液壓翻轉(zhuǎn)開溝覆土犁的設(shè)計(jì)與研制

摘要：為提高液壓翻轉(zhuǎn)犁的功能性和作業(yè)效率，在借鑒覆土翻轉(zhuǎn)犁技術(shù)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一種可實(shí)現(xiàn)開溝和覆土交替作業(yè)的液壓翻轉(zhuǎn)開溝覆土犁。液壓翻轉(zhuǎn)犁兼具開溝、施肥和覆土功能，能夠提高翻轉(zhuǎn)犁的功能性和利用率。

關(guān)鍵詞：覆土犁;液壓翻轉(zhuǎn);設(shè)計(jì);開溝;覆土

中圖分類號(hào)：S222.1??? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A??? 文章編號(hào)：1674-1161（2021）04-0034-03

自我國(guó)于2008年設(shè)計(jì)研制1FFSL—5型潛翻深松翻轉(zhuǎn)犁以來，不斷對(duì)液壓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行自主創(chuàng)新，先后研制出多種液壓翻轉(zhuǎn)犁機(jī)型，且性能指標(biāo)均能滿足農(nóng)藝要求。然而，我國(guó)各地區(qū)耕地的土壤和氣候條件差異較大，限制了翻轉(zhuǎn)犁的推廣應(yīng)用。為提高液壓翻轉(zhuǎn)犁的功能性和作業(yè)效率，在借鑒覆土翻轉(zhuǎn)犁技術(shù)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一種翻轉(zhuǎn)90°并可實(shí)現(xiàn)開溝和覆土交替作業(yè)的液壓翻轉(zhuǎn)犁，以期為提高機(jī)具的利用率和作業(yè)效率。

1 液壓翻轉(zhuǎn)開溝覆土犁的設(shè)計(jì)思路

目前，國(guó)內(nèi)普遍應(yīng)用的懸掛式液壓翻轉(zhuǎn)犁主要由三點(diǎn)式懸掛裝置、犁架、犁體和液壓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成。犁架上對(duì)稱設(shè)置犁體，通過液壓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制懸掛裝置與犁架的相對(duì)位置，實(shí)現(xiàn)犁體的180°上下?lián)Q向翻轉(zhuǎn)。為使液壓翻轉(zhuǎn)犁兼具開溝、施肥和覆土功能，犁體不宜進(jìn)行180°上下?lián)Q向翻轉(zhuǎn)。因此，采用縱向液壓翻轉(zhuǎn)犁體90°的液壓翻轉(zhuǎn)（犁架不翻轉(zhuǎn)）機(jī)構(gòu)，在開溝的同時(shí)完成施肥作業(yè)。

1.1 結(jié)構(gòu)組成

液壓翻轉(zhuǎn)開溝覆土犁主要由犁架、懸掛裝置、限深機(jī)構(gòu)、開溝機(jī)構(gòu)、排肥機(jī)構(gòu)、覆土機(jī)構(gòu)和液壓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成，結(jié)構(gòu)如圖1所示。機(jī)具的懸掛裝置與拖拉機(jī)相連，整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、機(jī)動(dòng)靈活，適用于小地塊作業(yè)。

1.2 工作原理

犁架通過三點(diǎn)懸掛裝置與拖拉機(jī)相連，由拖拉機(jī)牽引機(jī)具向前運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)開溝、施肥、覆土作業(yè)。工作分為開溝和覆土兩個(gè)階段。

在開溝階段，拖拉機(jī)正程作業(yè)時(shí)，開溝犁處于工作狀態(tài)，覆土犁處于懸空狀態(tài)，即開溝階段。開溝犁將土壤翻開并將土向兩側(cè)溝邊拋出，通過限深輪調(diào)節(jié)開溝深度，盡量保證開溝深度一致，同時(shí)肥箱中的肥料通過排肥器均勻地排入溝中。

在覆土階段，拖拉機(jī)回程作業(yè)時(shí)，覆土犁處于工作狀態(tài)，開溝犁處于懸空狀態(tài)。開溝完成時(shí)，通過液壓閥控制液壓缸運(yùn)動(dòng)，再由液壓缸帶動(dòng)翻轉(zhuǎn)軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°，開溝犁向上旋轉(zhuǎn)處于懸空狀態(tài)而覆土犁處于水平工作狀態(tài)，由覆土犁完成覆土。

1.3 技術(shù)參數(shù)

液壓翻轉(zhuǎn)開溝覆土犁的主要技術(shù)參數(shù)見表1。

2 液壓翻轉(zhuǎn)開溝覆土犁工作部件的設(shè)計(jì)

2.1 機(jī)架

機(jī)架主要由前橫梁、中間橫梁、左縱梁、右縱梁、后橫梁焊接組成，如圖2所示。前橫梁處安裝懸掛裝置，左縱梁、右縱梁左右對(duì)稱布置。機(jī)架是液壓翻轉(zhuǎn)開溝覆土犁的支撐部件，用于支撐和安裝零部件，具有一定的剛度和強(qiáng)度要求。由于該液壓翻轉(zhuǎn)開溝覆土犁的開溝機(jī)構(gòu)工作阻力較大，因此機(jī)架必須具有較強(qiáng)的剛度和強(qiáng)度。綜合考慮，機(jī)架材質(zhì)選用120 mm×120 mm×12 mm的矩形鋼管。

2.2 限深機(jī)構(gòu)

限深機(jī)構(gòu)由左限深輪、右限深輪、輪臂和限深調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成，如圖3所示。輪臂下面兩側(cè)對(duì)稱布置左限深輪和右限深輪，以利于作業(yè)時(shí)機(jī)架平衡。輪臂的上端與機(jī)架相連。輪臂設(shè)有限深調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)耕深。限深機(jī)構(gòu)的作用是控制耕深和支撐機(jī)具重量。

2.3 開溝犁體

開溝犁體（見圖4）主要由犁柱和犁鏵組成，其中犁鏵安裝在犁柱下部。根據(jù)液壓翻轉(zhuǎn)犁的農(nóng)藝要求，犁鏵選用鏵式開溝機(jī)構(gòu)。犁柱截面為矩形，制造簡(jiǎn)單，成本低。開溝犁體通過犁柱連接于犁架上。

2.4 覆土機(jī)構(gòu)

覆土機(jī)構(gòu)主要由左覆土犁體、右覆土犁體和控制機(jī)構(gòu)組成，如圖5所示。覆土犁體包括犁壁、犁鏵、犁柱、犁托等。犁柱用翻轉(zhuǎn)軸固定連接。翻轉(zhuǎn)軸由液壓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)覆土犁體翻轉(zhuǎn)作業(yè)。

2.5 液壓翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)

按機(jī)架翻轉(zhuǎn)角度不同，翻轉(zhuǎn)犁可分為90°和180°。根據(jù)機(jī)具的作業(yè)要求，選用90°縱向翻轉(zhuǎn)犁，開溝犁體可實(shí)現(xiàn)縱向90°翻轉(zhuǎn)作業(yè)。液壓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要包括翻轉(zhuǎn)油缸、分配閥、緩沖閥、管路、翻轉(zhuǎn)軸等。翻轉(zhuǎn)油缸通過翻轉(zhuǎn)軸控制開溝犁體翻轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)開溝犁體90°縱向翻轉(zhuǎn)。液壓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由拖拉機(jī)的液壓系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)控制。

開溝犁處于工作狀態(tài)、覆土犁處于非工作狀態(tài)時(shí)，油缸處于最大的伸長(zhǎng)狀態(tài)，覆土犁與地表面平行。翻轉(zhuǎn)時(shí)，操縱分配器使油缸縮短，帶動(dòng)開溝犁犁柱順時(shí)針向上旋轉(zhuǎn)90°，此時(shí)覆土犁與地表面垂直，覆土犁處于工作狀態(tài)而開溝犁處于非工作狀態(tài)。通過控制液壓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)開溝犁和覆土犁交替作業(yè)。

3 結(jié)論

液壓翻轉(zhuǎn)開溝覆土犁不僅有犁體的開溝功能，還具有施肥和覆土功能，機(jī)具的利用率較高。同時(shí)，開溝機(jī)構(gòu)和覆土機(jī)構(gòu)分別設(shè)置90°的液壓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)開溝和覆土同時(shí)作業(yè)或分開作業(yè)。液壓翻轉(zhuǎn)開溝覆土犁的研制，能解決當(dāng)前大部分翻轉(zhuǎn)犁結(jié)構(gòu)不緊湊、適用性較差、功能單一的問題，具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐銳良，劉美洲，郭志軍.鏵式犁減阻性能研究[J].農(nóng)機(jī)化研究，2017，39（2）：22-26.

[2] 雷智高，李向春，何興村，等.翻轉(zhuǎn)犁的研究現(xiàn)狀與展望[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021，49（3）：217-221.

[3] 易凡鈺，施嬌碟，楊光，等.鏵式犁研究與應(yīng)用現(xiàn)狀[J].中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2019，40（3）：231-236.

[4] 羅進(jìn)軍，曾小輝，畢新勝，等.深翻犁翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的研究與分析[J].農(nóng)機(jī)化研究，2016，38（6）：98-101.

Design and Development of Hydraulic Overturning Trenching Covering Plough

SUN Jidong

（Liaoning Institute of Agricultural Mechanization， Shenyang 110161， China）

Abstract： In order to improve the function and working efficiency of hydraulic overturning plough， a hydraulic covering overturning plough was designed， which could realize the alternating operation of trenching and covering soil， on the basis of drawing on the technical advantages of overturning plough. The hydraulic overturning plough has the functions of trenching， fertilizing and covering soil， which can improve the function and utilization rate of overturning plough.

Key words： covering plough; hydraulic overturning; design; trenching; covering

收稿日期：2021-01-22

作者簡(jiǎn)介：孫繼東（1973—），男，工程師，從事農(nóng)業(yè)機(jī)械方面的研究工作。