翻轉(zhuǎn)犁限深輪的設(shè)計

劉興愛 ，楊懷君 ，孟祥金 ，李洪斌 ，雷志高 ，3

（1.新疆科神農(nóng)業(yè)裝備科技開發(fā)股份有限公司，新疆 石河子 832000；2.新疆農(nóng)墾科學(xué)院機(jī)械裝備研究所；3.石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院）

0 引言

翻轉(zhuǎn)犁也叫雙向犁，我國是研究雙向犁最早的國家之一[1]，翻轉(zhuǎn)犁的應(yīng)用與發(fā)展符合我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的要求，根據(jù)耕作部件原理，可以分為鏵式犁、圓盤犁和翻轉(zhuǎn)犁，大多數(shù)鏵式犁在耕作過程中只能完成單一方向的犁耕作業(yè)，效率明顯降低，隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)的發(fā)展，翻轉(zhuǎn)犁可以很好的解決這一問題[2，3]。

翻轉(zhuǎn)犁是通過在犁架上安裝兩組翻垡相反的對稱犁體，在犁架翻轉(zhuǎn)的過程中會使得犁體跟隨交替的翻轉(zhuǎn)，在其往返的耕地作業(yè)過程中交替作業(yè)，犁耕過后會使得土垡垡片都向同一側(cè)覆蓋，犁體空行少，工作效率高。近年來，翻轉(zhuǎn)犁以其獨特的工作方式得到了推廣應(yīng)用，對農(nóng)業(yè)機(jī)械可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

1 翻轉(zhuǎn)犁的總體結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 翻轉(zhuǎn)犁的結(jié)構(gòu)

翻轉(zhuǎn)犁主要由懸掛架，連接板，主梁，左右犁體，限深輪等組成，結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1 柵條翻轉(zhuǎn)犁的結(jié)構(gòu)

1.2 翻轉(zhuǎn)犁技術(shù)參數(shù)

1.3 翻轉(zhuǎn)犁工作原理與工作過程

拖拉機(jī)與翻轉(zhuǎn)犁采用3點懸掛機(jī)構(gòu)掛接，拖拉機(jī)的兩水平拉桿與懸掛架下拉耳相連，中央拉桿與上懸掛臂相連。翻轉(zhuǎn)犁以犁架為中心，犁架前端為懸掛裝置，懸掛裝置上的3個懸掛點使整個翻轉(zhuǎn)犁能夠懸掛在拖拉機(jī)上，懸掛裝置通過翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與犁架相連，在翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的帶動下實現(xiàn)犁架的翻轉(zhuǎn)，犁架上安裝有左右對稱的翻轉(zhuǎn)犁體，在犁架翻轉(zhuǎn)的過程中左右犁體會隨著犁架翻轉(zhuǎn)，可實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)犁在耕地的來回過程中交錯工作。犁架的另一側(cè)安裝有限深輪，通過調(diào)節(jié)限深輪能夠調(diào)節(jié)翻轉(zhuǎn)犁犁體的耕深。作業(yè)時，操縱拖拉機(jī)分配器手柄，在拖拉機(jī)向前行駛的過程中，使犁落下，犁靠自身重量及犁鏟入土角入土，開始第一行程作業(yè)。耕深可以通過調(diào)整限深輪擋塊螺栓來達(dá)到合適的耕深。犁剛落下時，拖拉機(jī)要緩慢向前行駛，達(dá)到要求的耕深后，再以工作速度行駛。到達(dá)地頭時，升起犁，拖拉機(jī)調(diào)頭，對好犁溝，油缸帶動犁架翻轉(zhuǎn)，待犁架略微越過中點，犁靠自動換向閥作用繼續(xù)翻轉(zhuǎn)，完成整個翻轉(zhuǎn)過程后，將犁落下進(jìn)行下一行程作業(yè)。

1.4 限深輪的結(jié)構(gòu)

翻轉(zhuǎn)犁的限深輪與犁鏵分別安裝在翻轉(zhuǎn)犁犁梁的左右兩端，主要包括輪胎裝置、限位板、連接塊、限位塊、連接夾板幾部分，具體結(jié)構(gòu)如圖2。輪胎裝置通過限深調(diào)節(jié)板與連接輪支臂連接，然后通過固定板夾在犁梁上面。輪胎裝置可以繞著連接軸轉(zhuǎn)動，通過調(diào)節(jié)限深調(diào)節(jié)板的高度，讓限位板被限位塊擋住，實現(xiàn)犁梁高度的調(diào)節(jié)，從而穩(wěn)定犁的耕深，避免植被堵塞和影響土垡翻轉(zhuǎn)。

1.4.1 限深輪結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在使用過程中，由于原限深輪結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件繁多，故障頻繁，出現(xiàn)斷鐵鏈和掛鉤、斷限深和運輸鎖銷[4]、輪胎偏磨、不翻轉(zhuǎn)換向等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響翻轉(zhuǎn)犁正常工作。基于以上原因，改進(jìn)優(yōu)化了限深輪機(jī)構(gòu)，減少了限深輪固定板間隔套、回位彈簧、限深輪限位塊焊合、限深輪擋塊焊合、連接套、雙扭彈簧、定位套、限深輪擺臂軸套、銅套、花帽、快速卡銷、限深和運輸調(diào)節(jié)板焊合、鎖銷軸焊合、限深輪支臂焊合、間隔套、調(diào)節(jié)板、限深調(diào)節(jié)板、限深調(diào)節(jié)塊焊合、限深輪定位塊焊合、限深銷軸焊合、鐵鏈等部分零部件，新設(shè)計的限深輪如圖3，采用固定板、限位套、平墊圈、偏擺塊焊合、尼龍?zhí)?、鎖銷軸焊合、偏擺軸、支臂焊合、連接軸等15種部件。新型限深輪具有以下優(yōu)點：簡化了結(jié)構(gòu)，零件數(shù)量上減少了70%；減輕了重量，限深輪整體重量減少了50%；適應(yīng)性廣，調(diào)整方便，單鏵幅寬調(diào)整時，不用再調(diào)整限深輪固定板安裝孔位置，可通過限深輪與地面接觸瞬間摩擦阻力自動找正；故障率更低。

圖2 限深輪的結(jié)構(gòu)

圖3 新型限深輪的結(jié)構(gòu)

1.4.2 新型限深輪的工作原理與工作過程

當(dāng)翻轉(zhuǎn)犁地頭換向時，隨著翻轉(zhuǎn)犁的翻轉(zhuǎn)，限深輪在自重作用下，偏擺塊及支臂調(diào)節(jié)螺栓逐漸脫離固定板的限制，當(dāng)偏離到限位套位置時，是極限位置，限深輪不會前沖，當(dāng)翻轉(zhuǎn)犁換向到另一面時，限深輪也靠自重?fù)Q到了固定板另一側(cè)。當(dāng)翻轉(zhuǎn)犁對準(zhǔn)犁溝落下時，通過限深輪與地面接觸瞬間摩擦阻力及防前沖板的拖帶作用，自動隨前進(jìn)方向找正角度，實現(xiàn)限深輪的換向。通過調(diào)整左右螺栓長度，方便調(diào)整耕深深度[5，6]。

2 新型限深輪的應(yīng)用

2017年9月～10月在 121團(tuán) 13連、135團(tuán) 6連，配套約翰迪爾1354拖拉機(jī)進(jìn)行1LFT-360犁田間試驗，新型限深輪安裝使用一個秋季，除減磨軸套卡死維修一次外，沒有出現(xiàn)其他故障。

2018年9月～10月在142團(tuán)，配套東方紅2204拖拉機(jī)進(jìn)行1LFT-550立梁犁田間試驗，新型限深輪安裝使用一個作業(yè)季，使用效果良好，未出現(xiàn)任何故障。

3 總結(jié)

經(jīng)過不斷的優(yōu)化和改進(jìn)，該新型限深輪簡化了結(jié)構(gòu)，減少了零件數(shù)量，適應(yīng)性廣，大大降低了故障的發(fā)生，同時又便于維護(hù)和保養(yǎng)，取得了良好的可靠性、經(jīng)濟(jì)型和適應(yīng)性效果。綜上所述，要保證限深輪正常工作，熟悉和簡化限深輪的結(jié)構(gòu)是必不可少，同時還應(yīng)該懂得其維護(hù)保養(yǎng)知識和常見故障的原因分析及排除，使限深輪處于良好的工作狀態(tài)。