液压翻转开沟覆土犁的设计与研制

摘要：为提高液压翻转犁的功能性和作业效率，在借鉴覆土翻转犁技术优势的基础上，设计一种可实现开沟和覆土交替作业的液压翻转开沟覆土犁。液压翻转犁兼具开沟、施肥和覆土功能，能够提高翻转犁的功能性和利用率。

关键词：覆土犁;液压翻转;设计;开沟;覆土

中图分类号：S222.1    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2021）04-0034-03

自我国于2008年设计研制1FFSL—5型潜翻深松翻转犁以来，不断对液压翻转机构进行自主创新，先后研制出多种液压翻转犁机型，且性能指标均能满足农艺要求。然而，我国各地区耕地的土壤和气候条件差异较大，限制了翻转犁的推广应用。为提高液压翻转犁的功能性和作业效率，在借鉴覆土翻转犁技术优势的基础上，设计一种翻转90°并可实现开沟和覆土交替作业的液压翻转犁，以期为提高机具的利用率和作业效率。

1 液压翻转开沟覆土犁的设计思路

目前，国内普遍应用的悬挂式液压翻转犁主要由三点式悬挂装置、犁架、犁体和液压翻转机构组成。犁架上对称设置犁体，通过液压翻转机构控制悬挂装置与犁架的相对位置，实现犁体的180°上下换向翻转。为使液压翻转犁兼具开沟、施肥和覆土功能，犁体不宜进行180°上下换向翻转。因此，采用纵向液压翻转犁体90°的液压翻转（犁架不翻转）机构，在开沟的同时完成施肥作业。

1.1 结构组成

液压翻转开沟覆土犁主要由犁架、悬挂装置、限深机构、开沟机构、排肥机构、覆土机构和液压翻转机构组成，结构如图1所示。机具的悬挂装置与拖拉机相连，整机结构简单、紧凑、机动灵活，适用于小地块作业。

1.2 工作原理

犁架通过三点悬挂装置与拖拉机相连，由拖拉机牵引机具向前运动，实现开沟、施肥、覆土作业。工作分为开沟和覆土两个阶段。

在开沟阶段，拖拉机正程作业时，开沟犁处于工作状态，覆土犁处于悬空状态，即开沟阶段。开沟犁将土壤翻开并将土向两侧沟边抛出，通过限深轮调节开沟深度，尽量保证开沟深度一致，同时肥箱中的肥料通过排肥器均匀地排入沟中。

在覆土阶段，拖拉机回程作业时，覆土犁处于工作状态，开沟犁处于悬空状态。开沟完成时，通过液压阀控制液压缸运动，再由液压缸带动翻转轴顺时针转动90°，开沟犁向上旋转处于悬空状态而覆土犁处于水平工作状态，由覆土犁完成覆土。

1.3 技术参数

液压翻转开沟覆土犁的主要技术参数见表1。

2 液压翻转开沟覆土犁工作部件的设计

2.1 机架

机架主要由前横梁、中间横梁、左纵梁、右纵梁、后横梁焊接组成，如图2所示。前横梁处安装悬挂装置，左纵梁、右纵梁左右对称布置。机架是液压翻转开沟覆土犁的支撑部件，用于支撑和安装零部件，具有一定的刚度和强度要求。由于该液压翻转开沟覆土犁的开沟机构工作阻力较大，因此机架必须具有较强的刚度和强度。综合考虑，机架材质选用120 mm×120 mm×12 mm的矩形钢管。

2.2 限深机构

限深机构由左限深轮、右限深轮、轮臂和限深调节机构组成，如图3所示。轮臂下面两侧对称布置左限深轮和右限深轮，以利于作业时机架平衡。轮臂的上端与机架相连。轮臂设有限深调节装置，用于调节耕深。限深机构的作用是控制耕深和支撑机具重量。

2.3 开沟犁体

开沟犁体（见图4）主要由犁柱和犁铧组成，其中犁铧安装在犁柱下部。根据液压翻转犁的农艺要求，犁铧选用铧式开沟机构。犁柱截面为矩形，制造简单，成本低。开沟犁体通过犁柱连接于犁架上。

2.4 覆土机构

覆土机构主要由左覆土犁体、右覆土犁体和控制机构组成，如图5所示。覆土犁体包括犁壁、犁铧、犁柱、犁托等。犁柱用翻转轴固定连接。翻转轴由液压翻转机构驱动，带动覆土犁体翻转作业。

2.5 液压翻转系统

按机架翻转角度不同，翻转犁可分為90°和180°。根据机具的作业要求，选用90°纵向翻转犁，开沟犁体可实现纵向90°翻转作业。液压翻转机构主要包括翻转油缸、分配阀、缓冲阀、管路、翻转轴等。翻转油缸通过翻转轴控制开沟犁体翻转，从而带动开沟犁体90°纵向翻转。液压翻转机构由拖拉机的液压系统来驱动控制。

开沟犁处于工作状态、覆土犁处于非工作状态时，油缸处于最大的伸长状态，覆土犁与地表面平行。翻转时，操纵分配器使油缸缩短，带动开沟犁犁柱顺时针向上旋转90°，此时覆土犁与地表面垂直，覆土犁处于工作状态而开沟犁处于非工作状态。通过控制液压翻转机构可实现开沟犁和覆土犁交替作业。

3 结论

液压翻转开沟覆土犁不仅有犁体的开沟功能，还具有施肥和覆土功能，机具的利用率较高。同时，开沟机构和覆土机构分别设置90°的液压翻转机构，能够实现开沟和覆土同时作业或分开作业。液压翻转开沟覆土犁的研制，能解决当前大部分翻转犁结构不紧凑、适用性较差、功能单一的问题，具有广阔的应用前景。

参考文献

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Design and Development of Hydraulic Overturning Trenching Covering Plough

SUN Jidong

（Liaoning Institute of Agricultural Mechanization， Shenyang 110161， China）

Abstract： In order to improve the function and working efficiency of hydraulic overturning plough， a hydraulic covering overturning plough was designed， which could realize the alternating operation of trenching and covering soil， on the basis of drawing on the technical advantages of overturning plough. The hydraulic overturning plough has the functions of trenching， fertilizing and covering soil， which can improve the function and utilization rate of overturning plough.

Key words： covering plough; hydraulic overturning; design; trenching; covering

收稿日期：2021-01-22

作者简介：孙继东（1973—），男，工程师，从事农业机械方面的研究工作。