摘要：设计了一种水田筑埂机，对其结构和工作机理进行介绍。筑埂机采用犁桦刮土板和旋耕刀进行取土和筑埂轮进行筑埂。说明了机器的工作状态、主要技术指标。该机各项指标均达到了农艺技术指标的要求，解决人工筑埂劳动强度大的问题，筑埂效果良好。

    水稻是我国重要的粮食作物，2014年我国稻谷播种面积为3031万hM2，与上年持平；稻谷单产681. 07 kg/hm2，比上年增加93. 7 kg/hm2，总产量为1.72亿t，比上年增加281.5万t。水稻为我国粮食安全做出了巨大贡献。我国的水稻种植面积非常大，需要对大量的土地进行灌溉和修筑田埂。水田淹灌是将灌溉田地划为田格，在田格周围修筑田埂，灌水后保持一定厚度的水层自上而下浸润土壤。修筑优质的田埂是完成水田淹灌的关键步骤，田埂坚固结实，不仅能保证水稻对水分的需求，还可以节约大量灌溉用水，减少水资源的消耗，节约生产成本。水田筑埂属于水稻生产过程的整地环节，也是水稻生产全程机械化的重要环节。目前，在我国水稻生产过程中，修筑田埂一直采用的是人工筑埂的传统作业方式，劳动强度非常大，作业效率非常低，修筑出来的田埂不够坚固，均匀性和一致性也比较差，并且需要人工反复修筑。
    解决人工筑埂存在的诸多问题，使用水田筑埂机修筑田埂是最好的方法。目前，我们国家很多企业都在研究制造水田筑埂机，很多种机型已经被大规模的使用。但是大多数机型只能进行单边修埂作业，效率较低，容易引起田埂的渗水、塌陷。适合小面积地块和山区作业的比较多，而用于大面积平原作业的大型水田筑埂机却很少。因此本文以我国东北地区黑龙江省的土壤条件为设计基础，作为确定水田筑埂机主要参数的依据，设计了一种适合东北地区作业的筑埂机具。使用这种机具可以进行大面积平原作业，修筑优质的田埂，建造高质量水田。可以解决人工筑埂存在大量的问题。该机可以与50～100 kW轮式拖拉机直接挂接，进行牵引作业，运输十分方便，作业操作简单，工作效率高，筑埂质量好，节约水稻生产的成本，增加效益，并对我省水稻生产全程机械化有重大的现实意义。

    1 结构与工作原理
    1. 1  1ZG-320型水田筑埂机结构
    结构如图，其连接方式为：通过万向节动力传动轴将拖拉机与齿轮箱4连接，牵引架1将拖拉机和液压控制机架连接在一起。

    1.2工作原理
    拖拉机动力通过万向节传递到传动齿轮减速箱的动力输入轴，通过一对相互啮合的圆锥齿轮将动力传动到左侧的链轮箱，再经过链轮的传动，驱动刀辊轴和筑埂轮轴旋转，以带动旋耕刀及筑埂轮旋转，完成碎土以及筑埂作业，筑埂刀呈圆柱螺旋线型对称排列，既可以将土壤进行破碎，同时也可以使一部分土壤聚集到刀轴的中间，为筑埂提供土源。两侧桦犁首先聚集土壤，然后将土壤向后输送，经过两侧犁桦刮土板整理形成断面为梯形的土源。经过旋耕刀进一步搅碎和聚集，然后由筑埂轮将土源压实成型。

    2 主要部件的设计
    2.1齿轮箱的设计
    齿轮箱主要由箱体、箱盖、端盖、主动圆锥齿轮、从动圆锥齿轮和轴承座等组成。处于工作状态时，动力由拖拉机输出轴通过万向节传递给齿轮箱的动力输入轴，再将动力传至与之相连接的右侧的传动轴上。动力传动轴的转速为540 r/min，传动比取5: 3，则输出轴的转速皆为324 r/min。该齿轮箱为铸钢制造，具有强度高、质量轻、传动平稳、性能可靠、结构简单等优点。
    2.2旋耕刀辊的设计
    齿轮箱输出轴通过链轮与旋耕刀轴连接，工作时带动旋耕刀轴旋转，旋耕刀采用圆柱螺旋线排列，分布在旋耕刀轴的左右侧。由于两侧采用圆柱螺旋线排列的旋耕刀转速相同，螺旋方向相反。左侧的圆柱螺旋线排列采用右旋，右侧的圆柱螺旋线排列采用左旋，两侧形成两个螺旋输送器形式，可以使大量土壤由两边向中间位置聚集，为形成田埂奠定基础。
    设计刀轴长1230 mm，理论旋耕宽度700 mm，刀座间距取80 mm。经过计算，轴上总刀数取8把。
    2.3犁桦刮土板的设计
    牵引架两侧安装两个具有聚土功能的左右对称的犁桦刮土板，为八字型，开口角度为300，它能够将土壤向后输送和聚集，经过两侧挡板整理形成断面为梯形的土源。
    完整田埂的截面面积（A1，mm 2）为
                A1=（a＋b）m／2（1）
    则取土截面面积（A2 ，mm 2）为
                  A2＝kA1＝BH（2）
    式中k----与土壤坚实度有关的系数，一般取0.8～1;
      B----取土宽度，mm;
      H----取土深度，mm 。
    根据农艺和设计要求，将田埂的高度、埂底宽度和埂顶宽度代入式（1）和式（2），取土宽度B取1500 mm，由式（2）得取土深度变化范围80一100 mm。即筑埂机可以根据田埂的高度和形状调整取土深度，满足筑埂时土量需求。
    2.4筑埂轮的设计
    筑埂轮在筑埂时主要通过筑埂盘片和筑埂辊压实土壤成埂。筑埂轮按田埂的轮廓外形，设计成由2片倾角为55°的圆锥台体和中部轴套组合成的轮毂总成。根据设计其所筑土埂高度：250～350 mm，筑埂顶宽200～350 mm，筑埂底宽400～650 mm技术性能指标外形尺寸：2600 mm x 1900 mm x 1500 mm;配套动力：50马力以上；悬挂方式：三点式悬挂；作业效率：1～1. 5 km/h;筑埂规格：上宽300 mm、下宽640 mm、高350 mm;作业条件：土壤含水率20％～30%；整机重量：550 kg。

    结论
    该水田筑埂机可以覆土、碎土、成形、压实在一次作业过程中全部完成。筑埂质量良好，田埂的均匀性和一致性好，表面光滑、抗水冲泡，各项指标均达到了农艺技术指标的要求，解决人工筑埂劳动强度大的问题，可以较好地完成筑埂作业。