旋耕機械的水平調節結構方案分析

咸培棟 高威

摘 要：? 旋耕機在我國農業耕整地作業中應用十分廣泛，它不僅能夠實現細碎土壤的要求，還能做到翻耕土地后的表面平整。針對于現階段三點式懸掛可能對旋耕機作業過程中在水平方向形成的不利影響，分析了旋耕機水平自動調節功能實現的可能性，并對兩種可行性方案進行了對比和分析。

關鍵詞：? 旋耕機;水平調節;結構;方案

中圖分類號：? S222.3????????? 文獻標識碼：? A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.12.050

0 引言

旋耕整地是我國農業耕整地的重要方式之一，它能夠同時實現土壤疏松和平整土地的農藝要求。無論是旱田還是水田，優質的土壤都是農作物萌發和生長的必須條件，尤其對于水田而言，土壤表面的平整程度能夠顯著減少灌溉用水量，保證養料播施的均勻程度。在現代化的農業生產中，旋耕機廣泛地應用于小麥、玉米、水稻等糧食作物的耕整地作業中，有效完成土壤的切碎作業并提升耕整地的作業效率。由于傳統的旋耕機與拖拉機的銜接方式多采用三點式懸掛連接，使旋耕機與拖拉機在水平方向上基本成為一體式結構，這就導致拖拉機在作業中因輪子進入坑洼而失去水平時，會引起旋耕機在水平方向上的姿態也發生改變，導致耕深和水平效果的不一致，在一定程度影響了作業的質量。

1 旋耕機械的水平調節結構

1.1 三點式懸掛的優缺點分析

三點式連接除需要將拖拉機的動力輸出軸與旋耕機進行可靠連接外，還需要通過旋耕機上的兩套帶有液壓油缸和拉桿的提升臂與拖拉機進行可靠的固定，這種結構有效的解決了旋耕機作業過程中需要升降調整的問題，同時具有連接穩定可靠的優點。但是由于三點式懸掛使拖拉機與旋耕機成為了相對固定的整體，因此，當地面不平時會出現旋耕機與拖拉機一同傾斜的問題，導致旋耕作業出現耕深不一致、地表不平整的問題，對后續的農業生產作業產生一定的不良影響。

1.2 旋耕機水平自動調節的可能性

由于旋耕機在作業過程中平衡性能對作業質量的影響很大，盡可能的提高旋耕機在各種地況作業時的水平程度，是旋耕機優化與改進的一個重要的方向。三點式懸掛主要通過各桿件連接組成，而使旋耕機在水平方向與拖拉機成更整體的主要零件，就是可以人工調節長度的拉桿。若能夠通過自動伸縮結構來替代此拉桿，就可能實現旋耕機的水平方向自動調節。機械上常用的可控制自動伸縮裝置包括了電控導軌、液壓油缸以及氣缸等幾大類，它們都能夠實現通過控制改變長短的作用，也就是說，通過控制可伸縮機構，當拖拉機發生水平歪斜的時候使旋耕機仍保持原有的狀態運行，減少在旋耕過程中對土壤造成的起伏不平。同時，由于可控制的伸縮結構在靜止時仍具備較高的剛性，因此也可同時保證旋耕機械連接的可靠性。

2 可行性方案分析

2.1 雙側調節方案

雙側調節就是使用兩個相同的液壓缸來代替三點式懸掛兩側的長度可調拉桿，也就是使用液壓缸提升臂和機體實現鉸接。當拖拉機發生傾斜時，為避免影響懸掛農機的正常作業，安裝在左右兩側的液壓油缸分別快速的進行伸長與縮回動作，以彌補拖拉機傾斜角度對懸掛機具在水平方向上造成的影響，從而保證農機具始終保持水平狀態。由于使用了雙側液壓油缸代替拉桿的方式進行自動調節，就必須要考慮到農機具提升或下降的時候，升降油缸與調節油缸之間工作的匹配關系，使兩套油缸不會因為干涉而影響各自動作的實現。

2.2 單側調節方案

單側調節就是只將三點式懸掛的一個長度可調拉桿更換為可伸縮的雙作用液壓缸，而另一側仍使用拉桿進行固定，工作時通過單側液壓缸的伸縮來實現懸掛機具水平方向的調整。當拖拉機的左側輪胎下陷時，此時，若液壓油缸也安裝在左側，則油缸應進行伸長運動，使牽引機具的左側升高，以彌補左側下陷對水平方向的影響。同理，當拖拉機的右輪下陷或左輪被墊起時，油缸應進行相應的縮短運動，使農機具仍保持水平狀態。

3 方案優缺點對比

無論是單側調節方案還是雙側的調節方案，都可以在理論上實現旋耕機械的水平調節要求，采用雙側油缸進行調節，旋耕機在調整的過程中始終圍繞著中心進行旋轉，在整個調整的過程中，機械的重心不容易發生改變。而使用單側調節方案時，由于采用調整拉桿的一端是固定的，在重心調整時，旋耕機是以調整拉桿為中心進行轉動，這時，中心的位置就會隨著旋耕機位置的改變而改變。由于中心位置的改變會造成旋耕機耕作深度的不一致，從而影響旋耕機械的實際作業質量。因此，若采用單向調節的方式，必須要考慮增加縱向方向的機械結構進行彌補，以解決重心位置發生改變的問題。而采用雙油缸調節的方式則避免了重心調整的問題，在機械結構上更為簡單，但在控制方式上，由于需要通過兩個液壓油缸來實現水平方向的調整，這在硬件選擇和算法上都更為復雜。

4 結語

綜上所述，兩種方案從理論上來說都可行，而在實際操作過程中都具有各自的優缺點。由于旋耕機械的作業環境惡劣，對電子控制系統的反應和可靠程度要求非常高，綜合考慮，采用雙側的調節方式在機械結構和可靠程度上更占優勢，更適合旋耕機水平調節的相關要求。