一種水平擺式犁便于犁鏵更換的裝置設計

彭雙雙 安凱迪 李夢蒙

摘 要：經(jīng)田間試驗發(fā)現(xiàn)水平擺式犁的犁鏵部位極易發(fā)生磨損，需要經(jīng)常更換，嚴重影響了整個擺式犁的工作效率.因此，對水平擺式犁進行了研究，對擺式犁犁鏵的結構進行改進設計，提出了一種便于更換犁鏵的裝置，實現(xiàn)簡單快速的便可完成犁鏵更換，很好地解決犁鏵損壞和磨損嚴重帶來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)速度的問題，提高生產(chǎn)力.

關鍵詞：犁鏵;磨損;水平擺式犁

中圖分類號：TH122? 文獻標識碼：A? 文章編號：1673-260X（2019）10-0013-02

從古至今，犁的使用已有超過幾千年的歷史，它在我們農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有非常重要的地位.常用的有普通鏵式犁和雙向犁，普通鏵式犁是單向犁的一種，只能向一側翻土，它的耕作特點是生產(chǎn)效率較低，且耕后地表不平整，而雙向犁是在單向犁的基礎上研制出的一款具有更好的耕作性能的鏵式犁，它采取梭式耕法，能夠交替向左邊和右邊翻土，即在耕作過程中由田地一邊一直耕到田地的另一邊[1].目前，我國在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中頻繁使用的是垂直翻轉式雙向犁（簡稱翻轉犁）和水平擺動式雙向犁（簡稱擺式犁）.因為水平擺動式雙向犁具有結構相對簡單，重量輕等特點而被廣泛應用.經(jīng)過田間實驗發(fā)現(xiàn)犁鏵和犁胸磨損較快，嚴重影響了整個擺式犁的工作效率，2007年，朱林等學者針對犁的田間工作特點對犁胸的受力特征進行分析，并對其進行有限元的分析，為犁胸的優(yōu)化設計提供了一定的依據(jù)[2];2016年，朱林課題組針對水平擺試犁的三維模型進行改進設計，并分析了不同耕深耕速條件下犁的耕作性能，提出了最優(yōu)耕作條件下犁胸和犁鏵的使用壽命將得到提高[3，4，5].但是市場上的水平擺式犁，大部分是整體焊接而成，所以對零部件的維修和拆換比較麻煩，而在犁地過程中，犁鏵的磨損和破壞確是最嚴重的，現(xiàn)有技術還沒有單獨針對犁鏵的便于拆卸和安裝進行設計，也沒有將犁鏵前面的犁刃設計成可根據(jù)磨損情況隨時拆卸更換的結構.

因此，本文以水平擺式換向犁為研究對象，提出了一種便于水平擺式犁更換犁鏵的結構，實現(xiàn)簡單快速完成犁鏵更換，很好地解決犁鏵損壞和磨損嚴重的問題，實用性高.

1 便于更換犁鏵裝置的結構組成

便于更換犁鏵裝置的結構如圖1所示，包括支撐框架1，支撐框架的前端沿邊緣下端固定安裝有固定桿2，固定桿上固定設置有安裝底座3，安裝底座設置有安裝槽4，安裝底座上設置有定位孔5，安裝槽的內(nèi)部右側壁上設置有固定螺孔6，定位孔和固定螺孔中安裝有定位螺栓7，安裝槽中安裝有固定板8，固定板8上貫穿設置有與定位孔配合的安裝孔.本文通過安裝底座和固定板的設置，將固定板固定在安裝槽中，然后通過定位螺栓進行固定，當犁鏵磨損嚴重時，只需將定位螺栓取下，將固定板和安裝底座拆開即可，整個結構簡單，簡單快速的便可完成犁鏵更換，很好地解決犁鏵損壞和磨損嚴重的問題，實用性高.

其中，所述犁鏵的前端沿著邊緣設置有T型安裝槽，T型安裝槽中安裝有犁刃，犁刃的上端固定連接有與T型安裝槽配合的插桿，T型安裝槽的開口處設置有犁刃的鎖緊扣.通過犁刃的設置，使得當犁鏵的前部磨損較嚴重時，只需將犁刃從T型安裝槽中抽出更換即可（犁刃的長度等于T型安裝槽的長度），簡單方便，避免了整個裝置的廢棄.所述鎖緊扣包括矩形鋼板，矩形鋼板通過轉軸轉動安裝在T型安裝槽的左側，矩形鋼板遠離轉軸一側設置有圓孔，T型安裝槽的右側槽口處通過鐵鏈連接有鎖緊螺栓.矩形鋼板的設置，能夠很好地將犁刃固定在T型安裝槽中，然后通過鎖緊螺栓將矩形鋼板的右側緊緊地固定在T型安裝槽上（矩形鋼板的內(nèi)壁設置有密封墊）.

2 便于更換犁鏵裝置的結構設計

2.1 安裝底座和犁鏵的設計

安裝底座3（如圖2），安裝底座3設置有安裝槽4，安裝底座3垂直于安裝槽4設置有定位孔5，安裝槽4的內(nèi)部右側壁上與定位孔5對應位置設置有固定螺孔6，定位孔5和固定螺孔6中安裝有定位螺栓7，安裝槽4中安裝有固定板8（如圖3），固定板8的上端通過連接塊9固定連接有犁鏵10，固定板8上貫穿設置有與定位孔5配合的安裝孔11，安裝槽4的內(nèi)壁上固定設置有橡膠墊12，圖4為圖1中A部放大局部示意圖.

使用時將固定板8放入安裝在安裝槽4中，此時定位孔5、固定螺孔6和安裝孔11三者處于同一位置，然后將定位螺栓7從定位孔5中插入，穿過固定螺孔6，直到擰固在安裝孔11中，使得固定板8與安裝底座3緊緊地固定在一起，橡膠墊12使得固定板8與安裝槽4的安裝更加緊密，且具有一定的緩沖作用，連接塊9將固定板8與固定桿2穩(wěn)穩(wěn)地連接在一起，形成整個水平擺式犁，當犁鏵發(fā)生磨損或者破壞時，只需取下定位螺栓7，便可將固定板8與安裝底座3分離.

2.2 犁刃的設計

犁是一種耕地的農(nóng)具，是由在一根橫梁端部的厚重的刃構成.其通常系在一組牽引它的牲畜或機動車上，或用人力來驅動，用來破碎土塊并耕出槽溝從而為播種做好準備.犁刃在水平擺式犁耕作過程中起到碎土，切土的作用.根據(jù)田間試驗發(fā)現(xiàn)：犁鏵鏵尖區(qū)和犁刃區(qū)在作業(yè)過程中磨損較為嚴重，需要不時地進行更換，造成犁體不能很好的工作.犁刃結構設計示意圖如圖5所示，犁鏵10的前端沿著邊緣設置有T型安裝槽13，T型安裝槽13中安裝有犁刃14，犁刃14的上端固定連接有與T型安裝槽13配合的插桿15，T型安裝槽13的開口處設置有犁刃14的鎖緊扣16.鎖緊扣16包括矩形鋼板1601，矩形鋼板1601通過轉軸1602轉動安裝在T型安裝槽13的左側，矩形鋼板1601遠離轉軸1602一側設置有圓孔1603，T型安裝槽13的右側槽口處通過鐵鏈1604連接有鎖緊螺栓1605.

由于犁鏵10在水平擺式犁中是與大地直接接觸的部分，所以磨損比較嚴重，當磨損較嚴重時，便可打開鎖緊螺栓1605，使得矩形鋼板1601的右側與T型安裝槽13的右側分離，轉動矩形鋼板1601，便可將犁刃14從T型安裝槽13中抽出，然后換上新的犁刃14，再將矩形鋼板1601緊緊地固定在T型安裝槽13的右端即可.

3 結論

本文設計的便于更換犁鏵裝置的水平擺式犁通過安裝底座和固定板的設置，將固定板固定在安裝槽中，然后通過定位螺栓進行固定，當犁鏵磨損嚴重時，只需將定位螺栓取下，將固定板和安裝底座拆開即可，通過犁刃的設置，使得當犁鏵的前部磨損較嚴重時，只需將犁刃從T型安裝槽中抽出更換即可，簡單方便，而在之前如果犁鏵部位磨損嚴重需要更換時，需要把整個犁鏵拆分下來，這樣不僅增大了成本，而且降低了田間工作的效率.新的結構設計，避免了整個裝置的廢棄，矩形鋼板的設置，能夠很好地將犁刃固定在T型安裝槽中，整個結構簡單，簡單快速的便可完成犁鏵更換，節(jié)約成本和時間，具有很好的應用前景.

參考文獻：

〔1〕蔣永新，牛長河，陳發(fā)，等.1LB-240水平擺式雙鏵犁的研制[J].農(nóng)機化研究，2009，31（1）：82-84.

〔2〕朱林，尹成龍，孔凡讓，等.水平擺式犁犁胸的有限元分析[J].系統(tǒng)仿真學報，2007，19（17）：3934-3936+4027.

〔3〕彭雙雙.高速梭式條件下水平擺式犁耕作特性研究[D].安徽：安徽農(nóng)業(yè)大學，2016.1-68.

〔4〕ZHU L， PENG SH-SH， CHENG X，et al. Combined Finite Element and Multibody Dynamics Analysis of? Effect of Hydraulic Cylinder Movement on Ploughshare of Horizontally Reversible Plow[J]. Soil & Tillage Research[J]. 20016，163：168-175.

〔5〕ZHU L，PENG SH-SH，QI Y-Y，et al.An improved Horizontally Reversible Plow Design Based on Virtual Assembly Semantics and Constrtaint[J].Internaitional Journal of Mechanical Science and Technology，2016，30（1）：257-266.