液壓翻轉開溝覆土犁的設計與研制

摘要：為提高液壓翻轉犁的功能性和作業效率，在借鑒覆土翻轉犁技術優勢的基礎上，設計一種可實現開溝和覆土交替作業的液壓翻轉開溝覆土犁。液壓翻轉犁兼具開溝、施肥和覆土功能，能夠提高翻轉犁的功能性和利用率。

關鍵詞：覆土犁;液壓翻轉;設計;開溝;覆土

中圖分類號：S222.1??? 文獻標識碼：A??? 文章編號：1674-1161（2021）04-0034-03

自我國于2008年設計研制1FFSL—5型潛翻深松翻轉犁以來，不斷對液壓翻轉機構進行自主創新，先后研制出多種液壓翻轉犁機型，且性能指標均能滿足農藝要求。然而，我國各地區耕地的土壤和氣候條件差異較大，限制了翻轉犁的推廣應用。為提高液壓翻轉犁的功能性和作業效率，在借鑒覆土翻轉犁技術優勢的基礎上，設計一種翻轉90°并可實現開溝和覆土交替作業的液壓翻轉犁，以期為提高機具的利用率和作業效率。

1 液壓翻轉開溝覆土犁的設計思路

目前，國內普遍應用的懸掛式液壓翻轉犁主要由三點式懸掛裝置、犁架、犁體和液壓翻轉機構組成。犁架上對稱設置犁體，通過液壓翻轉機構控制懸掛裝置與犁架的相對位置，實現犁體的180°上下換向翻轉。為使液壓翻轉犁兼具開溝、施肥和覆土功能，犁體不宜進行180°上下換向翻轉。因此，采用縱向液壓翻轉犁體90°的液壓翻轉（犁架不翻轉）機構，在開溝的同時完成施肥作業。

1.1 結構組成

液壓翻轉開溝覆土犁主要由犁架、懸掛裝置、限深機構、開溝機構、排肥機構、覆土機構和液壓翻轉機構組成，結構如圖1所示。機具的懸掛裝置與拖拉機相連，整機結構簡單、緊湊、機動靈活，適用于小地塊作業。

1.2 工作原理

犁架通過三點懸掛裝置與拖拉機相連，由拖拉機牽引機具向前運動，實現開溝、施肥、覆土作業。工作分為開溝和覆土兩個階段。

在開溝階段，拖拉機正程作業時，開溝犁處于工作狀態，覆土犁處于懸空狀態，即開溝階段。開溝犁將土壤翻開并將土向兩側溝邊拋出，通過限深輪調節開溝深度，盡量保證開溝深度一致，同時肥箱中的肥料通過排肥器均勻地排入溝中。

在覆土階段，拖拉機回程作業時，覆土犁處于工作狀態，開溝犁處于懸空狀態。開溝完成時，通過液壓閥控制液壓缸運動，再由液壓缸帶動翻轉軸順時針轉動90°，開溝犁向上旋轉處于懸空狀態而覆土犁處于水平工作狀態，由覆土犁完成覆土。

1.3 技術參數

液壓翻轉開溝覆土犁的主要技術參數見表1。

2 液壓翻轉開溝覆土犁工作部件的設計

2.1 機架

機架主要由前橫梁、中間橫梁、左縱梁、右縱梁、后橫梁焊接組成，如圖2所示。前橫梁處安裝懸掛裝置，左縱梁、右縱梁左右對稱布置。機架是液壓翻轉開溝覆土犁的支撐部件，用于支撐和安裝零部件，具有一定的剛度和強度要求。由于該液壓翻轉開溝覆土犁的開溝機構工作阻力較大，因此機架必須具有較強的剛度和強度。綜合考慮，機架材質選用120 mm×120 mm×12 mm的矩形鋼管。

2.2 限深機構

限深機構由左限深輪、右限深輪、輪臂和限深調節機構組成，如圖3所示。輪臂下面兩側對稱布置左限深輪和右限深輪，以利于作業時機架平衡。輪臂的上端與機架相連。輪臂設有限深調節裝置，用于調節耕深。限深機構的作用是控制耕深和支撐機具重量。

2.3 開溝犁體

開溝犁體（見圖4）主要由犁柱和犁鏵組成，其中犁鏵安裝在犁柱下部。根據液壓翻轉犁的農藝要求，犁鏵選用鏵式開溝機構。犁柱截面為矩形，制造簡單，成本低。開溝犁體通過犁柱連接于犁架上。

2.4 覆土機構

覆土機構主要由左覆土犁體、右覆土犁體和控制機構組成，如圖5所示。覆土犁體包括犁壁、犁鏵、犁柱、犁托等。犁柱用翻轉軸固定連接。翻轉軸由液壓翻轉機構驅動，帶動覆土犁體翻轉作業。

2.5 液壓翻轉系統

按機架翻轉角度不同，翻轉犁可分為90°和180°。根據機具的作業要求，選用90°縱向翻轉犁，開溝犁體可實現縱向90°翻轉作業。液壓翻轉機構主要包括翻轉油缸、分配閥、緩沖閥、管路、翻轉軸等。翻轉油缸通過翻轉軸控制開溝犁體翻轉，從而帶動開溝犁體90°縱向翻轉。液壓翻轉機構由拖拉機的液壓系統來驅動控制。

開溝犁處于工作狀態、覆土犁處于非工作狀態時，油缸處于最大的伸長狀態，覆土犁與地表面平行。翻轉時，操縱分配器使油缸縮短，帶動開溝犁犁柱順時針向上旋轉90°，此時覆土犁與地表面垂直，覆土犁處于工作狀態而開溝犁處于非工作狀態。通過控制液壓翻轉機構可實現開溝犁和覆土犁交替作業。

3 結論

液壓翻轉開溝覆土犁不僅有犁體的開溝功能，還具有施肥和覆土功能，機具的利用率較高。同時，開溝機構和覆土機構分別設置90°的液壓翻轉機構，能夠實現開溝和覆土同時作業或分開作業。液壓翻轉開溝覆土犁的研制，能解決當前大部分翻轉犁結構不緊湊、適用性較差、功能單一的問題，具有廣闊的應用前景。

參考文獻

[1] 徐銳良，劉美洲，郭志軍.鏵式犁減阻性能研究[J].農機化研究，2017，39（2）：22-26.

[2] 雷智高，李向春，何興村，等.翻轉犁的研究現狀與展望[J].安徽農業科學，2021，49（3）：217-221.

[3] 易凡鈺，施嬌碟，楊光，等.鏵式犁研究與應用現狀[J].中國農機化學報，2019，40（3）：231-236.

[4] 羅進軍，曾小輝，畢新勝，等.深翻犁翻轉機構的研究與分析[J].農機化研究，2016，38（6）：98-101.

Design and Development of Hydraulic Overturning Trenching Covering Plough

SUN Jidong

（Liaoning Institute of Agricultural Mechanization， Shenyang 110161， China）

Abstract： In order to improve the function and working efficiency of hydraulic overturning plough， a hydraulic covering overturning plough was designed， which could realize the alternating operation of trenching and covering soil， on the basis of drawing on the technical advantages of overturning plough. The hydraulic overturning plough has the functions of trenching， fertilizing and covering soil， which can improve the function and utilization rate of overturning plough.

Key words： covering plough; hydraulic overturning; design; trenching; covering

收稿日期：2021-01-22

作者簡介：孫繼東（1973—），男，工程師，從事農業機械方面的研究工作。