1KG—210型旋耕机的设计与应用

何丽

摘要：设计一种可用于旱田和水田灭茬耕整地作业的1KG-210型旋耕机。介绍该机的总体结构设计、各部分功用及主要技术参数，阐述该机的技术创新点。实际应用情况表明：该机作业效率高、效果好，具有很好的实用性和适应性。

关键词：旋耕机；设计；结构；创新；应用

中图分类号：S222.3 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2017）06-0010-03

耕地是农业生产的一项重要措施，其目的在于恢复土壤肥力、改善土壤结构、抑制杂草及病虫害，为农作物生长创造良好的生长条件。要达到上述耕作效果，最好的方法是铧式犁翻地，但犁耕后地表面是不平整的，并不能立即进行播种或插秧作业，还需要进一步碎土和平地才能达到农艺要求。耕地、整地两次作业，既增加作业成本，又延误农时，特别是双季作物生产的地区，对下一季的作物影响特别大。为了把耕整地两个环节并为一步完成，不延误农时，同时降低作业成本，而产生了旋耕机。旋耕机作业具有翻耙地的效果，能满足农艺的要求，目前已成为主流的耕整地机械。

1 1KG-210型旋耕机的设计方案

旋耕机在动力传动结构布置上主要有中间箱传动（半轴）和侧边箱传动（通轴）两种类型。中间箱传动结构紧凑、造价低，适用于中小型动力机；其缺点是半轴结合的中间箱位置有漏耕，需加装固定犁铲以消除漏耕现象，这会增加动力机的牵引阻力，同时容易缠草拥堵。目前，随着保护性耕作技术的推广应用，秸秆、根茬粉碎还田已成为普遍现象，这就要求旋耕机在作业时要有很好的通过适应性，所以中间箱动力传动方式的旋耕机很难适应目前的保护性耕作发展要求，逐步被淘汰。侧边箱传动旋耕没有漏耕现象，通过性能好，作业幅宽增加、效率高，适用于中大型动力机；由于作业幅宽增加，机体结构要求有很好的刚性，单机造价偏高。因为整机效用比大幅提高，侧边箱传动结构布局形式被广泛采用。综合上述分析，在1KG-210型旋耕机整体布局上采用侧边箱传动形式；同时，为了适应不同作物对碎土的不同要求，设有4个作业转速可供用户选择；另外，配置的旋耕刀对秸秆和根茬有进一步粉碎的作用，并具有使用寿命长的特点。

2 1KG-210型旋耕机的整体设计

2.1 总体结构

1KG-210型旋耕机（如图1所示）主要由上悬挂、下悬挂、变速箱传动装置、刀辊、侧挡板、平地板（水田选配）和起垄犁（旱田选配）等组成。

2.2 各部分功用

1） 上悬挂与下悬挂部分与拖拉机三點悬挂连接，通过调节拉杆使旋耕机与地面横向和纵向水平、与拖拉机中心对齐，保证传动轴万向节在正常作业时角度最小、提升时没有卡死现象。

2） 刀辊部分根据相关作业和选择的旋耕机转速来选择合适的刀片，刀片安装时排列方式如图2所示。

3） 可根据农艺要求调整起垄深浅和垄形。通过犁柄上下串动实现深浅的调整；通过起垄犁分土板的调节板上孔距改变调整垄的形状及大小。

4） 起垄犁（旱田选配）通过卡板与螺栓固定在机架后悬挂梁上；平地板（水田选配）防止土壤向后飞溅，并起到平整地作用。

2.3 主要技术参数

1KG-210型旋耕机的主要技术参数见表1。

3 1KG-210型旋耕机的技术创新点

3.1 变速箱的设计

变速箱的结构如图3所示。

该机具传动路线为：拖拉机后置动力输出轴，通过动力输入万向轴→变速箱I轴→挂轮II→挂轮I→变速箱II轴→小伞齿轮→大伞齿轮到横传动轴，再到侧边箱，通过齿轮到旋耕刀辊。其中，挂轮的齿数为19，17，当两个挂轮位置互换时，就得到两个输出转数；另备用一对齿数为20，16的相同模数的齿轮，安装互换后又可得到两个不同的输出转数：总计4种转数，这是该机具的关键创新点。用户可根据耕地土壤质地和农艺要求选择需要的作业转数，达到理想的灭茬整地作业效果。

3.2 刀片的选择

该机具选用宽型开垦刀，刀片材料为高锰弹簧钢，耐磨且不弯不断。宽型开垦刀的宽度是普通旋耕刀的2倍，使用寿命是普通旋耕刀的3～5倍，在不用更换刀具的情况下，可以完成旱田和水田的耕整地作业，同时对根茬和秸秆有进一步切碎的作用。

3.3 变速箱的安装方式

传动机构轴承和齿轮为全封闭式安装，一个作业季节只需注油一次，这样避免了轴承与外界接触导致灰尘进入而影响轴承寿命，同时也避免了因用户不能及时注油而导致零件磨损损坏，可以实现全程免维护。

3.4 侧箱齿轮轴与刀辊轴的联结方式

侧箱齿轮轴与旋耕刀轴采用法兰联结，拆卸和更换旋耕刀轴时只需将法兰的联结螺丝拆下即可，改善了传统旋耕机依靠花键联结拆卸不便的缺点。

4 1KG-210型旋耕机的应用情况

由凤城市草河机械制造有限公司设计研制的1KG-210型旋耕机，经过2 a、数十台、多地区试验应用，取得良好效果。该机具特点是：碎土能力强，耕深稳定，耕后地表平坦，碎茬效果好，作业后增强土壤有机质，保墒好，使作物易生长，抗倒伏，节约成本，增加收益。该机具独特的结构设计及良好的制造工艺大大提高了旋耕机的使用寿命，能适应水田和旱田的耕整地作业，用户极为欢迎，市场前景广阔。该机具于2017年3月通过市级投产鉴定，预计年产销量3 000台，产值2 550.0万元以上，实现利润300.0万，年可上缴利税100.5万元以上，具有很好的直接经济效益。

参考文献

[1] 张吉营.1GN-180型旋耕机的设计[J].农业科技与装备，2015（3）：35-37.

[2] 孟庆福.新式小型旋耕机的设计与研究[J].农村牧区机械化，2013（6）：15-17.

[3] 毛卓群.旋耕机传动齿轮箱箱体的有限元分析及结构优化设计[D].南京：南京农业大学，2013.endprint