关于1G-160型旋耕灭茬机设计的研究

关于1G-160型旋耕灭茬机设计的研究

董镕豪胡明明

山东协和学院 山东济南    邮编   250200

摘要：介绍了旋耕灭茬机工作原理及各部分的功能，通过挂接装置、灭茬整理装置等的研究，实现了对传统卧式旋耕机的优化改进，通过优化刀辊轴的转速和转向，对部分结构适当的拆卸和改装，实现全面的耕、整、灭茬服务。最终实现了设计的旋耕灭茬机既能旋耕又能灭荐，一机多用的目的。

关键词：旋耕灭茬机；刀辊轴；一机多用

应转变农业发展方式的总要求，提高农作物生产全过程的机械化水平，降低农民的劳动强度和农作物生产成本，通过对土地的高效翻整，使产量和质量得以提升，先进的农业机械设备的发展改进越来越受到政府的支持。

旋耕技术因其疏松土壤较细，耕深一致性好，且可以一次成型等优点，吸引越来越多的人员对其伸入研究。而旋耕灭茬技术是以耕作、根茬处理为基础，将多种独立机械(旋耕机、灭茬机、整地机、拖拉机等)功能进行整合，设计成综合的多功能一体机，进而实现全面的耕、整、灭茬服务。

一、工作原理

旋耕灭茬机的工作原理如下：拖拉机电机提供的动力经减速器中的锥齿轮与侧边圆柱齿轮啮合作用，将动力由传动轴向两侧传递，到达灭茬机构和旋耕机构。灭茬刀高速旋转，快速的将地上收割后余茬打碎，余茬在灭茬刀旋转离心力作用下，分散落在耕地上。旋耕机构在灭茬刀耕作过的范围进行翻土，同时将残留地下的余茬随土一起翻出，在旋耕刀切碎土的过程中同时将余茬一起切碎，碎土、碎茬在离心力作用下，旋转混合散落地表，平整机构进而对前面旋出散落的土壤混合物进行平整，实现灭茬、旋耕、平整全过程。

二、主要结构及参数设计

旋耕灭茬机的动力由拖拉机提供，传动轴经一对圆锥齿轮和侧边圆柱齿轮传动。其与拖拉机采用三点悬挂式进行连接，工作过程虽传递功率较大，但仍能平稳工作。其中的万向传动轴是关键结构，可实现一轴向不同方向轴的传递，极限偏置角度是15°。旋耕灭茬机经过田埂时，要求灭茬刀具和旋耕刀具离地高度必须超过150mm，以保证刀具不和田埂进行干涉，影响行进，离地最大高没有统一规定，考虑整机结构的紧凑性，一般不超过250mm，此时万向传动轴极限角度可达30°。本设计通过调研得出的结论是：旋耕时比较合适的参数为200r/min左右范围进行正转，特殊地质土壤进行破垡时比较合适的参数为500r/min左右范围进行正转，而灭茬、余茬和土壤混合比较合适的参数为200r/min左右范围进行反转。设计最大耕深可达14cm，足以满足一般要求的耕地的旋耕。

有时为了保证作业范围能全面辐射到拖拉机全部轮辙，可借助一些偏置机构实现。在保证其结构功能的同时，尽可能的选用标准通用件，以降低整体制造成本。

三、挂接装置

复合作业机械相比单一机械本身需要的牵引功率大，我国农业地貌形态、土壤情况复杂，使得旋耕灭茬机在进行工作时，需要克服的阻力增大，相应的所需要的功率增大。结合当前一些学者的研究，确定采用与拖拉机悬挂的方式进行连接。而悬挂方式又根据旋耕部分与动力部分的位置分为不同具体的形式，考虑避免耕作过的土地不被拖拉机进行重复碾压，降低土壤疏松性能，采用后悬挂。工作时牵引拖拉机在前方未作业的地面行驶，后部复合作业机械依次完成灭茬、旋耕、平整作业，复合作业机械的挂接装置要与拖拉机悬挂尺寸相匹配，具体可参照国家标准对农用拖拉机后置三点悬挂主要尺寸和参数的规定。

四、灭茬整理装置

灭茬刀具作为余茬粉碎的刀具，在工作过程中起着重要的作用，灭茬后紧跟着旋耕作业，所以灭茬效果对旋耕效果具有一定的影响。灭茬在地表比较彻底，地下仍有残茬，进而会加大旋耕刀具所受的阻力，需要对传统刀具进行优化改进，重点要对减阻降耗技术进行重点研究。

本机节能型旋耕刀侧切刃刃口曲线仍采用等径螺旋线设计，根据作业特点，重新设计其起点极径、极角与起点极角。节能型旋耕刀侧切刃为平面曲线，采用等进螺旋线。

五、结束语

已有的旋耕灭茬机基本结构差别不大，对于一些技术难题上的研究力度不够，使得旋耕灭茬机械发展缓慢，当前急需对对旋耕灭茬机进行参数的优化和结构优化。本文通过对普通卧式旋耕机进行结构的优化，实现了较好的旋耕、灭茬、平整效果，实现一机多用，提高了作业效率，降低生产成本。

［参考文献］

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[4]李威亚.反转灭茬机节能型刀具及前置切茬器选型设计研究[D].安徽农业大学,2022,04(06):23-25.

作者简介：

董镕豪 男 汉族，山东省烟台市，2002年6月 本科应届毕业生

胡明明，女，汉族，山东泰安，1986年12月，研究生，中级工程师，机械设计方向。

依托2024届毕业设计（论文）发表的文章

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