1BZD-1.8型牵引式单体重耙的设计

2015-03-04朱洪林

新疆农机化 2015年3期

关键词：整地轴向间距

朱洪林

（黑龙江省畜牧机械化研究所，黑龙江齐齐哈尔161005）

1BZD-1.8型牵引式单体重耙的设计

朱洪林

（黑龙江省畜牧机械化研究所，黑龙江齐齐哈尔161005）

1BZD-1.8型牵引式单体重耙是根据本地区实际，在参考国内外先进耕整地技术的基础上研制开发出的一种新型的单体结构重耙，主要用于翻后耕地的耙平及带茬耕地的灭茬整地。通过实践证明，机构设计合理，工作可靠性强、保养维护方便。

单体重耙；灭茬；后倾角

1BZD-1.8型牵引式单体重耙是黑龙江省畜牧机械化研究所根据本地区实际，在参考国内外先进耕整地技术的基础上研制开发出的一种新型的单体结构重耙，该重耙已申报国家发明专利（申请号：201310605960.6），目前已进入实质审查阶段。与传统重耙相比，该重耙具有高效灭茬能力，尤其适合高茬地、荒地或玉米茬地等恶劣的作业环境，1BZD-1.8型牵引式单体重耙能充分发挥其特点，达到理想的整地效果。

1 技术参数

2 整机主要结构与工作原理

2.1 整机主要结构

1BZD-1.8型牵引式单体重耙主要由主耙架（3）、牵引架（8）、行走轮（4）、耙组总成（2、7）、碎土辊总成（1）、平衡丝杠（6）、液压系统（5）等组成。

2.2 工作原理

工作时，耙组在拖拉机牵引动力的作用下，滚动前进，圆盘耙受重力和土壤阻力的作用，边滚动边切入土壤并达到预定耙深，由于耙片偏角的作用，耙组同时完成了切割土壤，切断杂草和翻扣土块的工作，最后由碎土辊完成碎土工作。

图1 1BZD－1.8型牵引式单体重耙结构

3 主要技术特点

（1）每片耙片采用独立轴结构安装，不易堵塞，减小了工作阻力，降低了油耗。

（2）耙片在安装时，都利用耙柱自身的倾角使得耙片与垂直方向存在一较大的后倾角α，α的范围为15°～20°，大大增加了入土和灭茬能力。

（3）耙组横梁采用创新性的设计，其中耙组横梁焊接在主耙架的方管上，与方管呈耙组倾角β，在主耙架上安装更加方便、可靠。

（4）适当加大了相邻耙片间距，大大提高了相同幅宽耙片的利用率。

（5）耙组轴承采用多道密封措施，延长其使用寿命，更适合高速作业。

4 圆盘耙片的结构参数和基本计算

（1）耙片直径D：耙片直径大小主要取决于作业深度：

式中K—经验系数，4～6；αmax—最大设计耙深，cm。

（2）圆盘球面直径R：

式中ψ—扇形半角，21～27°。

（3）耙片厚度：选择时要充分考虑直径的大小、工作负荷等因素，一般重耙的耙片厚度为δ=6 mm。

（4）耙片轴向安装间距b的确定

耙片间距对圆盘耙设计安装和使用耙组、保证其正常工作是非常重要的。轴向间距的大小直接影响耙组在耕作横断面内对土壤加工和处理的程度、碎土质量。间距太小易造成土壤堵塞，太大易产生漏耙。

图2 耙片沟底形状

圆盘耙片在工作时，从其横断面看上去为一椭圆形，由于b的存在，相邻两圆盘加工后的土壤横断面中间有一凸起高度h，当h=a时表示有严重的漏耙现象发生，而h=0又是不可能的，所以，要求h≤a/2。因此，b的确定对凸起高度h的大小有直接的影响，必须找出b与h的函数关系，以保证既不漏耙又不堵塞。

式中 Dh—耙片盘面在凸起高度处的耙片弦长，其大小可通过沿耙片轴向的投影辅助图获得。

图3 耙片轴向投影图

设h=a/2=162.5/2=81.25 mm

β=14°～23°,取β=20°

则b=156 mm

该值从理论上满足了圆盘耙不产生漏耙的要求，但是按照此参数进行耙片安装，在田间试验发现，由不产生漏耙所确定的b值过小，极易发生堵塞现象。在同样结构参数条件下，不产生泥土和杂草堵塞的经验b值为：

b≥（1.5～2）a

取系数为1.5，得：b≥1.5×162.5=243.75 mm

验证结果表明，不产生漏耙的条件与不产生堵塞的条件不能同时满足，为解决这一矛盾，首先以不产生堵塞的条件b≥（1.5～2）a确定圆盘耙片的轴向安装间距，保证耙组能入土工作，取b=250 mm。然后采取配置相互交错排列的前后2列耙组（图4），前耙组产生的漏耙由后列耙组进行处理，保证整台机组既不漏耙又不堵塞。

图4 交替排列的2列耙组

（5）曲柄长度的确定

图5 曲柄长度模拟确定图

如图5所示，根据行走轮落地时，要将耙组升起一定高度，设为0.2 m，以及在行走轮升起时，与前排耙组保持相应的距离，选择轮的直径为∅765 mm，确定曲柄长度为450 mm。

5 试验情况

1BZD-1.8型牵引式单体重耙整机试制完毕后，在黑龙江省畜牧机械化研究所中试基地及富拉尔基区农田进行试验与生产考核，该地土壤平均含水率24.3%，土壤平均坚实度为256.3 kpa，土壤类型为黑壤土，作业时机具速度为10.15 m/s。通过不断的试验和对具体结构参数的适当调整，试验效果比较理想，整地效果满足播种或种植要求（具体数据见表1，表2）。机具的结构设计参数选择合理，达到了设计要求。

[1]姚维祯.畜牧机械化[M].中国农业出版社，1996.

[2]李自华.农业机械学[M].北京：中国农业出版社，2001.