器、镇压器、肥箱和控肥机构组成。机架是施肥机的主体，由型材焊接而成，其它部件均直接或间接安装于其上，机架上设有牵引或吊装点，通过拖拉机的悬挂部件实现牵引或背负作业。地轮采用充气轮胎，重量轻，可以适应恶劣环境；它既起到承载整机重量限制开沟器深度的作用，还可以给排肥盒传递动力。由于施肥深度较深，采用铧式形沟器，阻力小，适合树地杂草丛生的土壤的开沟。施肥后不需灌水的，可及时覆土，所以设计了覆土器和镇压器，可以将开沟器翻出的土壤覆回原处，随后镇压器压实。肥箱采用钢板焊合喷塑处理，既耐腐蚀，又不易破损。控肥机构为该机的核心部分，它是以触碰树干方式，通过各部件的连续动作来实现定点定量间断施肥的。

2 工作原理

其基本原理为：作业过程中，机具右侧与树干保持一定的距离，保证树干控制拨杆的端部（如图1）向右超出树干100～300 mm。拖拉机牵引机具前进，铧式开沟器在距树干左侧一定距离开沟，当树干控制拨杆碰到小树树干时，机具继续前进，树干控制拨杆逐渐被拨动，树干控制拨杆转过一定角度时，通过控肥机构一系列动作使离合器结合，这时排肥轴转动带动排肥盒转动一周，排出一定量一定长度的条肥，当树干控制拨杆脱离树干后离合器分离，排肥轴停止转动不排肥。随后紧接着进行覆土镇压，当树干控制拨杆碰到下一棵小树树干时，又进行排肥，依次完成间断施肥任务。

控肥机构为该机的研究重点，间断施肥的实现主要由它来完成。控肥机构主要由排肥盒、排肥轴、离合器主动轮毂、离合器从动轮毂、摆动键、摆动键回位弹簧、离合控制杆、钢丝拉绳、树干控制拨杆支架和树干控制拨杆组成。下面介绍一下控肥机构的具体结构和原理。

如图1，从动轮毂6通过平键与排肥轴9连接，排肥轴9又通过平键与排肥盒（图中没有显示）联接，如果从动轮毂6转动就会带动排肥轴9驱动排肥盒排肥，从动轮毂不动就不会排肥。主动轮毂7通过轴承套装在排肥轴9上，一端加工了内齿，并套入从动轮毂6一端（此端上安有可摆动的摆动键），摆动键5安有回位弹簧8，在没有外力作用的情况下，摆动键5在回位弹簧8拉力作用下始终接触从动轮毂6内齿（如图2位置），动力可以传递给从动轮毂6，使主动轮毂7带动从动轮毂6转动。离合控制杆10铰联在机架上，可以摆动，在没有外力的情况下始终贴靠在从动轮毂6外部并克服摆动键回位弹簧8弹力，使摆动键与从动轮毂内齿分离（如图1位置），从动轮毂6不转动。树干控制拨杆支架3布置在机具的最右端，上面安有树干控制拨杆2，在没有外力的情况下始终保持一定的角度，当遇到外力时就会克服扭簧弹力使树干控制拨杆支架3产生转动，再通过钢丝拉绳4拉动离合控制杆10，当外力消除时树干控制拨杆2和离合控制杆10在扭簧扭力的作用下回位。

控肥机构的工作过程为：机具向前行驶，树干控制拨杆2被树干1阻挡而拨动，带动树干控制拨杆支架3产生转动，又通过钢丝拉绳4拉动离合控制杆10，使离合控制杆10脱离从动轮毂6，摆动键5在摆动键回位弹簧8的拉力下回位，摆动键5与从动轮毂6内齿接触，将主动轮毂7的动力传给从动轮毂6，从动轮毂6带动排肥轴驱动排肥盒转动进行排肥（如图2）。当从动轮毂6转过一周时，树干控制拨杆2已经与树干1脱离，离合控制杆10也已回位，推动摆动键5使主动轮毂6与从动轮毂7分离（如图1），排肥盒不排肥，当树干控制拨杆2被下一棵树干拨动时，又一次排肥开始，依次完成间断施肥任务。

1.树干2.树干控制拨杆3.树干控制拨杆支架4.钢丝拉绳5.摆动键6.从动轮毂7.主动轮毂8.回位弹簧9.排肥轴10.离合控制杆

3 相关调整

3.1 施肥量调整

施肥量大小可以调整排肥轮在排肥盒内长度来实现，在排肥盒壳内长度越长，排肥量越大，反之越小。

3.2 施肥位置调整

施肥相对于树的前后位置，与树干控制拨杆碰到树干的时刻有关，可以通过调整树干控制拨杆的角度实现，树干控制拨杆碰触端越向前，排肥位置越提前，反之则置后。施肥相对于树行的侧距，与机具沿树行侧的作业位置有关，作业时机具与树行的侧距越大施肥侧距就越大，反之越小；要求侧距大时，要将树干控制拨杆向机具外伸出，要求侧距小时，要将树干控制拨杆向机具内缩回，要始终保证树干控制拨杆的端部向右超出树干100～300 mm。

3.3 每段条施肥长度调整

每段条施肥长度的长短与每次排肥的时间有密切关系，每次排肥时间越长，条施肥长度就长，反之就越短。每段条施肥长度的大小可以通过调整地轮与主动轮毂的传动比实现，传动比越大条施肥长度越短，反之则越长。

3.4 施肥深度调整

施肥深度可以通过上下移动铧式开沟器来调节，下降的深度越大开沟深度越深，施肥深度也就越深，反之越浅。

4 结论

通过林间试验，该机性能稳定，施肥效果良好。较好地实现了机械化间断施肥，有效地达到了节肥目的。