下悬挂割草机的设计

蔺吉顺

(内蒙古民族大学 机械工程学院,内蒙古 通辽 028000)

下悬挂割草机的设计

蔺吉顺

(内蒙古民族大学 机械工程学院,内蒙古 通辽 028000)

为解决割草过程中不便于观察、操纵和装车运输的问题，保证其连续作业，研制了一种割草机。该割草机采用了下悬挂，割刀从拖拉机下面前后轮之间向一侧伸出，传动方便，便于观察，从而增强了机具的一体性，生产、安装和操作更加方便，可一次完成割草、搂草作业。可单独安装割刀或搂草机，分别完成割草、搂草作业，进而提高机具的工作效率和作业质量。

割草机；割刀；草耙

0 引 言

现有的往复式割草机是由割刀、传动部件、挂刀部件、提刀部件和机架等构成[1]。其割刀状如推剪，一端连接传动部件、挂刀部件和提刀部件。传动部件、挂刀部件和提刀部件的另一端又都连接在机架上，机架连接在拖拉机上[2]。现有割草机与拖拉机的连接多采用前悬挂或后悬挂两种方式。这两种方式都需要有专门的机架，不仅成本较高，而且不便于观察和操纵[3-4]。在割草作业中，驾驶员须随时将割刀抬起，以躲避草场上的石块、木桩、土包等异物，由于驾驶座位在拖拉机的中部，对装在前面或后面的割刀观察较为困难[5-6]。此外，有的前悬挂的割草机后面配备搂草机，将割下的牧草按一定的间隔集中起来，以便于装车运输。在转弯或上路之前，驾驶员要到车下把搂草机抬高并吊挂起来，操作很不方便。

1.割刀；2.拖拉机；3.悬挂架；4.传动件；5.连接板；6.挂耙轴；7.上梁；8.上拉臂；9.搂草耙；10.提刀件图1 割草机的结构简图Fig.1 Structural diagram of the field mower

1 设计思路

本设计的目的是提供一种便于观察操纵且成本较低的割草机。上述目的是由以下技术方案实现的：研制一种下悬挂割草机，它包括割刀、传动部件和悬挂架，悬挂在拖拉机上。其特点是：悬挂架装在拖拉机底盘下面，割刀装在悬挂架与拖拉机前后轮之间相对的一侧。割草机的结构简图见图1。悬挂架是一个矩形框架，里面装有传动件和提刀件，悬挂架的前框上面设有上凸的可与拖拉机底盘连接的连接板，后面两侧各有一个竖立的挂接臂，挂接臂上设有可与拖拉机机体相连接的孔。传动件有传动轴，传动轴装在悬挂架里面的轴承座上，前端装有偏心轮，后面装有皮带轮，皮带轮与拖拉机的动力输出轮上下相对。提刀件有一个液压油缸，液压油缸的尾端通过支撑轴铰接在悬挂架内侧后部，油缸活塞杆前端铰链曲柄，曲柄轴穿过悬挂架前角上面的曲柄轴座，另端固连提升臂，提升臂上端铰接提刀杆，提刀杆下端与挂刀杆铰接。在拖拉机的后面设有搂草机，搂草机机架有上梁下梁，上梁和下梁之间通过立柱连接，上梁前面有两支前伸臂，前伸臂前端装有可与拖拉机后部相连的上挂板，下梁前面装有两支下拉杆，下拉杆前端与悬挂架后部两侧相铰链，上梁两端通过挂耙轴挂接搂草耙，搂草耙前面设有间歇起落放铺机构，楼草耙上面设有上拉臂，上拉臂上端设有绳索，绳索前端到达拖拉机驾驶座。进而保证工作时操纵方便，提高工作效率。

2 设计方法

2.1 第一种设计方法

第一种实施例的割草机装配图见图2。割草机的往复式割刀从拖拉机的下面，前后轮之间向一侧伸出。第一种实施例的悬挂架结构图见图3，割刀是通过挂刀部件挂接到一个悬挂架的一侧。悬挂架是一个矩形框架，装有传动件和提刀件。悬挂架的前框上设有上凸的连接板，后面两侧各有一个竖立的挂接臂。连接板焊接在拖拉机底盘下的横梁上。挂接臂通过螺栓与拖拉机机体相挂接。

1.拖拉机;2.割刀图2 第一种实施例的割草机装配图Fig.2 Mower assembly drawing of the first mode

1.传动件;2.悬挂架;3.割刀;4.提刀件图3 第一种实施例的悬挂架结构图Fig.3 Structure chart of suspension bracket of the first mode

第一种实施例的部件挂刀杆结构图见图4，传动件是由偏心轮、偏心轮轴、皮带轮构成，偏心轮轴通过悬挂架的轴承座装在悬挂架上，其前端的偏心轮通过偏心轴与割刀驱动杆相铰链，割刀驱动杆另一端与割刀动刀片的刀架相铰链。皮带轮恰好与上面的拖拉机动力输出轮对正，并由皮带挂接。

1.皮带轮;2.偏心轮轴;3.偏心轮;4.传动件;5.割刀驱动杆;6.挂刀杆;7.曲柄;8.曲柄轴;9.提升臂;10.提刀杆;11.割刀;12.提刀件图4 第一种实施例的部件挂刀杆结构图Fig.4 Structure chart of the parts with cutter arbor of the first mode

第一种实施例的割刀结构图见图5，割草作业示意图见图6。由图4～图6可见，提刀件有一个液压油缸，液压油缸的尾端通过支撑轴铰接在悬挂架的内侧后部，油缸活塞杆前端铰链曲柄，曲柄前后两端分别为不同直径的两个圆柱面，圆形断面的曲柄轴穿过悬挂架前角上面的曲柄轴座，另一端固定连接提升臂，提升臂上端铰接提刀杆，提刀杆下端与挂刀杆铰接。液压油缸的操纵杆设在驾驶座一侧。

1.悬挂架;2.连接板;3.曲柄轴座;4.挂接臂；5.支撑轴;6.轴承座;7.挂刀杆轴座图5 第一种实施例的割刀结构图Fig.5 Structure chart of cutting knife of the first mode

1.挂刀轴；2.挂刀杆图6 第一种实施例的割草作业示意图Fig.6 Sketch map for the process of mowing of the first mode

作业时，由于割刀从拖拉机的前轮和后轮之间伸出，便于驾驶员的观察。当草地前方出现障碍物时，驾驶员沿前进方向抬起提刀件，提刀件带动曲柄作旋转运动，通过曲柄轴使提升臂向上旋转带动提刀杆将割刀垂直拖拉机前进方向抬起，避免损坏割刀。越过障碍时把割刀放下，保证正常作业。

2.2 第二种设计方法

第二种实施例的草耙机架机构图见图7。在拖拉机的下部装配割刀，后部配装搂草机。搂草机机架有上梁和下梁，通过立柱连接，上梁前部有两支前伸臂，前伸臂前端装有上挂板，上挂板装在拖拉机的后部。下梁前部装有两支下拉杆，下拉杆前端与悬挂架后部两侧相铰链。上梁两端通过挂耙轴挂接搂草耙。

1.草耙机架;2.上挂板;3.前伸臂;4.上梁；5.挂耙轴;6.下梁;7.立柱;8.下挂板图7 第二种实施例的草耙机架机构图Fig.7 Organization diagram of the rake machine of the second mode

第二种实施例的草耙传动机构图见图8。控制搂草耙间歇起落的放铺机构，主要有草耙皮带轮，通过皮带轮轴连接一块摆臂，摆臂通过拉板牵引后部的草耙摇杆。在皮带轮上的传动皮带平时处于松套状态，不能带动皮带轮转动，在皮带轮的前部还装有张紧轮，张紧轮通过张紧轮轴连接张紧曲柄，张紧曲柄一端连接拉杆，拉杆的另一端接在驾驶员脚下的踏板上。当驾驶员踩动踏板，张紧轮移压紧传动皮带时，皮带轮转动，拉动摇杆使搂草耙抬起，将所搂的牧草放下，随后驾驶员放开踏板，皮带轮失去控制，搂草耙开自重落下继续搂草。

1.草耙皮带轮;2.张紧轮;3.张紧转轴;4.张紧曲柄;5.拉杆;6.主动臂;7.拉板;8.草耙摇杆图8 第二种实施例的草耙传动机构图Fig.8 Organization diagram of the rake driver of the second mode

第二种实施例的割搂部件总装图见图9。搂草耙上部装有上拉臂，上拉臂上端连接绳索，绳索的另一端到达驾驶员座位附近，当机具转弯或路上行驶时，驾驶员不用下车，只要拉动绳索就可以将搂草耙后端抬起并固定在较高的位置上。

3 结 语

设计了下悬挂割草机，其悬挂架简单成本低，便于生产和安装；割刀安装位置合理，工作时安全可靠效率高；具有割草和搂草功能，应用前景可观。

[1]赵满全,刘伟锋,赵士杰,等.前置式双圆盘割草机的研制与试验[J].中国农机化，2004,25(5):28-30. Zhao Manquan,Liu Weifeng,Zhao Shijie,et al.The development and experiment of front-mounted disc mower[J].Chinese Agricultural Mechanization，2004,25(5):28-30.

[2]马晓春.割草机的设计与动态特性研究[D].哈尔滨:东北林业大学,2005. Ma Xiaochun.Design and dynamic research of mower[D].Harbin:Northeast Forestry University,2005.

[3]陈 芳,邓春岩,刘盛韬,等.便携式割草机的设计[J].农机化研究，2009,31(12):119-120. Chen Fang,Deng Chunyan,Liu Shengtao,et al.Design on portable mowing machine[J].Journal of Agricultural Mechanization Research，2009,31(12):119-120.

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[5]温宝琴.前置割草压扁机的研究与设计[D].兰州:甘肃农业大学,2006. Wen Baoqin.Research and design of the front-mounted haybine[D].Lanzhou:Gansu Agricultural University,2006.

[6]李文飞.电动四轮割草机的设计与研究[D].江苏:苏州大学,2012. Li Wenfei.The design and research of electric four-wheel mower[D].Jiangsu:Soochow University,2012.

(本期责任编辑：张松波 王红星 邹晓艳 英文审校：丁 琳)

Design of field mower suspended from bottom of tractor

LIN Ji-Shun

(College of Mechanical Engineering,Inner Mongolia University for the Nationalities,Tongliao 028000,Inner Mongolia,China)

A new field mower is recently designed mainly to deal with the problem of inconvenient observation, control, loading as well as transportation and to make sure the continuity of the operation. This new field mower adopts suspension technology, i.e. the sickles are suspended from the bottom of the tractor and thus they stretch out to one side between the front and rear wheels. As a result, the drive turns easier and observation more convenient. The unity of the equipment is also strengthened this way. This is dramatically convenient for production, installation and operation. Mowing and grass raking can be accomplished at the same time. The mower and the rake can also be installed separately and accordingly, the mowing and raking can be done separately too. Consequently, the working proficiency and the operation quality are improved correspondingly. All these advantages open up a new way to speed the popularity of this field mower.

field mower; sickle; rake

10.13524/j.2095-008x.2015.03.053

2015-05-18;

2015-06-16

国家863计划基金资助项目(2012AA0758);内蒙古自治区教育厅项目(Njzy11207)

蔺吉顺(1980-)，男，吉林蛟河人，讲师，硕士，研究方向:农业机械学、计算机图形学与虚拟现实技术等,E-mail：linjishun66@163.com。

TH122

B

2095-008X(2015)03-0093-04