鏵式犁上特殊機(jī)構(gòu)裝置的技術(shù)特點

摘 要：隨著新技術(shù)的不斷研發(fā)，一些新技術(shù)在傳統(tǒng)的鏵式犁上得到了應(yīng)用，對鏵式犁上的安全裝置、牽引犁的升降和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、雙向犁的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、鏵式犁耕深自動控制裝置進(jìn)行了概述，為農(nóng)機(jī)研發(fā)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：鏵式犁;機(jī)構(gòu)裝置;技術(shù)特點

中圖分類號：S222 ???????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.12.012

作者簡介：王晉（1987-），男，遼寧營口人，碩士，高級工程師，主要從事經(jīng)濟(jì)作物機(jī)械方面的研究，E-mail：wangjin.20@163.com。

鏵式犁是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的耕作部件，用來破碎土塊并耕出槽溝，為播種做好準(zhǔn)備。犁耕技術(shù)歷史悠久，但鏵式犁的研究只在近幾十年，隨著新技術(shù)的不斷應(yīng)用，鏵式犁的結(jié)構(gòu)性能得到了優(yōu)化。下面介紹鏵式犁上一些特殊裝置的技術(shù)特點，為研發(fā)人員提供參考。

1 安全裝置

安全裝置是當(dāng)犁碰到意外的障礙時，為防止犁鏵損壞而設(shè)置的超載保護(hù)裝置。并不是所有犁都需要配備安全裝置。一般輕型犁和在無障礙物的地上使用的犁都不設(shè)安全裝置;而在多石地或開荒地上使用的犁，特別是高速作業(yè)機(jī)組，設(shè)置安全裝置則顯得非常重要。

安全裝置分為整體式和單體式兩類，其中整體式主要用在牽引犁上，當(dāng)耕作過程出現(xiàn)超負(fù)載力作用時，安全裝置就脫鉤使犁與拖拉機(jī)脫開，達(dá)到保護(hù)犁的作用;單體式是在每個犁體上安裝安全裝置，可以實現(xiàn)單體保護(hù);按照結(jié)構(gòu)形式與作用特點不同，安全裝置分為剛性、彈性、半自動和全自動等類型。

常見的單體式犁體安全裝置有銷釘式、彈簧式和液壓式3種。銷釘式的作用原理是當(dāng)犁體碰到障礙物引起超載時，銷釘被剪斷起到保護(hù)作用，但銷釘被剪斷后必須停車才能更換;彈簧式與液壓式安全裝置的作用原理相同，犁體在障礙的異常載荷作用下會克服彈簧或液壓油缸的作用力而升起，越過障礙后，自動復(fù)位。不需停車即可連續(xù)工作，工作效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

2 牽引犁的升降和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

犁工作過程中，經(jīng)常要從運(yùn)輸狀態(tài)變?yōu)楣ぷ鳡顟B(tài)或從工作狀態(tài)變?yōu)檫\(yùn)輸狀態(tài)，有時還需要進(jìn)行耕深調(diào)節(jié)和水平調(diào)節(jié)。因此，牽引犁上設(shè)有升降和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其中包括升降和耕深調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、地輪機(jī)構(gòu)、溝輪機(jī)構(gòu)和尾輪機(jī)構(gòu)。

（1）升降和耕深調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。升降和耕深調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由液壓油缸、地輪及其彎臂等部件構(gòu)成。油缸后支座固定在犁梁上，焊在地輪軸上的推臂與活塞桿鉸接;在活塞桿上裝有定位卡箍;油缸前端裝有定位閥;油缸經(jīng)過油管與拖拉機(jī)上的分配器相連接。升犁時，操縱分配器手柄，將其放到“提升位置”，活塞向上移動，推動推臂使地輪彎臂逆時針方向轉(zhuǎn)動，犁梁相對地面上移，將犁升起;落犁時，將分配器手柄放到“浮動位置”，打開油缸下腔油路，犁靠自重下降。當(dāng)卡箍推動定位閥，將油路封死后，使犁保持在預(yù)定耕深位置。在活塞桿上移動定位卡箍的位置，可實現(xiàn)耕深調(diào)節(jié)功能，若將卡箍靠近缸體，活塞行程變短，犁體的下降范圍減小，耕深變淺;反之，則耕深變大。

（2）地輪機(jī)構(gòu)、溝輪機(jī)構(gòu)。地輪機(jī)構(gòu)、溝輪機(jī)構(gòu)由水平調(diào)節(jié)絲桿、推桿、溝輪及其彎臂等部件組成，主要用于調(diào)整犁體左右耕深的平衡。在本機(jī)構(gòu)中，調(diào)節(jié)絲桿與地輪彎臂固定連接，推桿前后端分別與溝輪彎臂和調(diào)節(jié)絲桿鉸接。當(dāng)?shù)剌啅澅坜D(zhuǎn)動時，溝輪彎臂亦隨之轉(zhuǎn)動，使溝輪產(chǎn)生升降運(yùn)動。耕深調(diào)節(jié)后，可轉(zhuǎn)動水平調(diào)節(jié)絲桿手輪，使推桿后端沿絲桿上下移動，犁相對犁梁上下擺動，使左、右耕深一致。

（3）尾輪機(jī)構(gòu)。尾輪機(jī)構(gòu)由柔性拉桿、尾輪搖臂、滾輪、尾輪等部件組成，為了使犁容易出土，地頭整齊，連接地輪與尾輪的柔性拉桿，在工作時處于松弛狀態(tài)，起犁時地輪下降，犁的前部先升起，當(dāng)?shù)剌喗抵翜陷單恢脮r，柔性拉桿被張緊，開始牽動尾輪搖臂轉(zhuǎn)動。通過搖臂另一端的滾輪推動尾輪彎軸向下轉(zhuǎn)動，以改變尾輪相對于犁梁的位置，將犁的后部升起。落犁時，犁靠自重下降，直至尾輪彎軸被垂直調(diào)節(jié)螺釘頂住為止。作業(yè)時，尾輪垂直調(diào)節(jié)螺釘可使尾輪下緣略低于犁體底面。水平調(diào)節(jié)螺釘可使尾輪下緣比犁側(cè)板略向左偏，以減輕犁底與犁側(cè)板對土壤的摩擦力。

3 雙向犁的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

普通鏵式犁只能單向（右側(cè)）翻垡，若在犁架上安裝兩組犁體或犁體上采用雙向犁壁，通過翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)實現(xiàn)自動換向，能使垡片向左、向右交替翻轉(zhuǎn)，則為雙向犁。雙向犁的優(yōu)點如下：機(jī)組在往返行程中，土垡均向同一側(cè)翻轉(zhuǎn)，耕后地表平整，不會出現(xiàn)普通犁耕地形成的溝和埂;對于耕斜坡地，沿等高線向坡下翻土，可減小坡度;耕地時可由地塊一側(cè)開始，直到地塊另一側(cè)，不必在地中開墑。在地頭轉(zhuǎn)彎時，空行少，工作效率較高;對小塊地和不規(guī)則地塊耕作，也具有優(yōu)越性。因有上述特點，故盡管雙向犁的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，重量較大，仍得到很快的發(fā)展與普及，特別是在西歐一些國家，其應(yīng)用非常多。目前，我國許多地區(qū)也開始大量使用雙向犁。

4 耕深自動控制裝置

傳統(tǒng)的液壓犁具主要依靠操作員操作手柄與力調(diào)節(jié)彈簧控制液壓油缸，最終控制懸掛犁具的升降。常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院把微控制器、傳感器與懸掛犁具結(jié)合，開發(fā)一套自動監(jiān)測、自動控制犁具耕深的裝置系統(tǒng)。該系統(tǒng)以STM32F429為核心處理器，在懸掛系統(tǒng)上、下拉桿的連接軸處及提升臂上分別集成拉力傳感器及角度傳感器，主控器外接LCD顯示屏，以表盤形式實時顯示犁具狀態(tài)信息，以電磁閥代替?zhèn)鹘y(tǒng)液壓分配器，以按鈕式控制面板代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)械操作桿，主控制器根據(jù)懸掛犁傳感器數(shù)據(jù)及預(yù)設(shè)耕地深度，采用拉力、位置綜合調(diào)節(jié)算法，向電磁閥發(fā)送控制指令自動控制犁具的升降。實踐證明，該套裝置極大提高了犁具的智能化程度，在犁具耕地質(zhì)量及拖拉機(jī)利用效率上均有極大改善。