中药材用耕整作业通用机设计

李爱芹

机械化种植中草药不但能够大幅度提高生产效率，降低作业成本，还可以培育优质种苗，提高产品品质，使我省中药材资源得到充分的开发和利用。中草药种植方式有两种，一种是垄作，另一种是畦作，实践证明畦作单位面积产量高。本耕整机能够使整地后的土壤疏松，形成宽90～110 cm，高15～20 cm的平整畦面，一次完成旋耕、碎茬、翻土、平畦等作业。

一、总体布置

该机由机架、万向节、变速箱、刀辊、挡土板等组成。作业时通过更换碎茬刀和旋耕刀来改变作业状态，在完成旋耕、碎茬的同时可进行翻土起垄和筑、平畦作业。

整机采用框架双梁结构，便于深松、起垄等多种部件的连接。传动系统采用中间传动，垂直布置，使重心前移，工艺性能好。变速箱为整体式，刀辊转速易于调整。

碎茬作业状态旋耕作业状态

1.万向节 2.机架 3.挡土板 4.吊架 5.犁体 6.支架

7.挡土板 8.刀辊 9.变速箱 10.碎茬刀

图1耕整通用机结构图1．动力选择

机具的动力消耗N主要由旋耕（或碎茬）、翻土犁和平畦铲三部分组成，即N=N1+N2+N3。

旋耕或碎茬消耗功率约为：N1=12B2 (B为耕幅)

将本设计B=140 cm代入上式，得

N1=12×142=2352 kW

翻土犁消耗功率一般为某单个犁体（B=30 cm）功率为44 kW，经前旋耕或灭茬后消耗功率降至3 kW。

N2=2×3=6 kW

平畦铲消耗功率通过试验在额定平畦高度时为3 kW左右，即N3=3 kW故N=N1+N2+N3=3252 kW。

根据计算和实际应用情况选取50马力轮式拖拉机为宜。

2.传动系统设计

将变速机构与传动箱设计为一体，通过拉动拨叉轴可做双联齿轮Z1、Z2分别与Z3、Z4啮合，或置于空挡位置，满足碎茬、旋耕不同作业的转动要求。

图2传动系统简图二、主要零部件设计

1．通用刀辊设计及刀片排列

整机采用通用刀辊式刀盘结构，即在同一刀辊的刀盘上可分别安装旋耕刀或碎茬刀，满足全幅旋耕及垄作地玉米、高粱等的根茬粉碎还田。旋耕刀和碎茬刀的排

列均能满足各自的螺旋线排列，并相互不干涉。旋耕刀的刃口曲线选用国家标准旋耕刀曲线，安装孔为2-φ13孔，碎茬刀为L型直刃刀。

旋耕刀和碎茬刀在刀盘上的安装孔的设计如下图。安装孔的设计首先要保证各自的螺旋线排列，还要保证各孔位之间不能发生干涉。因此，采用优化组合的方法，使碎茬刀安装孔和旋耕刀安装孔叠加在一个刀盘时，要不发生干涉，否则要重新进行调整。

图3旋耕刀、碎茬刀安装孔刀盘的间距为130 mm，刀盘厚度为10 mm，每个刀盘上安装4把旋耕刀，左右各2把，最多安装40把，最大旋幅1420 mm，碎茬为2行，每个单垄安装18把，碎茬刀总数为36把。

2.翻土犁和平畦铲配置

翻土犁采用农用通用犁，单体幅宽30 cm，配置在旋耕刀或碎茬刀后，且左右两侧对称，翻土深度和宽度可调。平畦铲配置在机具后方，将翻土犁翻到中间的土铲平，使之成为两侧带有垄沟，中间为断面梯形的畦面。

三、试验情况

该机配套动力为504型拖拉机，技术状态良好，驾驶员技术娴熟。试验样机零部件质量合格，试运行正常。

该机2012年秋季进行了耕整地试验，共完成作业量12 hm2。经过性能试验和生产考核证明，整机设计合理，生产效率高，各项技术指标达到了设计要求。（04）

endprint

机械化种植中草药不但能够大幅度提高生产效率，降低作业成本，还可以培育优质种苗，提高产品品质，使我省中药材资源得到充分的开发和利用。中草药种植方式有两种，一种是垄作，另一种是畦作，实践证明畦作单位面积产量高。本耕整机能够使整地后的土壤疏松，形成宽90～110 cm，高15～20 cm的平整畦面，一次完成旋耕、碎茬、翻土、平畦等作业。

一、总体布置

该机由机架、万向节、变速箱、刀辊、挡土板等组成。作业时通过更换碎茬刀和旋耕刀来改变作业状态，在完成旋耕、碎茬的同时可进行翻土起垄和筑、平畦作业。

整机采用框架双梁结构，便于深松、起垄等多种部件的连接。传动系统采用中间传动，垂直布置，使重心前移，工艺性能好。变速箱为整体式，刀辊转速易于调整。

碎茬作业状态旋耕作业状态

1.万向节 2.机架 3.挡土板 4.吊架 5.犁体 6.支架

7.挡土板 8.刀辊 9.变速箱 10.碎茬刀

图1耕整通用机结构图1．动力选择

机具的动力消耗N主要由旋耕（或碎茬）、翻土犁和平畦铲三部分组成，即N=N1+N2+N3。

旋耕或碎茬消耗功率约为：N1=12B2 (B为耕幅)

将本设计B=140 cm代入上式，得

N1=12×142=2352 kW

翻土犁消耗功率一般为某单个犁体（B=30 cm）功率为44 kW，经前旋耕或灭茬后消耗功率降至3 kW。

N2=2×3=6 kW

平畦铲消耗功率通过试验在额定平畦高度时为3 kW左右，即N3=3 kW故N=N1+N2+N3=3252 kW。

根据计算和实际应用情况选取50马力轮式拖拉机为宜。

2.传动系统设计

将变速机构与传动箱设计为一体，通过拉动拨叉轴可做双联齿轮Z1、Z2分别与Z3、Z4啮合，或置于空挡位置，满足碎茬、旋耕不同作业的转动要求。

图2传动系统简图二、主要零部件设计

1．通用刀辊设计及刀片排列

整机采用通用刀辊式刀盘结构，即在同一刀辊的刀盘上可分别安装旋耕刀或碎茬刀，满足全幅旋耕及垄作地玉米、高粱等的根茬粉碎还田。旋耕刀和碎茬刀的排

列均能满足各自的螺旋线排列，并相互不干涉。旋耕刀的刃口曲线选用国家标准旋耕刀曲线，安装孔为2-φ13孔，碎茬刀为L型直刃刀。

旋耕刀和碎茬刀在刀盘上的安装孔的设计如下图。安装孔的设计首先要保证各自的螺旋线排列，还要保证各孔位之间不能发生干涉。因此，采用优化组合的方法，使碎茬刀安装孔和旋耕刀安装孔叠加在一个刀盘时，要不发生干涉，否则要重新进行调整。

图3旋耕刀、碎茬刀安装孔刀盘的间距为130 mm，刀盘厚度为10 mm，每个刀盘上安装4把旋耕刀，左右各2把，最多安装40把，最大旋幅1420 mm，碎茬为2行，每个单垄安装18把，碎茬刀总数为36把。

2.翻土犁和平畦铲配置

翻土犁采用农用通用犁，单体幅宽30 cm，配置在旋耕刀或碎茬刀后，且左右两侧对称，翻土深度和宽度可调。平畦铲配置在机具后方，将翻土犁翻到中间的土铲平，使之成为两侧带有垄沟，中间为断面梯形的畦面。

三、试验情况

该机配套动力为504型拖拉机，技术状态良好，驾驶员技术娴熟。试验样机零部件质量合格，试运行正常。

该机2012年秋季进行了耕整地试验，共完成作业量12 hm2。经过性能试验和生产考核证明，整机设计合理，生产效率高，各项技术指标达到了设计要求。（04）

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机械化种植中草药不但能够大幅度提高生产效率，降低作业成本，还可以培育优质种苗，提高产品品质，使我省中药材资源得到充分的开发和利用。中草药种植方式有两种，一种是垄作，另一种是畦作，实践证明畦作单位面积产量高。本耕整机能够使整地后的土壤疏松，形成宽90～110 cm，高15～20 cm的平整畦面，一次完成旋耕、碎茬、翻土、平畦等作业。

一、总体布置

该机由机架、万向节、变速箱、刀辊、挡土板等组成。作业时通过更换碎茬刀和旋耕刀来改变作业状态，在完成旋耕、碎茬的同时可进行翻土起垄和筑、平畦作业。

整机采用框架双梁结构，便于深松、起垄等多种部件的连接。传动系统采用中间传动，垂直布置，使重心前移，工艺性能好。变速箱为整体式，刀辊转速易于调整。

碎茬作业状态旋耕作业状态

1.万向节 2.机架 3.挡土板 4.吊架 5.犁体 6.支架

7.挡土板 8.刀辊 9.变速箱 10.碎茬刀

图1耕整通用机结构图1．动力选择

机具的动力消耗N主要由旋耕（或碎茬）、翻土犁和平畦铲三部分组成，即N=N1+N2+N3。

旋耕或碎茬消耗功率约为：N1=12B2 (B为耕幅)

将本设计B=140 cm代入上式，得

N1=12×142=2352 kW

翻土犁消耗功率一般为某单个犁体（B=30 cm）功率为44 kW，经前旋耕或灭茬后消耗功率降至3 kW。

N2=2×3=6 kW

平畦铲消耗功率通过试验在额定平畦高度时为3 kW左右，即N3=3 kW故N=N1+N2+N3=3252 kW。

根据计算和实际应用情况选取50马力轮式拖拉机为宜。

2.传动系统设计

将变速机构与传动箱设计为一体，通过拉动拨叉轴可做双联齿轮Z1、Z2分别与Z3、Z4啮合，或置于空挡位置，满足碎茬、旋耕不同作业的转动要求。

图2传动系统简图二、主要零部件设计

1．通用刀辊设计及刀片排列

整机采用通用刀辊式刀盘结构，即在同一刀辊的刀盘上可分别安装旋耕刀或碎茬刀，满足全幅旋耕及垄作地玉米、高粱等的根茬粉碎还田。旋耕刀和碎茬刀的排

列均能满足各自的螺旋线排列，并相互不干涉。旋耕刀的刃口曲线选用国家标准旋耕刀曲线，安装孔为2-φ13孔，碎茬刀为L型直刃刀。

旋耕刀和碎茬刀在刀盘上的安装孔的设计如下图。安装孔的设计首先要保证各自的螺旋线排列，还要保证各孔位之间不能发生干涉。因此，采用优化组合的方法，使碎茬刀安装孔和旋耕刀安装孔叠加在一个刀盘时，要不发生干涉，否则要重新进行调整。

图3旋耕刀、碎茬刀安装孔刀盘的间距为130 mm，刀盘厚度为10 mm，每个刀盘上安装4把旋耕刀，左右各2把，最多安装40把，最大旋幅1420 mm，碎茬为2行，每个单垄安装18把，碎茬刀总数为36把。

2.翻土犁和平畦铲配置

翻土犁采用农用通用犁，单体幅宽30 cm，配置在旋耕刀或碎茬刀后，且左右两侧对称，翻土深度和宽度可调。平畦铲配置在机具后方，将翻土犁翻到中间的土铲平，使之成为两侧带有垄沟，中间为断面梯形的畦面。

三、试验情况

该机配套动力为504型拖拉机，技术状态良好，驾驶员技术娴熟。试验样机零部件质量合格，试运行正常。

该机2012年秋季进行了耕整地试验，共完成作业量12 hm2。经过性能试验和生产考核证明，整机设计合理，生产效率高，各项技术指标达到了设计要求。（04）

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