旋耕机改进为旋耕起垄机的设计与制造

刘汶树 杨清慧 尹毅 王圆明 吴瑜 邵伟兴 李英

摘要：对旋耕机进行设计和改造，使其成为新型的旋耕起垄机，确保改进后的机器能够完成开沟、翻土、作业等工作，同时实现一机两用，操作便利，使其满足经济要求。本文主要阐述旋耕机改进成旋耕起垄机的有关内容，仅供参考。

关键词：旋耕机改进;起垄机;制造

传统旋耕机在田间能耕耘碎土，使用手扶拖拉机的配带和刀轴打碎土壤，进而完成耕深松土的工作，作用少。若是优化设计旋耕机，同时添置更多新功能，则可以保证旋耕机被用在多处。

一、阐述旋耕机和起垄机的有关内容

（一）旋耕机和起垄机相似点

旋耕机是由传动轴、链轮箱、横梁等零件构成，它应用的工作原理是拖拉机应用动力推动刀轴驱动锥齿轮箱，动力通过传动轴运送到链轮箱，然后通过链条驱动旋耕机运转。旋耕机刀片旋转直接破土，有着松土作用。起垄机和旋耕机的工作原理、结构相同，工作原理是应用组成的零件把拖拉机动力运到起垄刀轴，

然后从两侧螺旋排列。刀片在旋转过程要把土壤向中间推，完成起垄工作，由此也能够看出，旋耕机和起垄机有着相似的基本结构和传动原理，因此可能具有一机两用的性质[1]。

（二）旋耕机和起垄机不同点

起垄机与旋耕机的区别在于起垄刀片和旋耕机的形状，刀箱在刀轴上的焊接方向和布置也有所差异。左右支撑臂、传动轴等组件的长度不同，横梁和刀轴的长度也是不同的。旋转刀是用来破碎土壤的，所以它的形状像一把弯曲的骆驼刀。起垄刀用于破土推土，它能够组成螺旋叶片的形状。旋耕机刀盒以垂直的方式焊接在刀轴上，起垄机刀盒和刀轴在焊接时需要构成适当倾斜角度，同时需要分为左侧和右侧两面排成螺旋输送器形状，起垄机应用在起垄过程，且因垄宽不同，可按系列生产不同规格的起垄机，满足种植要求。两种机器虽然存在不同，但不会使碎土功能受到影响，因此具有旋耕机的作用。如果优化后旋耕起垄机不满足用户耕耘效果，则在购买机器时需要拆卸垄刀轴，安装刀轴用作旋耕机，此种优化设计方式能够碎土，有着农机具的作用[2]。

二、优化设计旋耕起垄机

旋耕起垄机作为旋耕机优化改进后的变形用具，在制造过程中可应用旋耕机零件，常见的左撑板、链轮箱总成以及罩壳侧板等，此些部件无需改动，可直接应用。同时也可改动一些零件的长度，便能够在旋耕起垄机应用，比如传动轴、横梁焊合间等，此些零件的投资成本和通用性有利于批量生产，因此在制造旋耕起垄机时，要先考虑制造和设计刀轴、刀片[3]。

（一）设计和制造起垄刀片

旋耕机中的耙刀作用在耕作中可以打碎土壤，因此设计的形状等同镰刀性，刀尾制造主要是冷热加工，刀体狭窄。使用材料冲孔和冲模，然后对其进行加热，使其弯曲成一定形状。在磨刃口后要实施热处理，确保可以提升人口硬度，此过程使用的设备主要包含冲床、热处理设备和压力机等。处理工艺的过程包含开料、磨刃、回火、加热成形等。

（二）設计和制造起垄刀轴

设计起垄刀轴和旋耕刀轴的差异较大，主要体现在转轴上刀盒排列和焊接角度。旋耕机刀轴刀盒在焊接时的侧视方向和转轴垂直放置，同时在转轴上均匀分布排列。起垄机刀盒在转轴上焊接，和轴线构成适当偏角。若是偏角大，则会产生较重负荷，破坏零部件，无法满足传动功率。若是偏角小，土垄高度小不符合种植需求，由实验可知，若是刀轴长度为1100mm，则可安装12把刀，其中放置在中间的4把刀要进行碎土，角度不可过大，左右两侧可以碎土也可以推土。在转轴上排列的刀盒应呈现螺纹状，也可排列为双螺纹线，便于平衡。同时左右两侧分别放置6把刀，左边刀向右侧旋转，右边刀向左侧旋转，两边组成螺旋输送器。在耕作使，刀片可以把泥土向中间推，从而构成土垄。起垄机工作负荷大于旋耕机，因此设计刀盒应选择厚重钢板，同时刀轴直径也粗于旋耕刀轴。由实验可知，起垄刀盒需要选择较厚的钢板和钢管。起垄刀轴属于焊合件，包含多个零部件。将左轴头和右轴头进行粗加工，然后和轴管焊接，将加工后的刀盒焊接住，由焊接后会出现变形，因此开展精加工。其设备主要有车床、锯床和电弧焊机等[1]。

（三）设计和制造修垄板

为保证起垄后土垄形状满足种植标准，可将修垄板安装在起垄机后，从而刮平垄顶，同时拔净垄沟底碎土。修垄板使用的钢板厚度是5mm，矩形形状，中间下方是梯形缺口，缺口大小是由刀轴长度决定。上底和下底边长分别是600mm和700mm，其高度是180mm，它能够成为浮动模式或者固定模式。固定修垄板应用螺栓在罩壳尾部挡泥胶板的位置，浮动式要在焊接吊耳处，使螺栓和销轴在罩壳尾部吊装，两种方式有着不同的长处。固定修垄板可以刮净沟底碎土，若是有硬物，则会损失修垄板，浮动式修垄板可以有效解决此种问题，碰到硬物能够浮起来，防止出现损坏。制造修垄板大多数是焊合工作，应用冲床、剪床等方式，工艺过程包含开料、冲孔和焊接、折角等[2]。

（四）改进其他零部件

将旋耕机改成旋耕起垄机，因此需要将上述零部件处理好，也可尝试改进传动轴、左撑板等材料。旋耕机左撑板材料应用的大多数是传动轴，起垄机工作负荷多，为增加耐用性，起垄机材料可使用球墨铸铁。装配时，要把链轮箱的链轮进行换位安装，大小链轮更换为主动齿和被动齿，改变传动比，增加刀轴转速，提升碎土效果，避免出现负荷过重的情况。同时手扶拖拉机要选择合适的柴油，从而让旋耕起垄机能够正常开展工作[3]。

结束语：

综上所述，旋耕起垄机在改进后的操作方式等同于旋耕机操作方式，一方面能够耕耘和碎土，一方面也能够开沟起垄，在松软田块也能够进行翻土、开沟，并且也可以种植花生、土豆等经济作物。旋耕起垄机能够一机两用，操作便利，备受农户的喜爱和认可。

参考文献：

[1]李再参，叶愈，蒲宏毅，黄建国.旋耕机机架结构优化设计[J].机电产品开发与创新，2020，33（06）：55-56+63.

[2]张楚，文西芹，朱文亮.基于迭代学习的旋耕机刀轴焊接机器人轨迹跟踪控制研究[J].机械设计与制造，2019（10）：246-250.

[3]杜新武，杨绪龙，庞靖，姬江涛，金鑫，陈雷.悬挂式旋耕机耕深监测系统设计与试验[J].农业机械学报，2019，50（08）：43-51.