一种水平摆式犁便于犁铧更换的装置设计

彭双双 安凯迪 李梦蒙

摘 要：经田间试验发现水平摆式犁的犁铧部位极易发生磨损，需要经常更换，嚴重影响了整个摆式犁的工作效率.因此，对水平摆式犁进行了研究，对摆式犁犁铧的结构进行改进设计，提出了一种便于更换犁铧的装置，实现简单快速的便可完成犁铧更换，很好地解决犁铧损坏和磨损严重带来的农业生产速度的问题，提高生产力.

关键词：犁铧;磨损;水平摆式犁

中图分类号：TH122  文献标识码：A  文章编号：1673-260X（2019）10-0013-02

从古至今，犁的使用已有超过几千年的历史，它在我们农业生产中占有非常重要的地位.常用的有普通铧式犁和双向犁，普通铧式犁是单向犁的一种，只能向一侧翻土，它的耕作特点是生产效率较低，且耕后地表不平整，而双向犁是在单向犁的基础上研制出的一款具有更好的耕作性能的铧式犁，它采取梭式耕法，能够交替向左边和右边翻土，即在耕作过程中由田地一边一直耕到田地的另一边[1].目前，我国在农业生产过程中频繁使用的是垂直翻转式双向犁（简称翻转犁）和水平摆动式双向犁（简称摆式犁）.因为水平摆动式双向犁具有结构相对简单，重量轻等特点而被广泛应用.经过田间实验发现犁铧和犁胸磨损较快，严重影响了整个摆式犁的工作效率，2007年，朱林等学者针对犁的田间工作特点对犁胸的受力特征进行分析，并对其进行有限元的分析，为犁胸的优化设计提供了一定的依据[2];2016年，朱林课题组针对水平摆试犁的三维模型进行改进设计，并分析了不同耕深耕速条件下犁的耕作性能，提出了最优耕作条件下犁胸和犁铧的使用寿命将得到提高[3，4，5].但是市场上的水平摆式犁，大部分是整体焊接而成，所以对零部件的维修和拆换比较麻烦，而在犁地过程中，犁铧的磨损和破坏确是最严重的，现有技术还没有单独针对犁铧的便于拆卸和安装进行设计，也没有将犁铧前面的犁刃设计成可根据磨损情况随时拆卸更换的结构.

因此，本文以水平摆式换向犁为研究对象，提出了一种便于水平摆式犁更换犁铧的结构，实现简单快速完成犁铧更换，很好地解决犁铧损坏和磨损严重的问题，实用性高.

1 便于更换犁铧装置的结构组成

便于更换犁铧装置的结构如图1所示，包括支撑框架1，支撑框架的前端沿边缘下端固定安装有固定杆2，固定杆上固定设置有安装底座3，安装底座设置有安装槽4，安装底座上设置有定位孔5，安装槽的内部右侧壁上设置有固定螺孔6，定位孔和固定螺孔中安装有定位螺栓7，安装槽中安装有固定板8，固定板8上贯穿设置有与定位孔配合的安装孔.本文通过安装底座和固定板的设置，将固定板固定在安装槽中，然后通过定位螺栓进行固定，当犁铧磨损严重时，只需将定位螺栓取下，将固定板和安装底座拆开即可，整个结构简单，简单快速的便可完成犁铧更换，很好地解决犁铧损坏和磨损严重的问题，实用性高.

其中，所述犁铧的前端沿着边缘设置有T型安装槽，T型安装槽中安装有犁刃，犁刃的上端固定连接有与T型安装槽配合的插杆，T型安装槽的开口处设置有犁刃的锁紧扣.通过犁刃的设置，使得当犁铧的前部磨损较严重时，只需将犁刃从T型安装槽中抽出更换即可（犁刃的长度等于T型安装槽的长度），简单方便，避免了整个装置的废弃.所述锁紧扣包括矩形钢板，矩形钢板通过转轴转动安装在T型安装槽的左侧，矩形钢板远离转轴一侧设置有圆孔，T型安装槽的右侧槽口处通过铁链连接有锁紧螺栓.矩形钢板的设置，能够很好地将犁刃固定在T型安装槽中，然后通过锁紧螺栓将矩形钢板的右侧紧紧地固定在T型安装槽上（矩形钢板的内壁设置有密封垫）.

2 便于更换犁铧装置的结构设计

2.1 安装底座和犁铧的设计

安装底座3（如图2），安装底座3设置有安装槽4，安装底座3垂直于安装槽4设置有定位孔5，安装槽4的内部右侧壁上与定位孔5对应位置设置有固定螺孔6，定位孔5和固定螺孔6中安装有定位螺栓7，安装槽4中安装有固定板8（如图3），固定板8的上端通过连接块9固定连接有犁铧10，固定板8上贯穿设置有与定位孔5配合的安装孔11，安装槽4的内壁上固定设置有橡胶垫12，图4为图1中A部放大局部示意图.

使用时将固定板8放入安装在安装槽4中，此时定位孔5、固定螺孔6和安装孔11三者处于同一位置，然后将定位螺栓7从定位孔5中插入，穿过固定螺孔6，直到拧固在安装孔11中，使得固定板8与安装底座3紧紧地固定在一起，橡胶垫12使得固定板8与安装槽4的安装更加紧密，且具有一定的缓冲作用，连接块9将固定板8与固定杆2稳稳地连接在一起，形成整个水平摆式犁，当犁铧发生磨损或者破坏时，只需取下定位螺栓7，便可将固定板8与安装底座3分离.

2.2 犁刃的设计

犁是一种耕地的农具，是由在一根横梁端部的厚重的刃构成.其通常系在一组牵引它的牲畜或机动车上，或用人力来驱动，用来破碎土块并耕出槽沟从而为播种做好准备.犁刃在水平摆式犁耕作过程中起到碎土，切土的作用.根据田间试验发现：犁铧铧尖区和犁刃区在作业过程中磨损较为严重，需要不时地进行更换，造成犁体不能很好的工作.犁刃结构设计示意图如图5所示，犁铧10的前端沿着边缘设置有T型安装槽13，T型安装槽13中安装有犁刃14，犁刃14的上端固定连接有与T型安装槽13配合的插杆15，T型安装槽13的开口处设置有犁刃14的锁紧扣16.锁紧扣16包括矩形钢板1601，矩形钢板1601通过转轴1602转动安装在T型安装槽13的左侧，矩形钢板1601远离转轴1602一侧设置有圆孔1603，T型安装槽13的右侧槽口处通过铁链1604连接有锁紧螺栓1605.

由于犁铧10在水平摆式犁中是与大地直接接触的部分，所以磨损比较严重，当磨损较严重时，便可打开锁紧螺栓1605，使得矩形钢板1601的右侧与T型安装槽13的右侧分离，转动矩形钢板1601，便可将犁刃14从T型安装槽13中抽出，然后换上新的犁刃14，再将矩形钢板1601紧紧地固定在T型安装槽13的右端即可.

3 结论

本文设计的便于更换犁铧装置的水平摆式犁通过安装底座和固定板的设置，将固定板固定在安装槽中，然后通过定位螺栓进行固定，当犁铧磨损严重时，只需将定位螺栓取下，将固定板和安装底座拆开即可，通过犁刃的设置，使得当犁铧的前部磨损较严重时，只需将犁刃从T型安装槽中抽出更换即可，简单方便，而在之前如果犁铧部位磨损严重需要更换时，需要把整个犁铧拆分下来，这样不仅增大了成本，而且降低了田间工作的效率.新的结构设计，避免了整个装置的废弃，矩形钢板的设置，能够很好地将犁刃固定在T型安装槽中，整个结构简单，简单快速的便可完成犁铧更换，节约成本和时间，具有很好的应用前景.

参考文献：

〔1〕蒋永新，牛长河，陈发，等.1LB-240水平摆式双铧犁的研制[J].农机化研究，2009，31（1）：82-84.

〔2〕朱林，尹成龙，孔凡让，等.水平摆式犁犁胸的有限元分析[J].系统仿真学报，2007，19（17）：3934-3936+4027.

〔3〕彭双双.高速梭式条件下水平摆式犁耕作特性研究[D].安徽：安徽农业大学，2016.1-68.

〔4〕ZHU L， PENG SH-SH， CHENG X，et al. Combined Finite Element and Multibody Dynamics Analysis of  Effect of Hydraulic Cylinder Movement on Ploughshare of Horizontally Reversible Plow[J]. Soil & Tillage Research[J]. 20016，163：168-175.

〔5〕ZHU L，PENG SH-SH，QI Y-Y，et al.An improved Horizontally Reversible Plow Design Based on Virtual Assembly Semantics and Constrtaint[J].Internaitional Journal of Mechanical Science and Technology，2016，30（1）：257-266.