旋耕机改进为旋耕起垄机的设计及制造

1、旋耕机改进为旋耕起垄机的设计及制造传统旋耕机的作用主要是用于田间的耕耘碎土，它是在手扶拖拉机的配带下，通过刀轴及耙刀的旋转运动把土壤打碎，从而达到耕深松土的目的，用途较为单一。若在该机的设计上加以改进，添置适当的配件，就可增加新的功能和用途，实现一机多用。本文主要论述配套于工农- 1 2 K 手扶拖拉机的旋耕机，改进为旋耕、起垄兼用型农机具( 以下将旋耕起垄机) 的可行性及其设计制造方法。1. 旋耕机与起垄机的共同点和差异要把旋耕机改进为起垄机，应首先了解和分析两机之间的相同及差异之处，从而确定二者合一的可行性。1.1. 两机的共同点旋耕机的基本结构是由链齿轮箱、传动轴、左右支臂、链轮箱、罩壳

2、组件、横梁、旋耕刀轴等部份组成，其工作原理是：通过拖拉机的动力输出刀轴带动锥齿轮箱，经传动轴将动力传递至链轮箱，再经链条传动，驱使旋耕刀运转，旋耕刀片旋转直接击碎泥土，从而起到旋耕松土的作用。起垄机的基本结构和工作原理与旋耕机大致相同，亦具备以上几大部件，工作原理也是通过上述部件将拖拉机的动力传递至起垄刀轴，起垄刀片从两边螺旋排布，刀片旋转时将泥土推向中间形成垄畦，从而达到起垄的目的。可以看出，旋耕机和起垄机的基本结构和传动原理是一致的，故具备一机两用的可行性。1.2. 两机的差异起垄机异于旋耕机之处，主要在于垄刀片的形状不同于旋耕刀，其次是刀盒在刀轴上的焊接方位及排列不同，再次是左右支臂、传

3、动轴、罩壳组件、横梁、刀轴这些部件的长度不一样。旋耕刀的作用是碎土，所以是弯驼刀形，起垄刀的作用是既碎土又推土，故形成螺旋叶片状；旋耕机的刀盒是垂直焊在刀轴上，而起垄机的刀盒与刀轴焊接时形成一定倾角，而且分左、右两边排列成螺旋输送器的形状；另外，由于起垄机用于起垄整畦，需根据作物种植要求，决定垄面宽度，所以左右支臂、罩壳、横梁、刀轴等部件的长度与旋耕机不同，且因垄宽不同而各自有差别，因此可按系列制造，生产不同规格的起垄机，以满足种植要求。虽然存在这些差异，但基本不影响其碎土功能，所以它又具有旋耕机的作用。若用户认为改型后的旋耕起垄机用于耕耘碎土效果不佳，购机时配备1 根旋耕刀轴作为随机配件，使

4、用时只需将起垄刀轴拆卸下，装上耙刀轴，就可作旋耕机使用。如此稍作改进，便能成为碎土，起垄兼用型农机具。2. 旋耕起垄机的设计及制造方法旋耕起垄机是旋耕机的变形产品，所以制造时可借用旋耕机的大部分零部件，如锥齿轮箱总成、链轮箱总成、左撑板、罩壳侧板等部件，不作任何改动即可直接使用。传动轴、左右支臂焊合件、横梁焊合件、罩壳焊合件这些部件只要改变其中一零件的长度，就可用在旋耕起垄机上，其通用性和投资的经济性，对批量生产极为有利。要制造旋耕起垄机，主要是考虑刀片和刀轴的设计和制造。2.1. 起垄刀片的设计与制造旋耕机中的耙刀在耕作中的主要作用是将土壤打碎，所以其形状设计成镰刀形，刀体狭窄，刀尾起垄刀片

5、的制造以冷、热加工为主：先将材料用冲模开料、冲孔，再加热弯曲成形，磨刃口后进行热处理提高硬度。所需设备主要是：剪床、冲床、压力机、热处理设备等；工艺过程为：开料冲孔加热成形磨刃淬火回火清洗喷漆。2.2. 起垄刀轴的设计与制造起垄刀轴与旋耕刀轴在设计上的主要差别在于：刀盒在转轴上的焊接角度和排列有异。旋耕机耙刀轴上的刀盒焊接时其侧视方向与转轴的轴线成90，它在转轴上的排列为均匀分布。而起垄机的刀盒焊接在转轴上时并非垂直，而是与轴线形成一定偏角，如图2。偏角过大负荷过重，传动功率无法满足，而且容易损坏零件；偏角过小所起的土垄高度不够，不能满足种植要求。实践经验显示，以1 100mm 长度的刀轴为例

6、，装12 把刀，中间4 把刀主要作用是碎土，偏角不宜大，为了省力，偏角宜为7.8，左、右两边各4 把刀除了碎土外，还须推土，偏角应约20 。刀盒在转轴上的排列须排成螺纹状，最理想是排成双螺纹线，这样旋转起来较为平衡。并且左边6把刀排成右旋，右边6把刀排成左旋，两边就形成了2 个螺旋输送器的形式，耕作时刀片既碎土又将泥土推向中间形成土垄。由于起垄机作业时要比旋耕机的工作负荷大，所以设计刀盒时须取用较厚的钢板，刀轴直径也要比旋耕刀轴粗。据试验结果可知，起垄刀盒宜用12mm厚的Q235-A钢板，刀轴宜用直径60 6mm 的无缝钢管。起垄刀轴是一个由多零件组成的焊合件，所以其加工过程是先分别生产各零件

7、，然后焊合成组件：先把左、右轴头粗加工后与轴管焊合，再焊上加工好的刀盒，因焊接后会产生变形，故此最后才进行精加工。所需设备主要是：锯床、车床、铣床、钻床、电弧焊机、锻造设备、热处理设备等。工艺过程为：轴头开料锻打粗车调质与轴管焊合焊刀盒精车铣花键高频淬火精磨轴承位和油封位。2.3. 修垄板的设计与制造为了使起垄后土垄的形状更为符合种植要求，还可在起垄机后面安装一块修垄板，该板的作用是把尖尖的垄顶刮平，并将垄沟底的碎土拨净。修垄板可用5 mm厚度的钢板制造，形状为一块矩形板，中部下方开一梯形缺口，如图3。修垄板及其缺口的大小由刀轴长度决定，以1 100 mm长度的刀轴为例，修垄板长度为1 160

8、 mm，高度为300 mm，缺口的上底边长为650 mm，下底边长为750 mm，高度为230 mm。它可设计成固定式或浮动式：固定式修垄板是用螺栓把它固定安装在罩壳尾部原档泥胶板位置上，浮动式则须在两边焊接吊耳，用销轴或螺栓将其吊装在罩壳尾部两侧。这两种形式各有长处：固定式修垄板能把沟底的碎土刮得较为干净，但遇到硬物时容易造成修垄板变形损坏：浮动式修垄板则克服此问题，当遇到硬物时，它便往上浮起，避免遭到损坏。两种形式可根据需要而定。修垄板的制造主要是以焊合为主，所需设备主要是剪床、冲床、电弧焊机或二氧化碳保护焊机。工艺过程为：开料冲孔折角焊接涂漆。3. 其他零部件的改进把普通旋耕机改进为旋耕

9、起垄机，处理好以上提到的3 种主要零部件的设计即可。若果想使其更为理想，有些零件尚需改进，如左撑板、传动轴等零件的材料改进。旋耕机中左撑板材料一般采用灰铸铁HT200、传动轴一般取用45 碳素钢，由于起垄机的工作负荷比旋耕机大，为了耐用，起垄机中的左撑板材料宜用球墨铸铁QT450-10、传动轴的材料宜用40Cr。此外，在装配时可将链轮箱中的大小链轮换位安装，大链轮为主动齿，小链轮为被动齿，或将锥齿轮箱中齿轮的齿数加以增减，改变其传动比，使刀轴转速增大，提高碎土效果，但增速须适中，不可过大，否则负荷过重。另外，手扶拖拉机中的柴油机可选择1100 型或1105 型柴油机来配置，保证旋耕起垄机有足够的功率进行工作。4.