某系列深松机结构设计

赵天洛

锦州市科学技术研究院 辽宁 锦州 121000

1 引言

土壤板结已成为提高农业综合生产能力的基础性障碍的关键因素,大力推广以机械化深松为主导的种植模式,这是在目前现有综合技术条件下,使农作物增产的最为有效的方法,推广以机械化深松为主的保护性耕作技术,已经迫在眉睫。

但是,从装备种类看,我国大中型耕整地机械少、小型耕整地机械多,复合耕整地机械少、单一功能耕整地机械多,高品质耕整地机械少、中低品质耕整地机械多；从配套应用效果看,主机和耕整地机械因配置或连接装置不科学,达不到最佳配置状态,引起质量故障、影响使用效率的情况时有发生；从产品技术看,我国耕整地产品主要采用机械技术、手动半自动操作方式,达不到跨国公司液压、气动、机电一体化技术综合应用及全自动、遥控、信息化的技术水准。本系列深松机具备机具结构合理,阻力小,生产率高的优点,可对土壤进行深松,打破多年浅耕形成的犁底层,彻底解决耕地板结问题,改善土壤耕层结构,提高土壤的蓄水能力和土地的透气性,减少肥水流失。

2 设计与工作原理

深松机(图1)主要由1.牵引架2.纵向牵引主梁3.地轮4.深松浅翻总成5.深松机构6.浅翻机构等机构组成。地轮地轮通过U型卡丝固定在纵向牵引主梁的纵梁上。深松浅翻总成通过高强度抗剪螺栓固定在纵向牵引主梁上。深松铲柱与夹板/座板通过锁紧螺栓和安全螺栓相连,当机具遇到硬物时安全螺栓被剪断,从而保护深松浅翻总成和纵向牵引主梁。牵引架与纵向牵引主梁通过中心轴连接,纵向牵引主梁通过中心轴上圆锥滚子轴承实现绕牵引架翻转作业。

图1 深松机结构示意图

深松机通过拖拉机的三点悬挂,由拖拉机动力带动深松机向前行走,使主深松机构深入土壤中,对土壤进行挤压、剪切和拉伸,使土壤松碎；副深松机构翻垡、覆盖,完成地表杂草覆盖作业。深松机作业到地头处时,深松机翻转机构进行换向工作,利用拖拉机的液压系统,驱动换向油缸,使上、下对置的深松机构绕中心轴180°旋转,使上、下对置的深松机构进行双向梭式作业。

在翻转过程中,手柄前推,把机具迅速翻转到65-85度时,手柄迅速拉到中立位置,机具靠惯性通过90度,再把手柄向后拉,就完成一次翻转。如机具配液压转阀,操作机车手柄“拉”或“推”都能完成一次翻转。

3 重要部件设计

3.1 纵梁牵引型主梁结构的研发设计 传统的深松机通常采用横向框架结构,拖拉机牵引工作时,横向阻力大。而纵梁型牵引主梁结构改变传统深松机的横向排列型式,变为纵向错位排列型式,以降低拖拉机牵引机具作业时的横向阻力,将横向阻力转换为纵向的牵引力,加大机具的通过性。在满足设计质量与作业安全等性能指标的同时,降低企业的生产成本。

3.2 上、下对置式深松机构往复梭式作业模式的研发设计 传统的深松机为单向作业模式,而本系列深松机构在牵引梁上呈上、下对置式排列,通过翻转机构,上、下对置式深松机构能够通过牵引中心轴自如翻转,在地头转弯处实现上、下深松机构位置互换,以实现往复梭式作业模式。

3.3 深松和浅翻双作业功能模式的研发设计 传统的深松机只能实现深松作业,且深松深度在25～35cm之间。随着拖拉机力的加大,机车在作业过程中,通过土壤后对土壤产生一定的破坏性,以往传统的深松作业已经不能一次性解决耕整地过程中的农艺需求,因此,深松和浅翻双作业功能模式应运而生,通过深松机构,对土壤进行深松,可使深松深度达到35～45cm,与此同时,浅翻机构将对深松层上面的土壤进行浅翻作业,浅翻深度可达18～35cm,一次耕作可实行深松和浅翻双重作业功能。

3.4 多排单深松机构全错位排列模式的研发设计 本系列参松机改变了传统的深松机构排列模式,研发出多排单深松机构全错位排列模式。深松机构呈4排或5排排列,并实现全错位排列,每排每列只有单组深松机构作业,使深松机的检修、更换、保养作业变得更加便捷。

3.5 限深和运输双功能地轮机构的研发设计 传统深松机的地轮机构只有作业功能(即限深功能),在运输时,通过拖拉机的三点悬挂装置背负行驶,使拖拉机的有形磨损加剧。本系列深松机研发设计出双作用功能的地轮机构。作业时,实现传统限深轮功能；运输时,通过运输锁紧机构,使正、反深松机构全都朝上,通过改变地轮的调位装置,使地轮处于运输状态,由拖拉机牵引机具在路面上运输,降低拖拉机的使用强度,真正做到了深松机在马路上跑起来。

4 结论

本系列深松机通过一次进地作业即可实现深松和浅翻两种农耕作业,多功能作业模式将取代以往的翻、耙、压单功能作业模式,是一种农耕作业模式的创新,是一种全新的尝试,这也符合了市场主导下的发展规律。