新型單鏵犁的研制與應(yīng)用

○廣東省鶴山市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 黃瑜婷 馮健安 馮偉英 李德斌

廣東省鶴山市宅梧鎮(zhèn)隆興農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社 曾兆行

單鏵犁是以翻土為主要功能并有松土、碎土作用的土壤耕作機(jī)械，南方地區(qū)多為小地塊、不規(guī)整的田塊，適合單鏵犁這一小型耕地機(jī)械作業(yè)。目前市面上的單鏵犁，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，在使用過程中受力不平衡，全程需要人工手握拖拉機(jī)手柄，才能保證其直線行走。為此，急需開發(fā)一種新型單鏵犁結(jié)構(gòu)，使其在被微型拖拉機(jī)牽引工作時，能按一定軌跡自動行走，解放勞動者的雙手，降低勞動強(qiáng)度。廣東省鶴山市宅梧鎮(zhèn)隆興農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社與廣東省鶴山市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心合作，創(chuàng)新設(shè)計了新型單鏵犁結(jié)構(gòu)，并獲得國家新型專利。本文將對一種新型單鏵犁結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

一、研制背景

1.常見單鏵犁結(jié)構(gòu)。

圖1 常見的單鏵犁結(jié)構(gòu)

單鏵犁通過兩條結(jié)構(gòu)和長度一致的矩形鋼管制成的牽引臂、連接件與微型拖拉機(jī)連接，微型拖拉機(jī)牽引耕地犁運(yùn)動，通過操控微型拖拉機(jī)的把手，改變拖拉機(jī)運(yùn)動軌跡來改變單鏵犁的位置，實現(xiàn)耕地作業(yè)。

單鏵犁的兩條牽引臂、連接件與犁桿連接件，四個部件形成平行四邊形結(jié)構(gòu)。通過改變角度調(diào)節(jié)桿與連接件上的角度調(diào)節(jié)齒的相對位置，來移動牽引臂的位置，從而使犁鏵左右擺動，以耕作因受微型拖拉機(jī)本身影響而難以耕到靠近田埂邊的耕地。

2.常見單鏵犁存在的問題。

（1）無法改變耕幅。由于牽引臂與兩端連接件為平行四邊形構(gòu)造，單鏵犁耕地犁的犁鏵在左右擺動調(diào)整耕地位置時，犁鏵與犁桿連接件的角度無法改變，即犁鏵與水平方向的角度無法改變，因耕地犁角度影響耕幅，故此類耕地犁結(jié)構(gòu)無法根據(jù)需要改變犁的耕幅。

（2）操作不便。因無法調(diào)節(jié)犁的角度，犁在作業(yè)時，犁的受力方向無法調(diào)整，在干濕程度不一的土地上，行進(jìn)時容易受力不平衡而走偏，全程需要農(nóng)戶抓握微型拖拉機(jī)的把手，用力去控制和調(diào)整，操作不便，消耗人的體力，效率較低。

二、新型牽引式單鏵犁結(jié)構(gòu)及特點

1.新型牽引式單鏵犁結(jié)構(gòu)。新型牽引式單鏵犁的結(jié)構(gòu)（見圖2），主要由角度調(diào)整聯(lián)接件、前微調(diào)聯(lián)接軸、微調(diào)彈簧、微調(diào)螺栓、定位螺母、后微調(diào)聯(lián)接軸、方向調(diào)節(jié)桿、耕地犁聯(lián)接軸、耕地犁聯(lián)接件、深淺調(diào)節(jié)螺桿、固定螺桿、上安裝銷、中安裝銷、下安裝銷、耕地犁桿、后犁刀、前犁刀、標(biāo)尺組成。

圖2 新型牽引式單鏵犁的結(jié)構(gòu)

新型單鏵犁的右側(cè)聯(lián)接軸，為可以進(jìn)行伸長縮短調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)右側(cè)聯(lián)接軸的長度，實現(xiàn)改變犁鏵的角度，從而達(dá)到調(diào)整耕幅，調(diào)整犁鏵在耕作時的受力方向，調(diào)整整個犁鏵的受力。

新型單鏵犁的左側(cè)加裝了一個標(biāo)尺，其一端安裝在耕地犁桿上，另一端為定位卡槽，用于定位并標(biāo)記犁深。

2.新型單鏵犁結(jié)構(gòu)的特點。

（1）可調(diào)整犁的相對位置。新型耕地犁通過角度調(diào)整聯(lián)接件、前微調(diào)聯(lián)接軸、后微調(diào)聯(lián)接軸、耕地犁聯(lián)接軸、耕地犁聯(lián)接件將犁和微型拖拉機(jī)連接起來，部件之間用螺栓螺母緊固。通過提拉方向調(diào)節(jié)桿，旋移犁到所需位置，再將方向調(diào)節(jié)桿按壓復(fù)位，使其另一端卡到角度調(diào)整聯(lián)接件的相應(yīng)卡齒來實現(xiàn)犁大方向的位置調(diào)整和定位。

（2）可調(diào)整犁鏵的角度。新型耕地犁的右側(cè)聯(lián)接軸為可拉伸、收縮結(jié)構(gòu)。通過按壓或者拉伸耕地犁聯(lián)接件的右側(cè)，使后微調(diào)連接軸與前微調(diào)連接軸的位置，微調(diào)彈簧沿著微調(diào)螺栓收縮或者拉伸，達(dá)到一定位置后，用定位螺母固定位置，從而對可調(diào)整的這一側(cè)的耕地犁聯(lián)接軸的長度進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而實現(xiàn)微調(diào)犁鏵角度的功能，調(diào)節(jié)犁的耕幅。這一功能，能使犁鏵在耕作時，根據(jù)土地的干濕程度，適度調(diào)整犁鏵的角度，使泥土在翻動時，容易脫離犁壁，行進(jìn)時犁的受力相對平衡，而能實現(xiàn)按既定軌跡行走；另外能更加貼近田埂，解決犁鏵角度、位置限制問題，更加便于整塊田無死角耕作。

（3）可精準(zhǔn)調(diào)節(jié)耕深。旋擰新型耕地犁的深淺調(diào)節(jié)螺桿，可以調(diào)整犁刀耕地的深度。通過觀察左側(cè)的標(biāo)尺，可根據(jù)需求參考調(diào)整耕地犁耕地深度，使耕地深度更加精準(zhǔn)。

（4）耕地犁能自動行走。通過微型拖拉機(jī)的牽引，新型單鏵犁受力能達(dá)到相對平衡，耕作時不需人工手扶微型拖拉機(jī)把手操作，能實現(xiàn)自動直線行走，解放勞動者的雙手，降低勞動強(qiáng)度，提高勞動效率。

三、新型單鏵犁的使用

在作業(yè)時，要實現(xiàn)無需人工操作自動直線行走，操作過程如下：

1.開一條軌跡溝。第一次翻土?xí)r，因微型拖拉機(jī)的兩個輪子在平地上，故犁的深度需調(diào)深，將右側(cè)聯(lián)接軸的微調(diào)彈簧調(diào)整至壓縮狀態(tài)，使犁鏵的犁壁盡量轉(zhuǎn)正，這樣能使耕幅更大，將軌跡溝開得更寬；微型拖拉機(jī)運(yùn)動過程中，需手扶微型拖拉機(jī)，直到開出第一條作為軌跡線的深溝為止。

2.自動行走往復(fù)耕作。開出第一條溝后，將微型拖拉機(jī)調(diào)頭，一邊的輪在深溝處行走，一邊的輪子在未耕整的地面行走，此時將犁鏵的耕深調(diào)淺，因為一側(cè)輪子下陷，開溝犁需相應(yīng)調(diào)淺，這樣才能開出類似深度的溝。將右側(cè)聯(lián)接軸的微調(diào)彈簧調(diào)松至半松緊狀態(tài)，使犁鏵的角度向外旋轉(zhuǎn)一定角度，可使土塊更易脫離犁壁，減小犁鏵前進(jìn)時的阻力，從而使整體受力平衡，實現(xiàn)微型拖拉機(jī)帶動新型開溝犁沿開溝的軌跡自動直線行走，不需人工手扶操作，控制方向。

走到盡頭后，人工手扶調(diào)頭，讓微型拖拉機(jī)一邊的輪在已開好的溝處行走，繼續(xù)重復(fù)上一步驟，直至整個田塊完成翻耕。

四、新型單鏵犁的應(yīng)用情況及效果

改進(jìn)的新型單鏵犁結(jié)構(gòu)，通過驗證，證實其能有效地彌補(bǔ)常見單鏵犁結(jié)構(gòu)的不足的同時，滿足小型地塊的需求，更加靈活、便利、高效。

1.操作輕松簡便。將新型單鏵犁結(jié)構(gòu)操作要點告知一些操作過常見單鏵犁機(jī)構(gòu)的農(nóng)戶，農(nóng)戶都能容易上手操作，而且相對常見結(jié)構(gòu)更加輕松自如、更加省力，該結(jié)構(gòu)廣受農(nóng)戶的好評。

圖3 新型單鏵犁的使用

2.翻耕效率顯著提高、耗能小。通過讓熟練應(yīng)用新型單鏵犁與常見單鏵犁的農(nóng)戶，在同一區(qū)域、形狀相似、面積大小相同的地塊上，用同一輛微型拖拉機(jī)分別牽引兩種單犁鏵進(jìn)行翻耕作業(yè)，耕地用時如表1。

表1 兩種犁鏵效率對比

新型單鏵犁的翻耕效率比常見單鏵犁快約2.7倍，節(jié)約時間的同時，也節(jié)省了燃料成本。在同樣油耗的情況下，新型單鏵犁翻耕的田塊數(shù)量是常見單鏵犁翻耕的田塊數(shù)量的3.7 倍。

五、結(jié)論

通過多次實地實踐驗證，新型單鏵犁相對常規(guī)單鏵犁結(jié)構(gòu)，作業(yè)同樣大小的田塊，翻耕時間能大幅地縮短。同時，新型單鏵犁的操作更加簡便、輕松，耕地犁在沿軌跡行走過程中，機(jī)手無需手扶拖拉機(jī)，耕作更加輕松簡便。目前此新型耕地犁結(jié)構(gòu)已在本地區(qū)農(nóng)戶推廣應(yīng)用，得到廣大農(nóng)戶的好評。新型單鏵犁結(jié)構(gòu)解決了農(nóng)忙季節(jié)勞動力不足問題，技術(shù)成果讓耕作更加輕松簡便。