鏵式犁犁體結(jié)構(gòu)及性能分析

謝敏

（通榆縣瞻榆鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣中心站，吉林 通榆 137200）

鏵式犁犁體結(jié)構(gòu)及性能分析

謝敏

（通榆縣瞻榆鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣中心站，吉林 通榆 137200）

中國傳統(tǒng)鏵式犁由古代木制耕地工具耒耜演變而來。鏵式犁是一種耕地的農(nóng)具，為全懸掛式鏵式犁，由在一根橫梁端部的厚重的刃構(gòu)成，通常系在一組牽引他的牲畜或機(jī)動車上，也有用人力來驅(qū)動的，用來破碎土塊并耕出槽溝，從而為播種做好準(zhǔn)備。犁體是鏵式犁的主要工作部件。犁體的工作性能和動力消耗情況與其結(jié)構(gòu)型式、曲面類型和技術(shù)狀態(tài)有很大的關(guān)系。本文詳細(xì)介紹鏵式犁犁體的結(jié)構(gòu)和性能。

鏵式犁；結(jié)構(gòu)；性能

1 鏵式犁的結(jié)構(gòu)

鏵式犁犁體由犁鏵、犁壁、犁側(cè)板和犁柱組成一個整體，通過犁柱安裝在犁架上。其作用是插入土壤（入土），垂直和水平地切出士垡（切土），并對其進(jìn)行破碎和翻轉(zhuǎn)（碎土和翻土）。犁鏵鏵尖起入土作用，鏵刃起水平切土作用，脛刃起垂直切土作用。犁壁胸部主要起碎土作用，翼部主要起翻土作用。犁側(cè)板主要起平衡側(cè)壓力的作用。犁體入土后，由鏵尖、鏵翼尾部和側(cè)板末端三點支持，以保持工作穩(wěn)定。

犁鏵的形式有梯形、鑿形和三角形［1］。梯形犁鏵外廓呈梯形，鏵刃為直線，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，但入土能力較差，適用于熟地及輕型土壤，背面有加厚部分，以供磨損后鍛伸修復(fù)。鑿形犁鏵鏵刃為一曲線，具有外伸的鑿形鏵尖，鏵尖插入溝底以下約10 mm，伸進(jìn)溝壁約5 mm，因而有較強的入土能力。其背面也有加厚部分，作為鍛伸的貯備。三角形犁鏵呈三角形，多用在畜力犁、水田犁、壟作犁和雙向犁上。其有2個對稱的刃口，入土性能好，側(cè)壓力小，但耕后溝底不平。根據(jù)試驗，犁鏵部分的牽引阻力約占總阻力的50%左右，因此要求鏵刃保持鋒利。新鏵刃口厚度為0.5～1.0 mm，新的鑿形犁鏵，鏵刃靠在平板上有大于3 mm的鏵刃間隙。犁鏵磨損后，刃口變厚，出現(xiàn)背棱，刃長和鏵寬變小，鏵尖磨圓，鏵刃間隙消失，甚至出現(xiàn)負(fù)值，因而入土能力減弱，耕深減小，阻力增加，應(yīng)及時磨刀和換修，一般鏵刃厚度達(dá)2 mm就應(yīng)磨銳。

犁壁的結(jié)構(gòu)形式有整體式、組合式和柵條式［2］。整體式犁壁制成一體，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，但局部磨損后要整體更換，不夠經(jīng)濟(jì)。組合式犁壁由前犁壁（胸部）和后犁壁（翼部）組成。犁壁工作中脛刃和胸部磨損較快。組合式犁壁可單獨更換前犁壁，因而節(jié)約了金屬材料。柵條式犁壁制成漏空的柵條，以減少犁壁與土壤的接觸面，在黏重潮濕的土壤中工作時，利于脫土和降低阻力，但制造工藝比較復(fù)雜。犁壁要求韌性好，不易變形，表面耐磨。

犁側(cè)板應(yīng)有一定的高度和長度，以承受犁體工作中的側(cè)壓力，并應(yīng)有一定的厚度以支承犁體。多鏵犁上一般最后一鏵的犁側(cè)板較長，并裝有犁后踵。犁側(cè)板的斷面形狀有矩形、倒T形和L形3種。后兩種支承面積較大，用于潮濕土壤和水稻田，可減少下陷。

犁柱的結(jié)構(gòu)形式有彎犁柱和直犁柱2種，其中以直犁柱應(yīng)用較廣。彎犁柱多用于懸掛犁上，是由型鋼鍛制成鉤形，有的和犁梁制成一體。彎犁柱下部通過犁托以固定犁體其他零件。直犁柱用于具有平面犁架的犁上，多用鑄鋼或球墨鑄鐵制成。為了減輕質(zhì)量而又不影響強度，一般采用橢圓形或三角形的空心結(jié)構(gòu)。其下部鑄成和犁體曲面相適應(yīng)的承托面或通過犁托來固定犁壁、犁鏵和犁側(cè)板。

2 犁體裝配的技術(shù)要求

為減小工作阻力，保證工作質(zhì)量，犁鏵和犁壁的接縫應(yīng)嚴(yán)密平滑，縫隙不應(yīng)超過1 mm。安裝時，決不允許犁壁高出犁鏵，不得已時，犁鏵可高出犁壁但不應(yīng)超過2 mm。犁鏵和犁壁左緣構(gòu)成的犁脛線應(yīng)在同一平面內(nèi)，如有偏差，只允許犁鏵凸出犁壁，但應(yīng)小于5 mm。犁鏵和犁柱（或犁托）間的局部縫隙，中部小于3 mm，上部小于8 mm。所有埋頭螺釘應(yīng)與犁體工作面平齊，不得凸出。如有下凹，應(yīng)小于1 mm，否則會黏土，增加阻力。鏵尖與犁側(cè)板末（犁踵）之間，同溝底平面構(gòu)成垂直間隙，同溝壁構(gòu)成水平間隙。垂直間隙的作用是保證犁體入土容易，梯形鏵應(yīng)為10～12 mm，鑿形鏵為16～19 mm，水平間隙的作用是使耕深穩(wěn)定，在一般土壤條件下梯形鏵的水平間隙為5～10 mm，槽形鏵為8～15 mm。沙性土壤間隙偏小，黏重土壤應(yīng)偏大。鏵尖和犁側(cè)板磨損后，間隙相應(yīng)減小，當(dāng)垂直間隙小于3 mm，水平間隙小于1.5 mm時，應(yīng)根據(jù)情況換修犁鏵或犁側(cè)板。

3 犁體曲面的類型及性能分析

犁體的工作表面（包括犁鏵和犁壁）是一個復(fù)雜的曲面，稱為犁體曲面。目前生產(chǎn)中使用的犁體曲面種類很多，不同類型的犁體曲面具有不同的工作性能。根據(jù)不同的工作條件和農(nóng)業(yè)技術(shù)要求，應(yīng)選用不同類型的犁體曲面。按其工作過程的特點，大體上可分為竄垡型和滾翻型兩大類。

竄垡型犁曲面是我國傳統(tǒng)犁上普遍采用的型式，竄垡型犁曲面是利用竄垡原理工作的，其工作過程可分為切垡、升垡、竄翻3個階段［3］。這種犁曲面適合水田“架空”“曬垡”的要求，但碎土和覆蓋較差。滾翻型犁曲面工作時，土垡基本不離開地面，僅作側(cè)向滾翻，其工作過程可分為切出土垡、抬起和傾轉(zhuǎn)土垡、推倒土垡3個階段。

犁體曲面包括寬深比和角度參數(shù)。寬深比的大小對翻垡質(zhì)量有一定的影響。耕地時若土垡翻轉(zhuǎn)后，成為臨界狀態(tài)，其重心在土垡支持點的正上方，此時土垡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。若重心位于支持點的左方，則產(chǎn)生回垡。只有當(dāng)土垡翻轉(zhuǎn)后才處于穩(wěn)定翻轉(zhuǎn)狀態(tài)。已翻土堆的邊線與水平線之間的夾角稱為土垡的翻轉(zhuǎn)角，土垡的翻轉(zhuǎn)角愈小，翻后的土垡愈穩(wěn)定。因此。寬深比值的大小可決定土垡的翻轉(zhuǎn)程度。犁體曲面的主要角度參數(shù)有碎土角、翻土角和推土角等。其變化規(guī)律對犁曲面的形狀及工作性能有很大的影響。

［1］張寧.關(guān)于犁耕阻力研究之淺析［J］.糧油加工與食品機(jī)械，1989（5）：15-17.

［2］曾德超，趙作善.犁體曲面設(shè)計的數(shù)學(xué)解析法［J］.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報，1979（1）：5-26.

［3］錢簡可.犁體曲面作用的分析［J］.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報，1981（2）：12-14，33.

S222

A

1674-7909（2016）35-62-2

謝敏（1977-），女，?？?，助理工程師，研究方向：基層農(nóng)機(jī)技術(shù)推廣。