“团结渠”延伸段通水带来的红利,在春季迅速显现。清冽的河水沿着新修的渠道奔涌而下,浸润着那片曾经干旱了千万年的广袤新垦地。独立一团的耕地面积,实现了跨越式的增长。
然而,土地的扩张,立刻对现有的机械化能力提出了新的、更高的要求。播种机的成功解决了“种”的问题,但作物生长过程中的管理,尤其是中耕除草和培土,依然严重依赖密集的人力。眼看着新垦地里绿油油的苗子间,杂草也开始顽强地冒头,农业连的战士们心急如焚——依靠人手匍匐在田间除草,效率低下不说,还会严重耽误农时。
“必须把中耕的环节也机械化起来!”宋书羽在春耕总结会上,斩钉截铁地提出了新的目标,“我们的拖拉机不能只当‘开路先锋’和‘播种能手’,还要成为‘田间卫士’!”
他将系统提供的悬挂式中耕机图纸挂在了墙上。与播种机相比,中耕机的结构相对简单,主要由机架、锄铲(分为除草铲和培土铲)、仿形机构、悬挂装置等组成。但其作业环境更为复杂,要求机器能在作物行间灵活穿梭,精准地铲除杂草而不伤及苗株,同时还能进行松土和培土。
“难点在于‘仿形’和‘精准’。”宋书羽指着图纸上的仿形机构解释道,“地面不可能绝对平整,作物行距也会有微小偏差。中耕机必须能随着地势起伏,自动调整锄铲的入土深度,保证作业一致。同时,锄铲相对于苗行的位置必须稳定,左右偏差不能太大,否则就不是除草,而是‘斩草除苗’了。”
王振虎看着图纸,眉头紧锁:“这玩意,对悬挂点和调节机构要求不低啊。咱们自己造的拖拉机,悬挂系统的尺寸和力量得摸清楚,不然挂上去不匹配或者拉不动,就成摆设了。”
张建业则从使用角度提出疑问:“宋老师,不同的作物,行距不一样,苗的大小也不一样。这中耕机的锄铲间距和入土角度,是不是得能方便调节?不然换一种庄稼就得换一台机器,太麻烦了。”
问题被一个个摆上台面。中耕机的研制,看似结构简单,实则对与拖拉机的匹配性、人机操作的便利性以及针对不同农艺要求的适应性,都提出了细致的要求。
攻坚克难:匹配与适应
研制任务依旧由王振虎的车间承担,但张建业的农机队从一开始就深度参与,提供需求和建议。
首先解决的是与拖拉机的匹配问题。王振虎带着人,仔细测量了“戈壁一号”和“戈壁二号”后悬挂点的尺寸、提升臂的行程和提升力。他们发现,现有拖拉机的液压提升能力(依靠齿轮泵产生压力)对于重型犁铧足够,但对于需要快速升降、反应灵敏的中耕机来说,略显笨重且力量有余而精细不足。
“能不能做个杠杆放大机构?”一位老师傅提出,“用拖拉机提升臂的力量,通过一个杠杆,来精确控制中耕机的升降幅度?”
这个思路得到了采纳。车间设计并制造了一套巧妙的机械杠杆式位调节机构,虽然完全依赖机械结构,不如液压伺服灵敏,但结构简单可靠,成本低,非常适合当前条件。
接着是锄铲的布置和调节。李卫东小组负责设计锄铲架。他们采用了模块化思想,将锄铲通过可滑动的卡座安装在一根横梁上,横梁上有刻度。这样,驾驶员可以根据田头标定的作物行距,方便地移动每个锄铲的位置,实现快速调整。锄铲的入土角度,也设计了几个固定的档位可供选择。
最关键的仿形机构,则借鉴了播种机开沟器的设计经验,采用平行四边形铰接结构,配合加压弹簧,使得每一组锄铲都能独立地随着地面起伏,保持预定的入土深度。
田间试验与迭代
第一台样机很快被制造出来,挂接在“戈壁一号”上进行田间试验。试验地点选在了一片行距标准、杂草初生的玉米地。
张建业亲自驾驶,宋书羽、王振虎和农机队的骨干们跟在后面,仔细观察。
起初的几十米,效果令人振奋。锄铲顺利入土,将行间的杂草连根铲起,并疏松了土壤,身后留下干净、松软的田垄。
“成功了!”有人忍不住欢呼。
但很快,问题出现了。在遇到一个较小的田埂坡度时,由于仿形机构反应不够及时,一组锄铲入土过深,导致拖拉机负荷骤增,发动机冒起了黑烟。张建业赶紧提升农具。
接着,在一段因浇水稍显板结的地块,锄铲的碎土效果不佳,留下了较大的土块。
更棘手的是,由于制造和安装的累计误差,个别锄铲在行进中出现了轻微的“跑偏”,有两次差点刮蹭到玉米苗的根系,惊出众人一身冷汗。
“仿形机构的弹簧需要调整,预压力不够。”
“锄铲的刃角可能需要再锋利一些,或者形状可以优化,对付板结土。”
“每个锄铲架的安装基准还得更精确,确保平行度。”
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