1S-4型条带式土壤深松机的研制
刘献东
一、研制土壤深松机的目的和意义
联产承包责任制初期,我市的土地耕作模式主要采用小型拖拉机耕翻，耕翻深度在15～20 cm。随着农村经济的发展，大中型拖拉机发展迅速，而农村劳动力外出打工又使农村劳动力紧张。因此，快速、高效、省工的大中型拖拉机旋耕（深度为8～15 cm）作业迅速发展，其作业面积占我市耕地面积95%以上。土壤是农作物生长、发育的基础，是制约粮食增产的重要因素之一。年复一年的浅耕、旋耕与机具碾压、人畜踩踏，加上大量不科学的施用化肥，造成土壤板结严重、耕作层变浅、犁底层变厚变硬、密度变大、孔隙度变低、透水性变差，阻碍了土壤上下水气的贯通和天然降水的贮存。特别是连年的旋耕作业，导致土壤中蚯蚓等生物的大量减少甚至绝迹，土壤毛细管遭到破坏，土壤养分输送能力变差，难以维持作物正常生长对水、肥、气、热的需求，致使地表径流现象十分突出，土壤蓄水保墒能力明显不足，严重制约着粮食作物的稳产、增产。
机械化深松技术是不翻土的耕作作业，是在不打乱原有土层结构的情况下，利用机械松动土壤，打破犁底层，加深耕作层，创造虚实并存土壤结构的耕作技术。机械化深松能有效地改善土壤的通透性，利于作物扎深根，起到涝能蓄水，旱能提墒的效果；有助于气体交换、矿物质分解、活化微生物、培肥地力，是土地保护性耕作技术主要内容之一。机械化深松技术顺应了当前倡导发展低碳农业的大趋势，应用该技术在不增加投入的前提下，既可较大幅度地提高农作物产量，又可保障农业生产可持续发展。因此，深松是打破犁底层、改善土壤状况、促使农作物增产的最佳途径。
目前，我市推广使用的土壤深松机数量极少，大多数是复式作业机具。存在土壤深松效果及机具通过性能差、配置不合理等缺陷，且价格昂贵，不适宜在我市大面积推广应用；国内厂家生产的深松机在我市进行了选型试验，配套动力低于100马力的拖拉机不能正常作业，而我市拖拉机的功率大多低于100马力，也不适于在我市大面积推广。因此，对土壤深松效果好、性价比高且适宜我市大面积推广应用的土壤深松机的研制是当务之急。
二、1S—4型条带式土壤深松机的结构组成及主要技术参数
1结构组成
该机主要有机架、深松部件总成、限深轮总成等部分组成（如图1）。
1深松铲2翼铲3限深轮总成4连接底座5铲柄6机架
图1深松机总装图深松部件总成固定于机架的前、后梁上，它在配套拖拉机的牵引下，由人工调整耕深，进行耕作，从而达到对土壤的深松的目的。
深松部件固定在机架下方，它们在机架上的位置可调，从而可以适应多种农作物不同垄宽的深松作业要求。
深松部件是由深松铲、铲柄两部分组成，深松铲选用浅松双翼平铲、平面凿形铲组合。优化设计双翼平铲，也可降低耕作阻力，并可提高松土效果；采用新型的平面凿形铲，其宽度与铲柄相近，平面形阻力小、结构简单、强度高，制作方便，磨损后易更换。
2主要技术参数
（1）配套动力：51～70 kW；
（2）外形尺寸：2450 mm×1100 mm×1100 mm；
（3）深松铲结构形式：复合型（凿形铲和翼形铲）；
（4）工作幅宽：2400 mm；
（5）工作铲数：4个；
（6）生产率：05～096 hm2/h；
（7）深松深度：200～350 mm。
三、结构设计简要说明
1机架的设计制作
机架采用矩形方框结构。纵横梁用100×80×5的矩形管焊接制作，其上焊接有三点悬挂机构。
2深松部件的结构设计
深松部件是土壤深松机具的关键部件，改变耕作部件的结构形式和优化其技术参数是减少土壤耕作部件工作阻力的重要方法之一。该方法主要针对不同的土壤条件，进行深松部件铲柄的结构、尺寸、铲尖结构以及深松机各深松部件的分布方式等设计，以求获得高效节能的效果。现将其研究过程介绍如下：
(1)第一代样机土壤深松部件研制情况
①结构组成：深松部件主要有深松铲通用铲柄、前置浅松双翼铲、平面凿形铲等组成（如图2）。
1平面凿形铲2双翼平铲3铲柄
图2第一代样机深松部件图 ②试验情况：该样机于2013年7月初研制完成，在商丘市梁园区北郊乡进行了田间试验。土壤属黏土地、湿度偏大，机具进入田间作业时，入土性能尚可，但行走超过20 m后，机具的深松部位出现大的沟道，拖拉机牵引阻力越来越大，甚至出现打滑现象，且两松土铲之间夹塞有大量黏土及杂草等，将夹塞物清除后，经多次反复试验，仍出现上述缺陷，不能保证机具正常的深松作业。
(2)第二代样机土壤深松部件的研制改进并定型
①结构组成：由于第一代样机的铲柄设计缺陷，使两松土铲之间出现天然的杂物夹塞区域，没有达到设计要求。课题组成员认真研究，确定改进深松铲柄的结构设计。去除前置式浅松铲柄，将双翼平铲后移（使双平铲铲尖与铲柄前端面平齐），双翼平铲安装如图3所示。沿A-A处将双翼平铲一分为二，即分为分体式单翼平铲组件，每一对组件反向对称。在A-A处向下方延伸焊接紧固连接板，将其固定于铲柄的同一位置两侧，组成双翼平铲。
1平面凿型铲2铲柄3双翼平铲
图3第二代样机深松部件图 ②田间试验情况：第二代样机于2013年7月中旬完成，该样机用第一代样机做试验的地块进行田间试验，土壤墒情适中，机具作业时，具有入土行程短，作业流畅等特点。最大松土深度可达350 mm，牵引阻力小，但深松后有一小沟道，分析其原因主要是单翼平铲的铲胸升角较大（当时设计为16°）所致，课题组技术人员确定改进设计并优化单翼平铲组件的结构参数。
③改进并定型：安装单翼平铲组件的目的是增加犁底层的松土范围，为了保证不同土壤类型的松土要求，且减小松土阻力，将如下参数作出改进：为避免土壤位移过大而造成土层混乱，铲翼宽采用b=40 mm（标准值b=40～60 mm)；通过由两个反向对称的单翼平铲组件组成了双翼松土平铲，将其犁胸升角设计为0（只松动土壤，不翻动土层）。
④试验情况：定型后的样机经农机合作社机手实地农田作业1000多亩，深松深度及松土范围等指标均达到设计要求。
3限深轮部件的设计
限深轮用优质碳素钢板卷制而成，通过手摇丝杆无极调节松土深度，使用极为方便。
四、1S-4型条带式土壤深松机的检验
在2013年10月初，该机具在商丘市梁园区李庄乡阎庄新村，进行了田间试验检测，经河南省农业机械试验鉴定站检测结果表明，各项性能指标完全符合国家或行业标准的要求，并列入河南省支持推广农业机械产品目录。
通过在民权县和宁陵县等地的对比试验田调研，深松耕作地块小麦长势明显好于传统耕作地块，且耐旱和抗冻优势明显。每年的测产表明：亩产量增产不低于10%。
五、结论
1S—4型条带式土壤深松机具有结构简单，使用维护方便，性价比高，性能可靠等特点，经过多次试验和现场表演演示表明：该机具有作业效率高、深松碎土效果好等优点，深受与会农机专家和农民机手的好评。该机已列入河南省农业机械推广目录，是保护性耕作的系列机具之一，对粮食增产和发展现代化农业意义重大。该机具已在省内外累计推广500多台，经济效益及环保效益显著，具有广阔的应用前景。
（05）
一、研制土壤深松机的目的和意义
联产承包责任制初期,我市的土地耕作模式主要采用小型拖拉机耕翻，耕翻深度在15～20 cm。随着农村经济的发展，大中型拖拉机发展迅速，而农村劳动力外出打工又使农村劳动力紧张。因此，快速、高效、省工的大中型拖拉机旋耕（深度为8～15 cm）作业迅速发展，其作业面积占我市耕地面积95%以上。土壤是农作物生长、发育的基础，是制约粮食增产的重要因素之一。年复一年的浅耕、旋耕与机具碾压、人畜踩踏，加上大量不科学的施用化肥，造成土壤板结严重、耕作层变浅、犁底层变厚变硬、密度变大、孔隙度变低、透水性变差，阻碍了土壤上下水气的贯通和天然降水的贮存。特别是连年的旋耕作业，导致土壤中蚯蚓等生物的大量减少甚至绝迹，土壤毛细管遭到破坏，土壤养分输送能力变差，难以维持作物正常生长对水、肥、气、热的需求，致使地表径流现象十分突出，土壤蓄水保墒能力明显不足，严重制约着粮食作物的稳产、增产。
机械化深松技术是不翻土的耕作作业，是在不打乱原有土层结构的情况下，利用机械松动土壤，打破犁底层，加深耕作层，创造虚实并存土壤结构的耕作技术。机械化深松能有效地改善土壤的通透性，利于作物扎深根，起到涝能蓄水，旱能提墒的效果；有助于气体交换、矿物质分解、活化微生物、培肥地力，是土地保护性耕作技术主要内容之一。机械化深松技术顺应了当前倡导发展低碳农业的大趋势，应用该技术在不增加投入的前提下，既可较大幅度地提高农作物产量，又可保障农业生产可持续发展。因此，深松是打破犁底层、改善土壤状况、促使农作物增产的最佳途径。
目前，我市推广使用的土壤深松机数量极少，大多数是复式作业机具。存在土壤深松效果及机具通过性能差、配置不合理等缺陷，且价格昂贵，不适宜在我市大面积推广应用；国内厂家生产的深松机在我市进行了选型试验，配套动力低于100马力的拖拉机不能正常作业，而我市拖拉机的功率大多低于100马力，也不适于在我市大面积推广。因此，对土壤深松效果好、性价比高且适宜我市大面积推广应用的土壤深松机的研制是当务之急。
二、1S—4型条带式土壤深松机的结构组成及主要技术参数
1结构组成
该机主要有机架、深松部件总成、限深轮总成等部分组成（如图1）。
1深松铲2翼铲3限深轮总成4连接底座5铲柄6机架
图1深松机总装图深松部件总成固定于机架的前、后梁上，它在配套拖拉机的牵引下，由人工调整耕深，进行耕作，从而达到对土壤的深松的目的。
深松部件固定在机架下方，它们在机架上的位置可调，从而可以适应多种农作物不同垄宽的深松作业要求。
深松部件是由深松铲、铲柄两部分组成，深松铲选用浅松双翼平铲、平面凿形铲组合。优化设计双翼平铲，也可降低耕作阻力，并可提高松土效果；采用新型的平面凿形铲，其宽度与铲柄相近，平面形阻力小、结构简单、强度高，制作方便，磨损后易更换。
2主要技术参数
（1）配套动力：51～70 kW；
（2）外形尺寸：2450 mm×1100 mm×1100 mm；
（3）深松铲结构形式：复合型（凿形铲和翼形铲）；
（4）工作幅宽：2400 mm；
（5）工作铲数：4个；
（6）生产率：05～096 hm2/h；
（7）深松深度：200～350 mm。
三、结构设计简要说明
1机架的设计制作
机架采用矩形方框结构。纵横梁用100×80×5的矩形管焊接制作，其上焊接有三点悬挂机构。
2深松部件的结构设计
深松部件是土壤深松机具的关键部件，改变耕作部件的结构形式和优化其技术参数是减少土壤耕作部件工作阻力的重要方法之一。该方法主要针对不同的土壤条件，进行深松部件铲柄的结构、尺寸、铲尖结构以及深松机各深松部件的分布方式等设计，以求获得高效节能的效果。现将其研究过程介绍如下：
(1)第一代样机土壤深松部件研制情况
①结构组成：深松部件主要有深松铲通用铲柄、前置浅松双翼铲、平面凿形铲等组成（如图2）。
1平面凿形铲2双翼平铲3铲柄
图2第一代样机深松部件图 ②试验情况：该样机于2013年7月初研制完成，在商丘市梁园区北郊乡进行了田间试验。土壤属黏土地、湿度偏大，机具进入田间作业时，入土性能尚可，但行走超过20 m后，机具的深松部位出现大的沟道，拖拉机牵引阻力越来越大，甚至出现打滑现象，且两松土铲之间夹塞有大量黏土及杂草等，将夹塞物清除后，经多次反复试验，仍出现上述缺陷，不能保证机具正常的深松作业。
(2)第二代样机土壤深松部件的研制改进并定型
①结构组成：由于第一代样机的铲柄设计缺陷，使两松土铲之间出现天然的杂物夹塞区域，没有达到设计要求。课题组成员认真研究，确定改进深松铲柄的结构设计。去除前置式浅松铲柄，将双翼平铲后移（使双平铲铲尖与铲柄前端面平齐），双翼平铲安装如图3所示。沿A-A处将双翼平铲一分为二，即分为分体式单翼平铲组件，每一对组件反向对称。在A-A处向下方延伸焊接紧固连接板，将其固定于铲柄的同一位置两侧，组成双翼平铲。
1平面凿型铲2铲柄3双翼平铲
图3第二代样机深松部件图 ②田间试验情况：第二代样机于2013年7月中旬完成，该样机用第一代样机做试验的地块进行田间试验，土壤墒情适中，机具作业时，具有入土行程短，作业流畅等特点。最大松土深度可达350 mm，牵引阻力小，但深松后有一小沟道，分析其原因主要是单翼平铲的铲胸升角较大（当时设计为16°）所致，课题组技术人员确定改进设计并优化单翼平铲组件的结构参数。
③改进并定型：安装单翼平铲组件的目的是增加犁底层的松土范围，为了保证不同土壤类型的松土要求，且减小松土阻力，将如下参数作出改进：为避免土壤位移过大而造成土层混乱，铲翼宽采用b=40 mm（标准值b=40～60 mm)；通过由两个反向对称的单翼平铲组件组成了双翼松土平铲，将其犁胸升角设计为0（只松动土壤，不翻动土层）。
④试验情况：定型后的样机经农机合作社机手实地农田作业1000多亩，深松深度及松土范围等指标均达到设计要求。
3限深轮部件的设计
限深轮用优质碳素钢板卷制而成，通过手摇丝杆无极调节松土深度，使用极为方便。
四、1S-4型条带式土壤深松机的检验
在2013年10月初，该机具在商丘市梁园区李庄乡阎庄新村，进行了田间试验检测，经河南省农业机械试验鉴定站检测结果表明，各项性能指标完全符合国家或行业标准的要求，并列入河南省支持推广农业机械产品目录。
通过在民权县和宁陵县等地的对比试验田调研，深松耕作地块小麦长势明显好于传统耕作地块，且耐旱和抗冻优势明显。每年的测产表明：亩产量增产不低于10%。
五、结论
1S—4型条带式土壤深松机具有结构简单，使用维护方便，性价比高，性能可靠等特点，经过多次试验和现场表演演示表明：该机具有作业效率高、深松碎土效果好等优点，深受与会农机专家和农民机手的好评。该机已列入河南省农业机械推广目录，是保护性耕作的系列机具之一，对粮食增产和发展现代化农业意义重大。该机具已在省内外累计推广500多台，经济效益及环保效益显著，具有广阔的应用前景。
（05）
一、研制土壤深松机的目的和意义
联产承包责任制初期,我市的土地耕作模式主要采用小型拖拉机耕翻，耕翻深度在15～20 cm。随着农村经济的发展，大中型拖拉机发展迅速，而农村劳动力外出打工又使农村劳动力紧张。因此，快速、高效、省工的大中型拖拉机旋耕（深度为8～15 cm）作业迅速发展，其作业面积占我市耕地面积95%以上。土壤是农作物生长、发育的基础，是制约粮食增产的重要因素之一。年复一年的浅耕、旋耕与机具碾压、人畜踩踏，加上大量不科学的施用化肥，造成土壤板结严重、耕作层变浅、犁底层变厚变硬、密度变大、孔隙度变低、透水性变差，阻碍了土壤上下水气的贯通和天然降水的贮存。特别是连年的旋耕作业，导致土壤中蚯蚓等生物的大量减少甚至绝迹，土壤毛细管遭到破坏，土壤养分输送能力变差，难以维持作物正常生长对水、肥、气、热的需求，致使地表径流现象十分突出，土壤蓄水保墒能力明显不足，严重制约着粮食作物的稳产、增产。
机械化深松技术是不翻土的耕作作业，是在不打乱原有土层结构的情况下，利用机械松动土壤，打破犁底层，加深耕作层，创造虚实并存土壤结构的耕作技术。机械化深松能有效地改善土壤的通透性，利于作物扎深根，起到涝能蓄水，旱能提墒的效果；有助于气体交换、矿物质分解、活化微生物、培肥地力，是土地保护性耕作技术主要内容之一。机械化深松技术顺应了当前倡导发展低碳农业的大趋势，应用该技术在不增加投入的前提下，既可较大幅度地提高农作物产量，又可保障农业生产可持续发展。因此，深松是打破犁底层、改善土壤状况、促使农作物增产的最佳途径。
目前，我市推广使用的土壤深松机数量极少，大多数是复式作业机具。存在土壤深松效果及机具通过性能差、配置不合理等缺陷，且价格昂贵，不适宜在我市大面积推广应用；国内厂家生产的深松机在我市进行了选型试验，配套动力低于100马力的拖拉机不能正常作业，而我市拖拉机的功率大多低于100马力，也不适于在我市大面积推广。因此，对土壤深松效果好、性价比高且适宜我市大面积推广应用的土壤深松机的研制是当务之急。
二、1S—4型条带式土壤深松机的结构组成及主要技术参数
1结构组成
该机主要有机架、深松部件总成、限深轮总成等部分组成（如图1）。
1深松铲2翼铲3限深轮总成4连接底座5铲柄6机架
图1深松机总装图深松部件总成固定于机架的前、后梁上，它在配套拖拉机的牵引下，由人工调整耕深，进行耕作，从而达到对土壤的深松的目的。
深松部件固定在机架下方，它们在机架上的位置可调，从而可以适应多种农作物不同垄宽的深松作业要求。
深松部件是由深松铲、铲柄两部分组成，深松铲选用浅松双翼平铲、平面凿形铲组合。优化设计双翼平铲，也可降低耕作阻力，并可提高松土效果；采用新型的平面凿形铲，其宽度与铲柄相近，平面形阻力小、结构简单、强度高，制作方便，磨损后易更换。
2主要技术参数
（1）配套动力：51～70 kW；
（2）外形尺寸：2450 mm×1100 mm×1100 mm；
（3）深松铲结构形式：复合型（凿形铲和翼形铲）；
（4）工作幅宽：2400 mm；
（5）工作铲数：4个；
（6）生产率：05～096 hm2/h；
（7）深松深度：200～350 mm。
三、结构设计简要说明
1机架的设计制作
机架采用矩形方框结构。纵横梁用100×80×5的矩形管焊接制作，其上焊接有三点悬挂机构。
2深松部件的结构设计
深松部件是土壤深松机具的关键部件，改变耕作部件的结构形式和优化其技术参数是减少土壤耕作部件工作阻力的重要方法之一。该方法主要针对不同的土壤条件，进行深松部件铲柄的结构、尺寸、铲尖结构以及深松机各深松部件的分布方式等设计，以求获得高效节能的效果。现将其研究过程介绍如下：
(1)第一代样机土壤深松部件研制情况
①结构组成：深松部件主要有深松铲通用铲柄、前置浅松双翼铲、平面凿形铲等组成（如图2）。
1平面凿形铲2双翼平铲3铲柄
图2第一代样机深松部件图 ②试验情况：该样机于2013年7月初研制完成，在商丘市梁园区北郊乡进行了田间试验。土壤属黏土地、湿度偏大，机具进入田间作业时，入土性能尚可，但行走超过20 m后，机具的深松部位出现大的沟道，拖拉机牵引阻力越来越大，甚至出现打滑现象，且两松土铲之间夹塞有大量黏土及杂草等，将夹塞物清除后，经多次反复试验，仍出现上述缺陷，不能保证机具正常的深松作业。
(2)第二代样机土壤深松部件的研制改进并定型
①结构组成：由于第一代样机的铲柄设计缺陷，使两松土铲之间出现天然的杂物夹塞区域，没有达到设计要求。课题组成员认真研究，确定改进深松铲柄的结构设计。去除前置式浅松铲柄，将双翼平铲后移（使双平铲铲尖与铲柄前端面平齐），双翼平铲安装如图3所示。沿A-A处将双翼平铲一分为二，即分为分体式单翼平铲组件，每一对组件反向对称。在A-A处向下方延伸焊接紧固连接板，将其固定于铲柄的同一位置两侧，组成双翼平铲。
1平面凿型铲2铲柄3双翼平铲
图3第二代样机深松部件图 ②田间试验情况：第二代样机于2013年7月中旬完成，该样机用第一代样机做试验的地块进行田间试验，土壤墒情适中，机具作业时，具有入土行程短，作业流畅等特点。最大松土深度可达350 mm，牵引阻力小，但深松后有一小沟道，分析其原因主要是单翼平铲的铲胸升角较大（当时设计为16°）所致，课题组技术人员确定改进设计并优化单翼平铲组件的结构参数。
③改进并定型：安装单翼平铲组件的目的是增加犁底层的松土范围，为了保证不同土壤类型的松土要求，且减小松土阻力，将如下参数作出改进：为避免土壤位移过大而造成土层混乱，铲翼宽采用b=40 mm（标准值b=40～60 mm)；通过由两个反向对称的单翼平铲组件组成了双翼松土平铲，将其犁胸升角设计为0（只松动土壤，不翻动土层）。
④试验情况：定型后的样机经农机合作社机手实地农田作业1000多亩，深松深度及松土范围等指标均达到设计要求。
3限深轮部件的设计
限深轮用优质碳素钢板卷制而成，通过手摇丝杆无极调节松土深度，使用极为方便。
四、1S-4型条带式土壤深松机的检验
在2013年10月初，该机具在商丘市梁园区李庄乡阎庄新村，进行了田间试验检测，经河南省农业机械试验鉴定站检测结果表明，各项性能指标完全符合国家或行业标准的要求，并列入河南省支持推广农业机械产品目录。
通过在民权县和宁陵县等地的对比试验田调研，深松耕作地块小麦长势明显好于传统耕作地块，且耐旱和抗冻优势明显。每年的测产表明：亩产量增产不低于10%。
五、结论
1S—4型条带式土壤深松机具有结构简单，使用维护方便，性价比高，性能可靠等特点，经过多次试验和现场表演演示表明：该机具有作业效率高、深松碎土效果好等优点，深受与会农机专家和农民机手的好评。该机已列入河南省农业机械推广目录，是保护性耕作的系列机具之一，对粮食增产和发展现代化农业意义重大。该机具已在省内外累计推广500多台，经济效益及环保效益显著，具有广阔的应用前景。
（05）
一、研制土壤深松机的目的和意义
联产承包责任制初期,我市的土地耕作模式主要采用小型拖拉机耕翻，耕翻深度在15～20 cm。随着农村经济的发展，大中型拖拉机发展迅速，而农村劳动力外出打工又使农村劳动力紧张。因此，快速、高效、省工的大中型拖拉机旋耕（深度为8～15 cm）作业迅速发展，其作业面积占我市耕地面积95%以上。土壤是农作物生长、发育的基础，是制约粮食增产的重要因素之一。年复一年的浅耕、旋耕与机具碾压、人畜踩踏，加上大量不科学的施用化肥，造成土壤板结严重、耕作层变浅、犁底层变厚变硬、密度变大、孔隙度变低、透水性变差，阻碍了土壤上下水气的贯通和天然降水的贮存。特别是连年的旋耕作业，导致土壤中蚯蚓等生物的大量减少甚至绝迹，土壤毛细管遭到破坏，土壤养分输送能力变差，难以维持作物正常生长对水、肥、气、热的需求，致使地表径流现象十分突出，土壤蓄水保墒能力明显不足，严重制约着粮食作物的稳产、增产。
机械化深松技术是不翻土的耕作作业，是在不打乱原有土层结构的情况下，利用机械松动土壤，打破犁底层，加深耕作层，创造虚实并存土壤结构的耕作技术。机械化深松能有效地改善土壤的通透性，利于作物扎深根，起到涝能蓄水，旱能提墒的效果；有助于气体交换、矿物质分解、活化微生物、培肥地力，是土地保护性耕作技术主要内容之一。机械化深松技术顺应了当前倡导发展低碳农业的大趋势，应用该技术在不增加投入的前提下，既可较大幅度地提高农作物产量，又可保障农业生产可持续发展。因此，深松是打破犁底层、改善土壤状况、促使农作物增产的最佳途径。
目前，我市推广使用的土壤深松机数量极少，大多数是复式作业机具。存在土壤深松效果及机具通过性能差、配置不合理等缺陷，且价格昂贵，不适宜在我市大面积推广应用；国内厂家生产的深松机在我市进行了选型试验，配套动力低于100马力的拖拉机不能正常作业，而我市拖拉机的功率大多低于100马力，也不适于在我市大面积推广。因此，对土壤深松效果好、性价比高且适宜我市大面积推广应用的土壤深松机的研制是当务之急。
二、1S—4型条带式土壤深松机的结构组成及主要技术参数
1结构组成
该机主要有机架、深松部件总成、限深轮总成等部分组成（如图1）。
1深松铲2翼铲3限深轮总成4连接底座5铲柄6机架
图1深松机总装图深松部件总成固定于机架的前、后梁上，它在配套拖拉机的牵引下，由人工调整耕深，进行耕作，从而达到对土壤的深松的目的。
深松部件固定在机架下方，它们在机架上的位置可调，从而可以适应多种农作物不同垄宽的深松作业要求。
深松部件是由深松铲、铲柄两部分组成，深松铲选用浅松双翼平铲、平面凿形铲组合。优化设计双翼平铲，也可降低耕作阻力，并可提高松土效果；采用新型的平面凿形铲，其宽度与铲柄相近，平面形阻力小、结构简单、强度高，制作方便，磨损后易更换。
2主要技术参数
（1）配套动力：51～70 kW；
（2）外形尺寸：2450 mm×1100 mm×1100 mm；
（3）深松铲结构形式：复合型（凿形铲和翼形铲）；
（4）工作幅宽：2400 mm；
（5）工作铲数：4个；
（6）生产率：05～096 hm2/h；
（7）深松深度：200～350 mm。
三、结构设计简要说明
1机架的设计制作
机架采用矩形方框结构。纵横梁用100×80×5的矩形管焊接制作，其上焊接有三点悬挂机构。
2深松部件的结构设计
深松部件是土壤深松机具的关键部件，改变耕作部件的结构形式和优化其技术参数是减少土壤耕作部件工作阻力的重要方法之一。该方法主要针对不同的土壤条件，进行深松部件铲柄的结构、尺寸、铲尖结构以及深松机各深松部件的分布方式等设计，以求获得高效节能的效果。现将其研究过程介绍如下：
(1)第一代样机土壤深松部件研制情况
①结构组成：深松部件主要有深松铲通用铲柄、前置浅松双翼铲、平面凿形铲等组成（如图2）。
1平面凿形铲2双翼平铲3铲柄
图2第一代样机深松部件图 ②试验情况：该样机于2013年7月初研制完成，在商丘市梁园区北郊乡进行了田间试验。土壤属黏土地、湿度偏大，机具进入田间作业时，入土性能尚可，但行走超过20 m后，机具的深松部位出现大的沟道，拖拉机牵引阻力越来越大，甚至出现打滑现象，且两松土铲之间夹塞有大量黏土及杂草等，将夹塞物清除后，经多次反复试验，仍出现上述缺陷，不能保证机具正常的深松作业。
(2)第二代样机土壤深松部件的研制改进并定型
①结构组成：由于第一代样机的铲柄设计缺陷，使两松土铲之间出现天然的杂物夹塞区域，没有达到设计要求。课题组成员认真研究，确定改进深松铲柄的结构设计。去除前置式浅松铲柄，将双翼平铲后移（使双平铲铲尖与铲柄前端面平齐），双翼平铲安装如图3所示。沿A-A处将双翼平铲一分为二，即分为分体式单翼平铲组件，每一对组件反向对称。在A-A处向下方延伸焊接紧固连接板，将其固定于铲柄的同一位置两侧，组成双翼平铲。
1平面凿型铲2铲柄3双翼平铲
图3第二代样机深松部件图 ②田间试验情况：第二代样机于2013年7月中旬完成，该样机用第一代样机做试验的地块进行田间试验，土壤墒情适中，机具作业时，具有入土行程短，作业流畅等特点。最大松土深度可达350 mm，牵引阻力小，但深松后有一小沟道，分析其原因主要是单翼平铲的铲胸升角较大（当时设计为16°）所致，课题组技术人员确定改进设计并优化单翼平铲组件的结构参数。
③改进并定型：安装单翼平铲组件的目的是增加犁底层的松土范围，为了保证不同土壤类型的松土要求，且减小松土阻力，将如下参数作出改进：为避免土壤位移过大而造成土层混乱，铲翼宽采用b=40 mm（标准值b=40～60 mm)；通过由两个反向对称的单翼平铲组件组成了双翼松土平铲，将其犁胸升角设计为0（只松动土壤，不翻动土层）。
④试验情况：定型后的样机经农机合作社机手实地农田作业1000多亩，深松深度及松土范围等指标均达到设计要求。
3限深轮部件的设计
限深轮用优质碳素钢板卷制而成，通过手摇丝杆无极调节松土深度，使用极为方便。
四、1S-4型条带式土壤深松机的检验
在2013年10月初，该机具在商丘市梁园区李庄乡阎庄新村，进行了田间试验检测，经河南省农业机械试验鉴定站检测结果表明，各项性能指标完全符合国家或行业标准的要求，并列入河南省支持推广农业机械产品目录。
通过在民权县和宁陵县等地的对比试验田调研，深松耕作地块小麦长势明显好于传统耕作地块，且耐旱和抗冻优势明显。每年的测产表明：亩产量增产不低于10%。
五、结论
1S—4型条带式土壤深松机具有结构简单，使用维护方便，性价比高，性能可靠等特点，经过多次试验和现场表演演示表明：该机具有作业效率高、深松碎土效果好等优点，深受与会农机专家和农民机手的好评。该机已列入河南省农业机械推广目录，是保护性耕作的系列机具之一，对粮食增产和发展现代化农业意义重大。该机具已在省内外累计推广500多台，经济效益及环保效益显著，具有广阔的应用前景。
（05）
一、研制土壤深松机的目的和意义
联产承包责任制初期,我市的土地耕作模式主要采用小型拖拉机耕翻，耕翻深度在15～20 cm。随着农村经济的发展，大中型拖拉机发展迅速，而农村劳动力外出打工又使农村劳动力紧张。因此，快速、高效、省工的大中型拖拉机旋耕（深度为8～15 cm）作业迅速发展，其作业面积占我市耕地面积95%以上。土壤是农作物生长、发育的基础，是制约粮食增产的重要因素之一。年复一年的浅耕、旋耕与机具碾压、人畜踩踏，加上大量不科学的施用化肥，造成土壤板结严重、耕作层变浅、犁底层变厚变硬、密度变大、孔隙度变低、透水性变差，阻碍了土壤上下水气的贯通和天然降水的贮存。特别是连年的旋耕作业，导致土壤中蚯蚓等生物的大量减少甚至绝迹，土壤毛细管遭到破坏，土壤养分输送能力变差，难以维持作物正常生长对水、肥、气、热的需求，致使地表径流现象十分突出，土壤蓄水保墒能力明显不足，严重制约着粮食作物的稳产、增产。
机械化深松技术是不翻土的耕作作业，是在不打乱原有土层结构的情况下，利用机械松动土壤，打破犁底层，加深耕作层，创造虚实并存土壤结构的耕作技术。机械化深松能有效地改善土壤的通透性，利于作物扎深根，起到涝能蓄水，旱能提墒的效果；有助于气体交换、矿物质分解、活化微生物、培肥地力，是土地保护性耕作技术主要内容之一。机械化深松技术顺应了当前倡导发展低碳农业的大趋势，应用该技术在不增加投入的前提下，既可较大幅度地提高农作物产量，又可保障农业生产可持续发展。因此，深松是打破犁底层、改善土壤状况、促使农作物增产的最佳途径。
目前，我市推广使用的土壤深松机数量极少，大多数是复式作业机具。存在土壤深松效果及机具通过性能差、配置不合理等缺陷，且价格昂贵，不适宜在我市大面积推广应用；国内厂家生产的深松机在我市进行了选型试验，配套动力低于100马力的拖拉机不能正常作业，而我市拖拉机的功率大多低于100马力，也不适于在我市大面积推广。因此，对土壤深松效果好、性价比高且适宜我市大面积推广应用的土壤深松机的研制是当务之急。
二、1S—4型条带式土壤深松机的结构组成及主要技术参数
1结构组成
该机主要有机架、深松部件总成、限深轮总成等部分组成（如图1）。
1深松铲2翼铲3限深轮总成4连接底座5铲柄6机架
图1深松机总装图深松部件总成固定于机架的前、后梁上，它在配套拖拉机的牵引下，由人工调整耕深，进行耕作，从而达到对土壤的深松的目的。
深松部件固定在机架下方，它们在机架上的位置可调，从而可以适应多种农作物不同垄宽的深松作业要求。
深松部件是由深松铲、铲柄两部分组成，深松铲选用浅松双翼平铲、平面凿形铲组合。优化设计双翼平铲，也可降低耕作阻力，并可提高松土效果；采用新型的平面凿形铲，其宽度与铲柄相近，平面形阻力小、结构简单、强度高，制作方便，磨损后易更换。
2主要技术参数
（1）配套动力：51～70 kW；
（2）外形尺寸：2450 mm×1100 mm×1100 mm；
（3）深松铲结构形式：复合型（凿形铲和翼形铲）；
（4）工作幅宽：2400 mm；
（5）工作铲数：4个；
（6）生产率：05～096 hm2/h；
（7）深松深度：200～350 mm。
三、结构设计简要说明
1机架的设计制作
机架采用矩形方框结构。纵横梁用100×80×5的矩形管焊接制作，其上焊接有三点悬挂机构。
2深松部件的结构设计
深松部件是土壤深松机具的关键部件，改变耕作部件的结构形式和优化其技术参数是减少土壤耕作部件工作阻力的重要方法之一。该方法主要针对不同的土壤条件，进行深松部件铲柄的结构、尺寸、铲尖结构以及深松机各深松部件的分布方式等设计，以求获得高效节能的效果。现将其研究过程介绍如下：
(1)第一代样机土壤深松部件研制情况
①结构组成：深松部件主要有深松铲通用铲柄、前置浅松双翼铲、平面凿形铲等组成（如图2）。
1平面凿形铲2双翼平铲3铲柄
图2第一代样机深松部件图 ②试验情况：该样机于2013年7月初研制完成，在商丘市梁园区北郊乡进行了田间试验。土壤属黏土地、湿度偏大，机具进入田间作业时，入土性能尚可，但行走超过20 m后，机具的深松部位出现大的沟道，拖拉机牵引阻力越来越大，甚至出现打滑现象，且两松土铲之间夹塞有大量黏土及杂草等，将夹塞物清除后，经多次反复试验，仍出现上述缺陷，不能保证机具正常的深松作业。
(2)第二代样机土壤深松部件的研制改进并定型
①结构组成：由于第一代样机的铲柄设计缺陷，使两松土铲之间出现天然的杂物夹塞区域，没有达到设计要求。课题组成员认真研究，确定改进深松铲柄的结构设计。去除前置式浅松铲柄，将双翼平铲后移（使双平铲铲尖与铲柄前端面平齐），双翼平铲安装如图3所示。沿A-A处将双翼平铲一分为二，即分为分体式单翼平铲组件，每一对组件反向对称。在A-A处向下方延伸焊接紧固连接板，将其固定于铲柄的同一位置两侧，组成双翼平铲。
1平面凿型铲2铲柄3双翼平铲
图3第二代样机深松部件图 ②田间试验情况：第二代样机于2013年7月中旬完成，该样机用第一代样机做试验的地块进行田间试验，土壤墒情适中，机具作业时，具有入土行程短，作业流畅等特点。最大松土深度可达350 mm，牵引阻力小，但深松后有一小沟道，分析其原因主要是单翼平铲的铲胸升角较大（当时设计为16°）所致，课题组技术人员确定改进设计并优化单翼平铲组件的结构参数。
③改进并定型：安装单翼平铲组件的目的是增加犁底层的松土范围，为了保证不同土壤类型的松土要求，且减小松土阻力，将如下参数作出改进：为避免土壤位移过大而造成土层混乱，铲翼宽采用b=40 mm（标准值b=40～60 mm)；通过由两个反向对称的单翼平铲组件组成了双翼松土平铲，将其犁胸升角设计为0（只松动土壤，不翻动土层）。
④试验情况：定型后的样机经农机合作社机手实地农田作业1000多亩，深松深度及松土范围等指标均达到设计要求。
3限深轮部件的设计
限深轮用优质碳素钢板卷制而成，通过手摇丝杆无极调节松土深度，使用极为方便。
四、1S-4型条带式土壤深松机的检验
在2013年10月初，该机具在商丘市梁园区李庄乡阎庄新村，进行了田间试验检测，经河南省农业机械试验鉴定站检测结果表明，各项性能指标完全符合国家或行业标准的要求，并列入河南省支持推广农业机械产品目录。
通过在民权县和宁陵县等地的对比试验田调研，深松耕作地块小麦长势明显好于传统耕作地块，且耐旱和抗冻优势明显。每年的测产表明：亩产量增产不低于10%。
五、结论
1S—4型条带式土壤深松机具有结构简单，使用维护方便，性价比高，性能可靠等特点，经过多次试验和现场表演演示表明：该机具有作业效率高、深松碎土效果好等优点，深受与会农机专家和农民机手的好评。该机已列入河南省农业机械推广目录，是保护性耕作的系列机具之一，对粮食增产和发展现代化农业意义重大。该机具已在省内外累计推广500多台，经济效益及环保效益显著，具有广阔的应用前景。
（05）
一、研制土壤深松机的目的和意义
联产承包责任制初期,我市的土地耕作模式主要采用小型拖拉机耕翻，耕翻深度在15～20 cm。随着农村经济的发展，大中型拖拉机发展迅速，而农村劳动力外出打工又使农村劳动力紧张。因此，快速、高效、省工的大中型拖拉机旋耕（深度为8～15 cm）作业迅速发展，其作业面积占我市耕地面积95%以上。土壤是农作物生长、发育的基础，是制约粮食增产的重要因素之一。年复一年的浅耕、旋耕与机具碾压、人畜踩踏，加上大量不科学的施用化肥，造成土壤板结严重、耕作层变浅、犁底层变厚变硬、密度变大、孔隙度变低、透水性变差，阻碍了土壤上下水气的贯通和天然降水的贮存。特别是连年的旋耕作业，导致土壤中蚯蚓等生物的大量减少甚至绝迹，土壤毛细管遭到破坏，土壤养分输送能力变差，难以维持作物正常生长对水、肥、气、热的需求，致使地表径流现象十分突出，土壤蓄水保墒能力明显不足，严重制约着粮食作物的稳产、增产。
机械化深松技术是不翻土的耕作作业，是在不打乱原有土层结构的情况下，利用机械松动土壤，打破犁底层，加深耕作层，创造虚实并存土壤结构的耕作技术。机械化深松能有效地改善土壤的通透性，利于作物扎深根，起到涝能蓄水，旱能提墒的效果；有助于气体交换、矿物质分解、活化微生物、培肥地力，是土地保护性耕作技术主要内容之一。机械化深松技术顺应了当前倡导发展低碳农业的大趋势，应用该技术在不增加投入的前提下，既可较大幅度地提高农作物产量，又可保障农业生产可持续发展。因此，深松是打破犁底层、改善土壤状况、促使农作物增产的最佳途径。
目前，我市推广使用的土壤深松机数量极少，大多数是复式作业机具。存在土壤深松效果及机具通过性能差、配置不合理等缺陷，且价格昂贵，不适宜在我市大面积推广应用；国内厂家生产的深松机在我市进行了选型试验，配套动力低于100马力的拖拉机不能正常作业，而我市拖拉机的功率大多低于100马力，也不适于在我市大面积推广。因此，对土壤深松效果好、性价比高且适宜我市大面积推广应用的土壤深松机的研制是当务之急。
二、1S—4型条带式土壤深松机的结构组成及主要技术参数
1结构组成
该机主要有机架、深松部件总成、限深轮总成等部分组成（如图1）。
1深松铲2翼铲3限深轮总成4连接底座5铲柄6机架
图1深松机总装图深松部件总成固定于机架的前、后梁上，它在配套拖拉机的牵引下，由人工调整耕深，进行耕作，从而达到对土壤的深松的目的。
深松部件固定在机架下方，它们在机架上的位置可调，从而可以适应多种农作物不同垄宽的深松作业要求。
深松部件是由深松铲、铲柄两部分组成，深松铲选用浅松双翼平铲、平面凿形铲组合。优化设计双翼平铲，也可降低耕作阻力，并可提高松土效果；采用新型的平面凿形铲，其宽度与铲柄相近，平面形阻力小、结构简单、强度高，制作方便，磨损后易更换。
2主要技术参数
（1）配套动力：51～70 kW；
（2）外形尺寸：2450 mm×1100 mm×1100 mm；
（3）深松铲结构形式：复合型（凿形铲和翼形铲）；
（4）工作幅宽：2400 mm；
（5）工作铲数：4个；
（6）生产率：05～096 hm2/h；
（7）深松深度：200～350 mm。
三、结构设计简要说明
1机架的设计制作
机架采用矩形方框结构。纵横梁用100×80×5的矩形管焊接制作，其上焊接有三点悬挂机构。
2深松部件的结构设计
深松部件是土壤深松机具的关键部件，改变耕作部件的结构形式和优化其技术参数是减少土壤耕作部件工作阻力的重要方法之一。该方法主要针对不同的土壤条件，进行深松部件铲柄的结构、尺寸、铲尖结构以及深松机各深松部件的分布方式等设计，以求获得高效节能的效果。现将其研究过程介绍如下：
(1)第一代样机土壤深松部件研制情况
①结构组成：深松部件主要有深松铲通用铲柄、前置浅松双翼铲、平面凿形铲等组成（如图2）。
1平面凿形铲2双翼平铲3铲柄
图2第一代样机深松部件图 ②试验情况：该样机于2013年7月初研制完成，在商丘市梁园区北郊乡进行了田间试验。土壤属黏土地、湿度偏大，机具进入田间作业时，入土性能尚可，但行走超过20 m后，机具的深松部位出现大的沟道，拖拉机牵引阻力越来越大，甚至出现打滑现象，且两松土铲之间夹塞有大量黏土及杂草等，将夹塞物清除后，经多次反复试验，仍出现上述缺陷，不能保证机具正常的深松作业。
(2)第二代样机土壤深松部件的研制改进并定型
①结构组成：由于第一代样机的铲柄设计缺陷，使两松土铲之间出现天然的杂物夹塞区域，没有达到设计要求。课题组成员认真研究，确定改进深松铲柄的结构设计。去除前置式浅松铲柄，将双翼平铲后移（使双平铲铲尖与铲柄前端面平齐），双翼平铲安装如图3所示。沿A-A处将双翼平铲一分为二，即分为分体式单翼平铲组件，每一对组件反向对称。在A-A处向下方延伸焊接紧固连接板，将其固定于铲柄的同一位置两侧，组成双翼平铲。
1平面凿型铲2铲柄3双翼平铲
图3第二代样机深松部件图 ②田间试验情况：第二代样机于2013年7月中旬完成，该样机用第一代样机做试验的地块进行田间试验，土壤墒情适中，机具作业时，具有入土行程短，作业流畅等特点。最大松土深度可达350 mm，牵引阻力小，但深松后有一小沟道，分析其原因主要是单翼平铲的铲胸升角较大（当时设计为16°）所致，课题组技术人员确定改进设计并优化单翼平铲组件的结构参数。
③改进并定型：安装单翼平铲组件的目的是增加犁底层的松土范围，为了保证不同土壤类型的松土要求，且减小松土阻力，将如下参数作出改进：为避免土壤位移过大而造成土层混乱，铲翼宽采用b=40 mm（标准值b=40～60 mm)；通过由两个反向对称的单翼平铲组件组成了双翼松土平铲，将其犁胸升角设计为0（只松动土壤，不翻动土层）。
④试验情况：定型后的样机经农机合作社机手实地农田作业1000多亩，深松深度及松土范围等指标均达到设计要求。
3限深轮部件的设计
限深轮用优质碳素钢板卷制而成，通过手摇丝杆无极调节松土深度，使用极为方便。
四、1S-4型条带式土壤深松机的检验
在2013年10月初，该机具在商丘市梁园区李庄乡阎庄新村，进行了田间试验检测，经河南省农业机械试验鉴定站检测结果表明，各项性能指标完全符合国家或行业标准的要求，并列入河南省支持推广农业机械产品目录。
通过在民权县和宁陵县等地的对比试验田调研，深松耕作地块小麦长势明显好于传统耕作地块，且耐旱和抗冻优势明显。每年的测产表明：亩产量增产不低于10%。
五、结论
1S—4型条带式土壤深松机具有结构简单，使用维护方便，性价比高，性能可靠等特点，经过多次试验和现场表演演示表明：该机具有作业效率高、深松碎土效果好等优点，深受与会农机专家和农民机手的好评。该机已列入河南省农业机械推广目录，是保护性耕作的系列机具之一，对粮食增产和发展现代化农业意义重大。该机具已在省内外累计推广500多台，经济效益及环保效益显著，具有广阔的应用前景。
（05）
