铧式犁犁体结构及性能分析

谢敏

（通榆县瞻榆镇农业机械推广中心站，吉林 通榆 137200）

铧式犁犁体结构及性能分析

谢敏

（通榆县瞻榆镇农业机械推广中心站，吉林 通榆 137200）

中国传统铧式犁由古代木制耕地工具耒耜演变而来。铧式犁是一种耕地的农具，为全悬挂式铧式犁，由在一根横梁端部的厚重的刃构成，通常系在一组牵引他的牲畜或机动车上，也有用人力来驱动的，用来破碎土块并耕出槽沟，从而为播种做好准备。犁体是铧式犁的主要工作部件。犁体的工作性能和动力消耗情况与其结构型式、曲面类型和技术状态有很大的关系。本文详细介绍铧式犁犁体的结构和性能。

铧式犁；结构；性能

1 铧式犁的结构

铧式犁犁体由犁铧、犁壁、犁侧板和犁柱组成一个整体，通过犁柱安装在犁架上。其作用是插入土壤（入土），垂直和水平地切出士垡（切土），并对其进行破碎和翻转（碎土和翻土）。犁铧铧尖起入土作用，铧刃起水平切土作用，胫刃起垂直切土作用。犁壁胸部主要起碎土作用，翼部主要起翻土作用。犁侧板主要起平衡侧压力的作用。犁体入土后，由铧尖、铧翼尾部和侧板末端三点支持，以保持工作稳定。

犁铧的形式有梯形、凿形和三角形［1］。梯形犁铧外廓呈梯形，铧刃为直线，结构简单，制造容易，但入土能力较差，适用于熟地及轻型土壤，背面有加厚部分，以供磨损后锻伸修复。凿形犁铧铧刃为一曲线，具有外伸的凿形铧尖，铧尖插入沟底以下约10 mm，伸进沟壁约5 mm，因而有较强的入土能力。其背面也有加厚部分，作为锻伸的贮备。三角形犁铧呈三角形，多用在畜力犁、水田犁、垄作犁和双向犁上。其有2个对称的刃口，入土性能好，侧压力小，但耕后沟底不平。根据试验，犁铧部分的牵引阻力约占总阻力的50%左右，因此要求铧刃保持锋利。新铧刃口厚度为0.5～1.0 mm，新的凿形犁铧，铧刃靠在平板上有大于3 mm的铧刃间隙。犁铧磨损后，刃口变厚，出现背棱，刃长和铧宽变小，铧尖磨圆，铧刃间隙消失，甚至出现负值，因而入土能力减弱，耕深减小，阻力增加，应及时磨刀和换修，一般铧刃厚度达2 mm就应磨锐。

犁壁的结构形式有整体式、组合式和栅条式［2］。整体式犁壁制成一体，结构简单，安装方便，但局部磨损后要整体更换，不够经济。组合式犁壁由前犁壁（胸部）和后犁壁（翼部）组成。犁壁工作中胫刃和胸部磨损较快。组合式犁壁可单独更换前犁壁，因而节约了金属材料。栅条式犁壁制成漏空的栅条，以减少犁壁与土壤的接触面，在黏重潮湿的土壤中工作时，利于脱土和降低阻力，但制造工艺比较复杂。犁壁要求韧性好，不易变形，表面耐磨。

犁侧板应有一定的高度和长度，以承受犁体工作中的侧压力，并应有一定的厚度以支承犁体。多铧犁上一般最后一铧的犁侧板较长，并装有犁后踵。犁侧板的断面形状有矩形、倒T形和L形3种。后两种支承面积较大，用于潮湿土壤和水稻田，可减少下陷。

犁柱的结构形式有弯犁柱和直犁柱2种，其中以直犁柱应用较广。弯犁柱多用于悬挂犁上，是由型钢锻制成钩形，有的和犁梁制成一体。弯犁柱下部通过犁托以固定犁体其他零件。直犁柱用于具有平面犁架的犁上，多用铸钢或球墨铸铁制成。为了减轻质量而又不影响强度，一般采用椭圆形或三角形的空心结构。其下部铸成和犁体曲面相适应的承托面或通过犁托来固定犁壁、犁铧和犁侧板。

2 犁体装配的技术要求

为减小工作阻力，保证工作质量，犁铧和犁壁的接缝应严密平滑，缝隙不应超过1 mm。安装时，决不允许犁壁高出犁铧，不得已时，犁铧可高出犁壁但不应超过2 mm。犁铧和犁壁左缘构成的犁胫线应在同一平面内，如有偏差，只允许犁铧凸出犁壁，但应小于5 mm。犁铧和犁柱（或犁托）间的局部缝隙，中部小于3 mm，上部小于8 mm。所有埋头螺钉应与犁体工作面平齐，不得凸出。如有下凹，应小于1 mm，否则会黏土，增加阻力。铧尖与犁侧板末（犁踵）之间，同沟底平面构成垂直间隙，同沟壁构成水平间隙。垂直间隙的作用是保证犁体入土容易，梯形铧应为10～12 mm，凿形铧为16～19 mm，水平间隙的作用是使耕深稳定，在一般土壤条件下梯形铧的水平间隙为5～10 mm，槽形铧为8～15 mm。沙性土壤间隙偏小，黏重土壤应偏大。铧尖和犁侧板磨损后，间隙相应减小，当垂直间隙小于3 mm，水平间隙小于1.5 mm时，应根据情况换修犁铧或犁侧板。

3 犁体曲面的类型及性能分析

犁体的工作表面（包括犁铧和犁壁）是一个复杂的曲面，称为犁体曲面。目前生产中使用的犁体曲面种类很多，不同类型的犁体曲面具有不同的工作性能。根据不同的工作条件和农业技术要求，应选用不同类型的犁体曲面。按其工作过程的特点，大体上可分为窜垡型和滚翻型两大类。

窜垡型犁曲面是我国传统犁上普遍采用的型式，窜垡型犁曲面是利用窜垡原理工作的，其工作过程可分为切垡、升垡、窜翻3个阶段［3］。这种犁曲面适合水田“架空”“晒垡”的要求，但碎土和覆盖较差。滚翻型犁曲面工作时，土垡基本不离开地面，仅作侧向滚翻，其工作过程可分为切出土垡、抬起和倾转土垡、推倒土垡3个阶段。

犁体曲面包括宽深比和角度参数。宽深比的大小对翻垡质量有一定的影响。耕地时若土垡翻转后，成为临界状态，其重心在土垡支持点的正上方，此时土垡处于不稳定状态。若重心位于支持点的左方，则产生回垡。只有当土垡翻转后才处于稳定翻转状态。已翻土堆的边线与水平线之间的夹角称为土垡的翻转角，土垡的翻转角愈小，翻后的土垡愈稳定。因此。宽深比值的大小可决定土垡的翻转程度。犁体曲面的主要角度参数有碎土角、翻土角和推土角等。其变化规律对犁曲面的形状及工作性能有很大的影响。

［1］张宁.关于犁耕阻力研究之浅析［J］.粮油加工与食品机械，1989（5）：15-17.

［2］曾德超，赵作善.犁体曲面设计的数学解析法［J］.农业机械学报，1979（1）：5-26.

［3］钱简可.犁体曲面作用的分析［J］.黑龙江八一农垦大学学报，1981（2）：12-14，33.

S222

A

1674-7909（2016）35-62-2

谢敏（1977-），女，专科，助理工程师，研究方向：基层农机技术推广。