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1BX—5折叠型动力旋转耙的设计

2018-08-17肖文东

新疆农机化 2018年3期
关键词:机具油缸拖拉机

肖文东

(新疆新研牧神科技有限公司,新疆 乌鲁木齐 830013)

0 前言

我国北方大地块在作物收获后,土壤板结严重,年年不断的耕作压实,使土壤层20~30 cm处已形成坚硬的板结块,严重影响了耕作土壤的蓄水、保墒及营养结构性;据《超限运输车辆行驶公路管理规定》实施办法,运输车辆体宽度不得超过3.5 m;因此,为解决大片土地的整地作业,大大提高工作效率,并能极大满足乡间道路运输的通过性及安全性,1BX-5折叠型动力旋转耙的研发设计迫在眉睫。

动力旋转耙需一次完成碎土、镇压、平地等作业,且不会将地下深层湿润土壤翻至表层,保护土壤墒情的同时形成良好的种床,满足播种前整地质量,达到“细、碎、平、直、净、墒”的农艺要求[1~2]。耙刀设计是关键,其形状和材质是机具耐磨性及抗冲击性的保障,耙刀转速是碎土效果及效率决定因素,一般旋转耙刀工作转速在60.86~303.31 r/min[3];旋转耙可通过对耙齿座间距、耙齿座密封结构及耙齿轴结构优化设计,大大提升机具作业效率及稳定性[4];折叠结构已成熟应用于籽粒收获机割台设计中,大型旋转耙可通过自动折叠大大提高工作效率与道路运输便利性。

1 总体结构

图1 1BX-5折叠型动力旋转耙

1BX-5折叠型动力旋转耙主要由固定单元、折叠单元、传动系统、液压系统、安全单元等组成。悬挂架通过三点悬挂方式与拖拉机相挂接,安全卡通过销轴与其连接,之间连有安全卡油缸及安全卡复位弹簧,组成固定单元;左、右折叠单元通过旋转耙油缸及旋转销轴与悬挂架连接,包含左(右)转臂、左(右)耙齿箱组合,转臂含有安全销,耙齿箱下装有旋转耙刀,其后连接平土板、镇压辊。

主传动轴带安全离合器输入端连接拖拉机后输出轴,输出端连主传动箱,主传动箱两输出端通过副传动轴连接副传动箱,左右传动箱下各连有8组耙刀座,每个耙刀座装配两个耙刀;旋转耙油缸为双作用油缸,连于悬挂架与折叠转臂,通过接头体与安全卡油缸相通;旋转耙两侧设有护板,中部下端配有分土铲,其后端装有道路安全运输的反光板。

2 工作原理

(1)机手在驾驶室通过操作拖拉机液压控制系统,旋转耙油缸进油开始伸出动作,同时安全卡油缸伸开使安全卡处于打开,逐渐使旋转耙处于展开状态。由拖拉机输出转速及动力,通过主、副传动轴分别传递至主、副传动箱,带动立式转子箱体内16组耙刀旋转工作。拖拉机前行中,旋转耙刀既有前进速度同时又进行回转运动,撞击碎土,可达180 mm深度碎土作业;后经平土板使土块平整、均匀,再由带刮泥板的镇压辊进行土壤的上层镇压、破碎及整平地块作业;中部耙刀未触及的作业区域,可由分土铲进行分土碎土作业,两侧搂土板时土块内收,可作机具作业区域界定。

(2)土地作业后上路前,机手通过液压操作系统,控制旋转耙油缸回油,同时安全卡油缸缩回,在安全卡复位弹簧作用下,安全卡逐渐挂至安全销处,锁住旋转耙使其呈安全折叠状态,如图2旋转耙折叠后其宽度及高度均未超拖拉机,大大增加了道路运输的通过性。

图2 折叠后动力旋转耙

3 主要技术参数

展开参数(长×宽×高,mm)1 700×5 050×1 495

折叠参数(长×宽×高,mm)1 700×2 515×2 548

整机重量(kg)2 900

作业幅宽(mm)5 000

配套功率(kW/h) ≥150

作业速度(km/h) ≤10

纯小时生产率(hm2/h)5

作业深度(mm)30~180

动力输出轴转速(r/min)1 000

碎土率(%) ≥85

4 关键技术

(1)采用折叠型设计。把整体拆分为左右两个折叠单元,通过液压折叠方式精确控制两单元的展开和折叠;两液压油缸的相通连接方法很好的实现了整体的自动折叠/展开;安全卡复位弹簧、安全卡、安全卡油缸及安全销精巧的结构设计,使整体机构合理、易于实现自动折叠及展开,前后对比见图3。

图3 1BX-5动力旋转耙折叠前后对比

(2)每组耙刀安装的耙齿座都有自己固定位置,相邻两组耙刀之间呈一定角度安装。站在机具后向前看,从左到右每组耙刀按照1,2……依次编序,奇数组均呈顺时针旋转,偶数组呈逆时针旋转,相邻组呈向内输送碎土形式;它不仅有效避免相互间干涉的危险,同时最大化提高碎土率,实现保墒育苗的效果,其安装角度见图4。

图4 不同耙刀安装角度示意图

(3)压土辊采用了大直径滚筒,增加接地面积,同时减少下沉及转动阻力,大大减少了拖拉机所需动力。滚筒后装有刮刀片与压土辊齿牙相互交叉,轻易实现其表面清洁,确保了地块的平整度。

2014年完成了1BX—5折叠型动力旋转耙样机试制,并进行了实地试验。在前茬玉米作物粘土土壤试验田中,机具运转平稳,运转中传动系统无异常声响,作业速度为7.8 km/h,碎土率达92%,地表平整度标准差1 cm,作业深度120 mm,各项性能指标达到设计要求。

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