一種旋耕兼犁耙互換式的四驅微耕機設計

摘 要：微型耕耘機簡稱微耕機、田園管理機，主要用于水田作業(yè)、旱地耕整、田園管理、設施農業(yè)等耕耘的機械產品，運用于山區(qū)、丘陵及平原地區(qū)。截止到2014年，微耕機的市場面臨前所未有的危機，包括微耕機市場的飽和、巨大產能的過剩、微耕機使用場地的耕地面積逐年減少、農村人口城鎮(zhèn)化因素的干預等，大量銷售的模式已經受到一定的牽制。企業(yè)紛紛探索一種走技術創(chuàng)新、驅動創(chuàng)新、改進質量的效益道路。

關鍵詞：微耕機；市場飽和；技術創(chuàng)新

目前，微耕機體積小，調整容易、操作簡單，底盤部分配上相應的發(fā)動機和農機具后即可實現抽水、旋耕、犁耙、開溝、起壟等功能，廣泛被應用到大棚、果園及小田快的土地，設置被用于小型運輸等，深受廣大農戶的歡迎。

1 微耕機的設計階段

微耕機的整體設計階段，從第一代效仿牛耕的犁耙款式開始（即機子底盤通過大輪子在水田行走時，后掛單樺犁翻土后換深耕耙的作業(yè)方式）逐步演化第二代鏈條或半齒輪傳動的旋耕款式，該款式雖然僅僅屬于單箱體且不帶有內置左右轉向功能，因耕作體積小、重量輕、效率高、油耗低特點沒有被淘汰；農戶對微耕機的獨立離合器控制提出了更高要求，第三代帶轉向功能全齒輪微耕機誕生了，其優(yōu)勢為消除了皮帶“被吃”的現狀，淘汰一批壓帶離合的控制方式微耕機，第四代前旋后驅或者前驅后旋微耕機誕生在一定程度上提高了微耕機的驅動技術水平，其設計理念為在原有微耕機一個箱體需要承擔旋耕兼行走不穩(wěn)定缺席上將兩者功能分別運用在不同的箱體上得到釋放，旋耕專一由前旋耕箱擔任，行走功能留給后變速箱，在山區(qū)坡地上猶豫一輛微型“四輪”車子一般通過獨立離合控制提高陡坡的安全系數，從而真正意義上解放用戶的勞動力。以上每個階段微耕機都只能實現單一旋耕和犁耙的方式，卻沒有在配件的資源上進行整合，對此，桂林電子科技大學信息科技學院工程教師張文源作為校企特派員，與廣西陸川縣永發(fā)機械有限公司技術員開展研發(fā)合作（廣西陸川永發(fā)機械為星火技術型企業(yè)專門從事農業(yè)機械化研究開發(fā)30年），通過校企合作，走訪廣西、廣東、云南、海南、江西等多個地方測試研究，根據農戶的使用需求研制一種既可以旋耕、也可以犁耙的多功能互換性前旋后驅四驅雙箱體微耕機，其型號為1WGQ4型，目前逐步完善其外觀設計及功能使用。

2 旋耕和犁耙模式的對比

2.1 旋耕和犁耙作業(yè)的基本形式

微耕機的工作方式分旋耕和犁耙式（傳統犁耙款被稱為耕整機），各具備優(yōu)勢，旋耕耕作效率高，適用于水田、菜地和果園作業(yè)，機身距離地面高度僅僅在10-15公分的范圍；遇到深耕項目時采用犁耙的作業(yè)方式更為理想，傳統犁耙的設計就是從牛耕時代開始不斷的改進出來，機身底部距離地面高度在25-30公分，便于懸掛大號單樺犁，當大號單樺犁將25-30公分的泥土深挖起來后，掛犁的部位即便更換成深耕耙做作業(yè)平整，此項深耕高度參數遙遙領先與旋耕作業(yè)的深度參數，其缺點為耕作效率相對低，耗油偏大，不適宜用于大面積耕作要求。

2.2 旋耕和犁耙傳動結構的比較

以同一款帶左右轉向功能的底盤配置旋耕刀旋耕作業(yè)和配置高防滑輪行走牽引犁耙作業(yè)的方式，其變速箱齒輪僅更換一個齒數不同的齒輪配件后所產生傳動系統設計結構傳動比截然不同，如祥樂牌1WG4-1旋耕款式微耕機和1Z-41型號犁耙款式耕整機，在底盤變速箱主驅動齒輪更換后，差速比形成較大變化（見附圖）。

上圖對比中我們發(fā)現，同樣的結構設計，僅僅在Z6齒輪上做改變，傳動比會發(fā)生較大變化，旋耕款的Z6齒輪齒數為36，犁耙款Z6齒輪齒數為21，根據計算，傳動比越大，行走速度越慢，反之越小。

3 旋耕兼犁耙設計思路的導入

3.1 外觀裝配原理

按照類似1Z-41犁耙耕作外觀設計原理，前旋后驅的微耕機變速箱可以保留犁耙變速箱原有的齒輪結構，且外觀配件的輪子、牽引架等要求結合犁耙結構的思路進行微調，保留行走模式，輪子之間的距離不低于80公分，確保前后農具之間不形成干涉。

3.2 內部裝配要求

設計后變速箱中注意類似Z6部位的齒輪數保留不低于35齒的要求，提高差數比，而前旋部位考慮蝸桿傳動的原理，在后變速箱Ⅱ傳動中添加蝸桿傳動的齒輪，形成與前旋耕箱蝸桿齒輪箱匹配的45度斜齒傳動的模式，內部添加撥叉調整的功能，形成前后箱體獨立控制的效果。前旋耕箱設置蝸桿齒輪不低于2組，斜齒數量在25齒左右，提高旋轉速度，將45度的應力最大化提供給旋耕主驅動軸。

3.3 結構參數定位

按以上結構設計，1WGQ4前旋后驅微耕機的設計思路到結構成型可控制在長1.75M×1.00M×1.10M 的外形尺度，后變速箱輪距在80CM以上，保留犁耙行走穩(wěn)定性要求，內置壓緊彈簧卡位，實現左右把手拉進轉向的功能；當發(fā)動機轉速在3000r時，皮帶輪輸送到變速箱的變速提高前蝸桿傳動的轉速，從而形成正常350r/min的工作性能，形成旋耕的效果。這樣一種即可旋耕又可以的犁耙工作模式的前后驅動四驅微耕機的設計方案即可實現。

參考文獻

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