旋耕機改進為旋耕起壟機的設(shè)計與制造

劉汶樹 楊清慧 尹毅 王圓明 吳瑜 邵偉興 李英

摘要：對旋耕機進行設(shè)計和改造，使其成為新型的旋耕起壟機，確保改進后的機器能夠完成開溝、翻土、作業(yè)等工作，同時實現(xiàn)一機兩用，操作便利，使其滿足經(jīng)濟要求。本文主要闡述旋耕機改進成旋耕起壟機的有關(guān)內(nèi)容，僅供參考。

關(guān)鍵詞：旋耕機改進;起壟機;制造

傳統(tǒng)旋耕機在田間能耕耘碎土，使用手扶拖拉機的配帶和刀軸打碎土壤，進而完成耕深松土的工作，作用少。若是優(yōu)化設(shè)計旋耕機，同時添置更多新功能，則可以保證旋耕機被用在多處。

一、闡述旋耕機和起壟機的有關(guān)內(nèi)容

（一）旋耕機和起壟機相似點

旋耕機是由傳動軸、鏈輪箱、橫梁等零件構(gòu)成，它應(yīng)用的工作原理是拖拉機應(yīng)用動力推動刀軸驅(qū)動錐齒輪箱，動力通過傳動軸運送到鏈輪箱，然后通過鏈條驅(qū)動旋耕機運轉(zhuǎn)。旋耕機刀片旋轉(zhuǎn)直接破土，有著松土作用。起壟機和旋耕機的工作原理、結(jié)構(gòu)相同，工作原理是應(yīng)用組成的零件把拖拉機動力運到起壟刀軸，

然后從兩側(cè)螺旋排列。刀片在旋轉(zhuǎn)過程要把土壤向中間推，完成起壟工作，由此也能夠看出，旋耕機和起壟機有著相似的基本結(jié)構(gòu)和傳動原理，因此可能具有一機兩用的性質(zhì)[1]。

（二）旋耕機和起壟機不同點

起壟機與旋耕機的區(qū)別在于起壟刀片和旋耕機的形狀，刀箱在刀軸上的焊接方向和布置也有所差異。左右支撐臂、傳動軸等組件的長度不同，橫梁和刀軸的長度也是不同的。旋轉(zhuǎn)刀是用來破碎土壤的，所以它的形狀像一把彎曲的駱駝刀。起壟刀用于破土推土，它能夠組成螺旋葉片的形狀。旋耕機刀盒以垂直的方式焊接在刀軸上，起壟機刀盒和刀軸在焊接時需要構(gòu)成適當(dāng)傾斜角度，同時需要分為左側(cè)和右側(cè)兩面排成螺旋輸送器形狀，起壟機應(yīng)用在起壟過程，且因壟寬不同，可按系列生產(chǎn)不同規(guī)格的起壟機，滿足種植要求。兩種機器雖然存在不同，但不會使碎土功能受到影響，因此具有旋耕機的作用。如果優(yōu)化后旋耕起壟機不滿足用戶耕耘效果，則在購買機器時需要拆卸壟刀軸，安裝刀軸用作旋耕機，此種優(yōu)化設(shè)計方式能夠碎土，有著農(nóng)機具的作用[2]。

二、優(yōu)化設(shè)計旋耕起壟機

旋耕起壟機作為旋耕機優(yōu)化改進后的變形用具，在制造過程中可應(yīng)用旋耕機零件，常見的左撐板、鏈輪箱總成以及罩殼側(cè)板等，此些部件無需改動，可直接應(yīng)用。同時也可改動一些零件的長度，便能夠在旋耕起壟機應(yīng)用，比如傳動軸、橫梁焊合間等，此些零件的投資成本和通用性有利于批量生產(chǎn)，因此在制造旋耕起壟機時，要先考慮制造和設(shè)計刀軸、刀片[3]。

（一）設(shè)計和制造起壟刀片

旋耕機中的耙刀作用在耕作中可以打碎土壤，因此設(shè)計的形狀等同鐮刀性，刀尾制造主要是冷熱加工，刀體狹窄。使用材料沖孔和沖模，然后對其進行加熱，使其彎曲成一定形狀。在磨刃口后要實施熱處理，確?？梢蕴嵘丝谟捕?，此過程使用的設(shè)備主要包含沖床、熱處理設(shè)備和壓力機等。處理工藝的過程包含開料、磨刃、回火、加熱成形等。

（二）設(shè)計和制造起壟刀軸

設(shè)計起壟刀軸和旋耕刀軸的差異較大，主要體現(xiàn)在轉(zhuǎn)軸上刀盒排列和焊接角度。旋耕機刀軸刀盒在焊接時的側(cè)視方向和轉(zhuǎn)軸垂直放置，同時在轉(zhuǎn)軸上均勻分布排列。起壟機刀盒在轉(zhuǎn)軸上焊接，和軸線構(gòu)成適當(dāng)偏角。若是偏角大，則會產(chǎn)生較重負荷，破壞零部件，無法滿足傳動功率。若是偏角小，土壟高度小不符合種植需求，由實驗可知，若是刀軸長度為1100mm，則可安裝12把刀，其中放置在中間的4把刀要進行碎土，角度不可過大，左右兩側(cè)可以碎土也可以推土。在轉(zhuǎn)軸上排列的刀盒應(yīng)呈現(xiàn)螺紋狀，也可排列為雙螺紋線，便于平衡。同時左右兩側(cè)分別放置6把刀，左邊刀向右側(cè)旋轉(zhuǎn)，右邊刀向左側(cè)旋轉(zhuǎn)，兩邊組成螺旋輸送器。在耕作使，刀片可以把泥土向中間推，從而構(gòu)成土壟。起壟機工作負荷大于旋耕機，因此設(shè)計刀盒應(yīng)選擇厚重鋼板，同時刀軸直徑也粗于旋耕刀軸。由實驗可知，起壟刀盒需要選擇較厚的鋼板和鋼管。起壟刀軸屬于焊合件，包含多個零部件。將左軸頭和右軸頭進行粗加工，然后和軸管焊接，將加工后的刀盒焊接住，由焊接后會出現(xiàn)變形，因此開展精加工。其設(shè)備主要有車床、鋸床和電弧焊機等[1]。

（三）設(shè)計和制造修壟板

為保證起壟后土壟形狀滿足種植標(biāo)準(zhǔn)，可將修壟板安裝在起壟機后，從而刮平壟頂，同時拔凈壟溝底碎土。修壟板使用的鋼板厚度是5mm，矩形形狀，中間下方是梯形缺口，缺口大小是由刀軸長度決定。上底和下底邊長分別是600mm和700mm，其高度是180mm，它能夠成為浮動模式或者固定模式。固定修壟板應(yīng)用螺栓在罩殼尾部擋泥膠板的位置，浮動式要在焊接吊耳處，使螺栓和銷軸在罩殼尾部吊裝，兩種方式有著不同的長處。固定修壟板可以刮凈溝底碎土，若是有硬物，則會損失修壟板，浮動式修壟板可以有效解決此種問題，碰到硬物能夠浮起來，防止出現(xiàn)損壞。制造修壟板大多數(shù)是焊合工作，應(yīng)用沖床、剪床等方式，工藝過程包含開料、沖孔和焊接、折角等[2]。

（四）改進其他零部件

將旋耕機改成旋耕起壟機，因此需要將上述零部件處理好，也可嘗試改進傳動軸、左撐板等材料。旋耕機左撐板材料應(yīng)用的大多數(shù)是傳動軸，起壟機工作負荷多，為增加耐用性，起壟機材料可使用球墨鑄鐵。裝配時，要把鏈輪箱的鏈輪進行換位安裝，大小鏈輪更換為主動齒和被動齒，改變傳動比，增加刀軸轉(zhuǎn)速，提升碎土效果，避免出現(xiàn)負荷過重的情況。同時手扶拖拉機要選擇合適的柴油，從而讓旋耕起壟機能夠正常開展工作[3]。

結(jié)束語：

綜上所述，旋耕起壟機在改進后的操作方式等同于旋耕機操作方式，一方面能夠耕耘和碎土，一方面也能夠開溝起壟，在松軟田塊也能夠進行翻土、開溝，并且也可以種植花生、土豆等經(jīng)濟作物。旋耕起壟機能夠一機兩用，操作便利，備受農(nóng)戶的喜愛和認可。

參考文獻：

[1]李再參，葉愈，蒲宏毅，黃建國.旋耕機機架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2020，33（06）：55-56+63.

[2]張楚，文西芹，朱文亮.基于迭代學(xué)習(xí)的旋耕機刀軸焊接機器人軌跡跟蹤控制研究[J].機械設(shè)計與制造，2019（10）：246-250.

[3]杜新武，楊緒龍，龐靖，姬江濤，金鑫，陳雷.懸掛式旋耕機耕深監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與試驗[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2019，50（08）：43-51.