1LH—350型深松机的研制

摘要：针对国内现有深松机普遍存在深松深度浅、耕作阻力大、作业易堵塞等问题，结合黑龙江省的土壤状况和耕作模式，研制了一种悬挂式深松碎土机。主要介绍该机具总体结构与关键部件的设计，通过性能试验，该机能够保证打破犁底层同时又不翻乱土层，使耕后土层形成上虚下实、虚实相间的结构，为农作物生长提供良好的土壤条件。

关键词：深松；保护性耕作；耙耕；结构

中图分类号：S222文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.06.004

作者简介：王文婷（1983-），女，工程师，从事农业机械化研究设计。

0引言

土壤深松是通过深松铲对土壤进行切削与疏松过程，是保护性耕作的一项关键技术。作业时它不破坏上层植被及土壤的团粒结构，有效地保持土壤的层次。同时深松作业深度可达到35～45 cm，能够有效地打破犁底层，形成上虚下实的耕层结构，起到蓄水保墒的功效，为农作物的生长发育提供有力保障。然而由于各地土壤状况不同，现有的深松铲难以满足不同地域条件及不同工作条件的深松要求。就黑龙江省土壤状况来看，土壤多为黏重土壤，在秋季收获时雨水较大，通过机械化收割后的土壤变得更加黏硬，无形中增大了深松整地的耕作阻力。针对上述情况，通过对现有深松机具进行分析，设计了一种能适应黑龙江省土壤状况的行间深松碎土机具。

1整体结构和工作原理

1.1整体结构

深松机主要由机架、悬挂装置、铲柄、铲尖、碎土耙片及其固定装置等构成。其结构如图1所示。主要技术参数如下：

配套拖拉机动力：150～200 kW；

作业幅宽：350 cm；

作业速度：6～7 km/h；

行间距：60～70 cm；

碎土深度：8～13 cm；

深松深度：40～45 cm。

1.2工作过程

机具在田间作业时，拖拉机通过三点悬挂带动深松机进行耕整地作业。拖拉机的牵引力通过机架传递给深松铲，并转化为切削力，以此破坏土壤的粘结力，最大程度地降低牵引阻力，最后碎土耙片对表层的大块土壤进行碎土镇压。

2主要结构设计

2.1机架结构设计

机架采用100 mm×100 mm的方管作为主梁焊接而成，深松铲固定架采用43 mm×80 mm的槽钢焊接而成，固定架采用U型卡和机架固定，实现深松铲间距的可调性。机架整体结构简单牢固，保证机具在作业时不变形，提高机具作业时的可靠性。 具体结构如图2所示：

2.2深松铲设计

作为行间深松机的关键部件，深松铲质量好坏直接影响整机的作业效果。为保证机具在土壤阻力较大的情况下作业时不被损坏，就要求深松铲要有很强的入土性能和足够好的耐磨性。入土角不仅影响入土性能且还影响牵引阻力，当入土角逐渐增大时，入土性能也逐渐降低，但切削阻力会逐渐增加； 相反，当入土角逐渐变小，整体强度变弱。经过对上述因素的综合考虑，将入土角确定为12°。整体结构如图3所示。

2.2.1铲柄设计

为了减小阻力，增强作业质量，铲柄设计做成弯曲形状，如图3中铲柄1所示。材料选用厚度为20 mm且不低于GB/T700规定的Q275 钢制造，铲柄的其他技术条件符合标准（JB/T9788-1999）中的相应规定。

2.2.2铲尖设计

目前，深松铲铲尖有三种形式，包括凿形深松铲、鸭掌形深松铲及双翼形深松铲等。本机采用凿型深松铲，如图4所示，采用65Mn钢制造，刃部进行淬火处理，宽度为20～30 mm，硬度为HRC48～56。深松深度可达40 cm以上，通过性能好，属局部深松，凿形深松铲不仅同深度消耗动力最小，而且有碎土性能好、结构简单的特点。

2.2.3铲翼设计

凿形铲适合行间深松，但工作幅宽比较小，深松效率比较低。针对这种情况，为确保深松效果，我们在铲柄底部两侧位置安装翼铲，如图3所示。两侧翼铲的有效宽度为290 mm，不仅加大作业幅宽，且增强入土能力和碎土能力，大大提高了工作效率。但是工作阻力、能耗也会随之增加。

2.2.4滑托设计（如图5）

深松作业时，在滑托的挤压作用下，耕层底部形成直径为80 mm空间，便于雨季进行蓄水，旱季为根系提供必要的水分。该零件采用45钢，表面进行渗碳、淬火、低温回火等热处理工艺，使其耐磨性得到很大提高。

2.3碎土耙片的总体布局

耙片间距应在1.5a和2a 之间（a 为设计耙深），如果间距过小，耙片之间容易被杂草、土块和作物残株等堵塞。如果间距过大可避免堵塞，但容易造成沟底不平度过大并影响碎土性能。所以在耙组配置时后列耙迹位于前列耙迹的中间，如图6所示。根据要求确定耙片间距为200 mm。

3结论

（1）深松铲的侧翼可扩大土壤底层的松土范围，使土壤内部形成较明显的分层，在不翻动土壤的前提下，提高了土壤内部的疏松度，从而提高土壤的透气性及蓄水保墒能力，但也加大了工作阻力。

（2）通过对深松铲进行合理设计，经田间试验证明，在耕深一定、土壤状况相同的情况下，该深松铲的耕作阻力明显小于同类产品，非常适合黑龙江地区使用。

（3）碎土耙片合理选用及布局，使表层土壤的碎土效果明显增强，能够达到待播要求。

（4）該机具是大马力拖拉机理想配套机具之一，提高了大马力拖拉机的利用率和工作范围。

参考文献：

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