一種防纏繞旋耕整地機(jī)的研制

摘要：在旋耕整地作業(yè)過(guò)程中，旋耕軸刀上極易纏繞雜草且去除困難、費(fèi)時(shí)費(fèi)力。為此，設(shè)計(jì)一種旋耕整地機(jī)雜草防纏繞裝置，介紹其總體結(jié)構(gòu)、工作原理及關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。該機(jī)具能夠防止雜草纏繞到旋耕刀軸上，有助于減少作業(yè)阻力，提高作業(yè)效率。

關(guān)鍵詞：旋耕機(jī)； 防纏繞裝置； 研制

中圖分類號(hào)：S222.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2024）06-0039-02

旋耕整地機(jī)是指由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)刀輥旋轉(zhuǎn)，通過(guò)旋耕刀對(duì)田間土壤進(jìn)行耕耙作業(yè)的整地作業(yè)機(jī)械。旋耕整地機(jī)具有碎土充分、耕后地表平整等優(yōu)點(diǎn)。隨著我國(guó)旋耕整地機(jī)制造技術(shù)的完善及旱作農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)的發(fā)展，旋耕整地機(jī)的功能逐漸多元化，其開(kāi)始向復(fù)式作業(yè)方向發(fā)展，并在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了大面積推廣。目前，旋耕整地機(jī)主要分為臥式旋耕機(jī)、立式旋耕機(jī)和斜置式旋耕機(jī)三類[1-2]，但從現(xiàn)階段旋耕整地機(jī)在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用來(lái)看，臥式旋耕整地機(jī)的使用范圍最廣。農(nóng)田作業(yè)環(huán)境條件下通常存在大量雜草，因此在旋耕整地作業(yè)過(guò)程中，旋耕機(jī)構(gòu)的旋耕軸刀上極易纏繞上雜草，從而導(dǎo)致動(dòng)力消耗增大、作業(yè)效率下降，且旋耕軸刀上纏繞雜草等雜物后去除極其困難、費(fèi)時(shí)費(fèi)力。近年來(lái)，隨著保護(hù)性耕作技術(shù)的大規(guī)模推廣應(yīng)用，旋耕整地機(jī)在作業(yè)過(guò)程中存在的纏草問(wèn)題日益受到重視，對(duì)此開(kāi)展了相關(guān)的理論研究，并開(kāi)發(fā)出一些防纏繞雜草工作裝置，這在一定程度上可使旋耕整地機(jī)在作業(yè)時(shí)不被纏繞，但仍達(dá)不到理想的防纏效果[3]。針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種旋耕整地機(jī)雜草防纏繞裝置，使機(jī)具作業(yè)時(shí)，旋耕機(jī)構(gòu)將土壤切削向后拋送，同時(shí)雜草防纏繞裝置將欲纏繞到旋耕刀軸上的雜草切斷，并靠離心力甩出，從而達(dá)到防止雜草纏繞到旋耕刀軸上的目的，有助于減少作業(yè)阻力，降低動(dòng)力消耗，提高作業(yè)效率。

1總體結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1總體結(jié)構(gòu)

防纏繞旋耕整地機(jī)主要由機(jī)架、左傳動(dòng)箱、左傳動(dòng)軸、變速箱、右傳動(dòng)軸、右傳動(dòng)箱、旋耕刀軸、旋耕刀及雜草防纏繞裝置組成，且旋耕整地機(jī)與拖拉機(jī)采用正配置，如圖1所示。旋耕整地機(jī)與拖拉機(jī)采用三點(diǎn)懸掛，這一設(shè)置使掛接方便，機(jī)組運(yùn)行機(jī)動(dòng)靈活。該機(jī)與普通旋耕整地機(jī)最大的區(qū)別就是配有雜草防纏繞裝置。雜草防纏繞裝置固定安裝在旋耕刀軸上，切草刀為螺旋狀，有利于擴(kuò)大切草工作范圍，同時(shí)雜草防纏繞裝置的切草刀與旋耕刀相間設(shè)置。此外，該機(jī)在不改變?cè)行麢C(jī)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，就能使切草刀隨旋耕刀同步轉(zhuǎn)動(dòng)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便。

1.2工作原理

工作時(shí)，旋耕機(jī)構(gòu)的旋耕刀將土壤切削向后拋送，同時(shí)雜草防纏繞裝置將欲纏繞到旋耕刀軸上的雜草等雜物切斷，再靠離心力甩出，可防止雜草等雜物纏繞到旋耕刀軸上，減少清除雜物的時(shí)間和頻率，有助于減少作業(yè)阻力，降低動(dòng)力消耗，提高作業(yè)效率。

2關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1機(jī)架設(shè)計(jì)

為了方便布置機(jī)具工作部件，機(jī)架采用立體框架式結(jié)構(gòu)，主要由懸掛裝置、中央傳動(dòng)箱托板、前橫梁、后橫梁、左側(cè)板、右側(cè)板、罩殼拖板等組成，具有較高的強(qiáng)度和剛性，可確保齒輪、軸承等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)零件在連續(xù)重載作業(yè)條件下運(yùn)行可靠，實(shí)現(xiàn)較高的作業(yè)質(zhì)量，同時(shí)有助于延長(zhǎng)其使用壽命。

2.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

旋耕整地機(jī)與拖拉機(jī)采用三點(diǎn)懸掛，傳動(dòng)形式分為中間傳動(dòng)和側(cè)邊傳動(dòng)兩種形式。中間傳動(dòng)形式的旋耕整地機(jī)由于傳動(dòng)箱寬度占據(jù)耕幅，易形成漏耕，會(huì)降低作業(yè)質(zhì)量。因此，本機(jī)采用側(cè)邊傳動(dòng)形式。側(cè)邊傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由中央傳動(dòng)箱、傳動(dòng)軸及側(cè)邊傳動(dòng)箱等組成，拖拉機(jī)動(dòng)力經(jīng)萬(wàn)向傳動(dòng)軸、中央傳動(dòng)箱、側(cè)邊傳動(dòng)箱傳到旋耕刀輥上以驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)旋耕作業(yè)。中央傳動(dòng)箱的作用是將拖拉機(jī)的輸出動(dòng)力經(jīng)萬(wàn)向傳動(dòng)軸、中央傳動(dòng)箱改變傳動(dòng)方向后再傳給側(cè)邊傳動(dòng)箱。中央傳動(dòng)箱主要由傳動(dòng)箱體、一對(duì)圓錐齒輪、輸入軸、輸出軸等組成，圓柱齒輪間的間隙能夠調(diào)節(jié)，以保證傳動(dòng)可靠；側(cè)邊傳動(dòng)箱考慮軸距及轉(zhuǎn)動(dòng)方向，采用三軸齒輪傳動(dòng)形式。

2.3旋耕機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

旋耕機(jī)構(gòu)主要由旋耕刀軸、左旋耕刀、右旋耕刀及旋耕刀盤(pán)等組成。旋耕刀軸是旋耕機(jī)構(gòu)的核心零件，由鋼管材料制造，兩端焊和傳動(dòng)連接（花鍵）和支承（軸徑）結(jié)構(gòu)。旋耕刀軸采用剛性傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，且制造方便。旋耕刀盤(pán)等間距焊接在旋耕刀軸上，旋耕刀盤(pán)沿周向交替安裝左旋耕刀、右旋耕刀。旋耕機(jī)構(gòu)如圖2所示。

2.4防纏繞裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

防纏繞裝置安裝在旋耕刀軸上，其主要由多對(duì)切草刀構(gòu)成，多對(duì)切草刀與旋耕刀相間設(shè)置，每對(duì)切草刀對(duì)稱設(shè)置在旋耕刀軸上，切草刀的凹面朝向旋耕刀的反向旋轉(zhuǎn)方向，切草刀隨旋耕刀同步轉(zhuǎn)動(dòng)。切草刀的刀片為螺旋狀，沿著螺旋方向刀體截面逐漸減小，其螺旋升角α＝56°～58°，刀體整體長(zhǎng)度螺旋為1/4～1/5圈。切草刀的凹面和凸面均有刃口，切草刀的凹面刃口在離心力的作用下切草，切草刀的凸面刃口則在旋轉(zhuǎn)切向力的作用下切草。防纏繞裝置結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3結(jié)論

針對(duì)旋耕整地機(jī)在作業(yè)過(guò)程中存在的纏繞雜草等技術(shù)問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種旋耕整地機(jī)雜草防纏繞裝置。該機(jī)與普通旋耕整地機(jī)最大的區(qū)別是配有雜草防纏繞裝置。雜草防纏繞裝置固定安裝在旋耕刀軸上，切草刀為螺旋狀，有利于擴(kuò)大切草工作范圍，雜草防纏繞裝置的切草刀與旋耕刀相間設(shè)置。此外，該機(jī)在不改變?cè)行麢C(jī)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，就可使切草刀隨旋耕刀同步轉(zhuǎn)動(dòng)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便，能夠有效減少動(dòng)力消耗。