圓盤(pán)式開(kāi)溝器的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

陳鵬+張波

摘??要：在我國(guó)山地丘陵地帶，農(nóng)業(yè)機(jī)械普遍小型化，動(dòng)力比較小，現(xiàn)行的開(kāi)溝器很難與動(dòng)力機(jī)相匹配，開(kāi)溝寬度不能調(diào)整，開(kāi)溝深度調(diào)整有限。為了適應(yīng)山地開(kāi)溝作業(yè)，特提出了一種新型圓盤(pán)式開(kāi)溝機(jī)。該開(kāi)溝機(jī)工作阻力小，所需驅(qū)動(dòng)力小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低，開(kāi)溝寬度和深度的調(diào)節(jié)極為方便，容易推廣和使用。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械;圓盤(pán)式開(kāi)溝器;山地作業(yè);開(kāi)溝寬度

中圖分類號(hào)：S222.5+2?????????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.14.009

開(kāi)溝是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最常見(jiàn)和應(yīng)用最廣的作業(yè)方式，因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，它占有非常重要的位置。開(kāi)溝器是開(kāi)溝作業(yè)的工作機(jī)具，按其入土不同，可分為銳角和鈍角兩大類。銳角開(kāi)溝器主要有鋤鏟式、翼鏟式、船型鏟式和芯鋅式等;鈍角開(kāi)溝器主要有單圓盤(pán)式、雙圓盤(pán)式、滑刀式和靴式等，這些開(kāi)溝器都存在一定的缺點(diǎn)。

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，農(nóng)村人口大量轉(zhuǎn)入城市，農(nóng)村勞動(dòng)力缺乏，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的要求逐步提高，市場(chǎng)急需一種能適應(yīng)小型動(dòng)力、開(kāi)溝寬度和深度可調(diào)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，適應(yīng)山區(qū)丘陵地帶作業(yè)的開(kāi)溝器作業(yè)機(jī)具。因此，研究一種新型的開(kāi)溝器具有非常重要的意義。

1??挖刨刀具結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

挖刨刀具是開(kāi)溝器的核心，其安裝結(jié)構(gòu)決定了開(kāi)溝器的工作效率和工作阻力。傳統(tǒng)的圓盤(pán)開(kāi)溝刀具的安裝結(jié)構(gòu)比較單一，效率不高，并且開(kāi)溝工作阻力很大，適用于丘陵地帶的小型發(fā)動(dòng)機(jī)不足為其以提供所需的動(dòng)力。

如圖1所示，這種新型的刀具安裝結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新之處在于，在1個(gè)圓盤(pán)上，沿其圓周均勻依次固定大、中、小3種規(guī)格的挖刨刀具。3種規(guī)格刀具的開(kāi)溝寬度、開(kāi)溝深度和挖刨土的角度均有不同。開(kāi)溝時(shí)，刀盤(pán)如圖1中箭頭所示方向旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，1號(hào)刀具開(kāi)始入土，而后挖刨更寬更深的2號(hào)刀具入土，緊接著是挖刨最寬與最深的3號(hào)刀具入土。這種刀具安裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是將一個(gè)開(kāi)溝過(guò)程分為了3步，即分層挖刨，猶如拉床上的拉刀在拉孔一樣。

根據(jù)相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定刀盤(pán)的外徑，即：

D=（1.2～1.4）L.????????????（1）

式（1）中：L為開(kāi)溝深度。

如果設(shè)計(jì)的開(kāi)溝深度為0.7?m，那么，由最大開(kāi)溝深度可以確定其刀盤(pán)直徑為0.84～0.98?m。由此可最終確定D?為?0.9?m。

圖2??各把刀具的開(kāi)溝參數(shù)變化

如圖2所示，不同刀具的規(guī)格有很大的不同。1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)刀具在開(kāi)溝深度和開(kāi)溝寬度上均屬于一個(gè)遞增的過(guò)程。在傳統(tǒng)的開(kāi)溝器中，動(dòng)力一直制約著開(kāi)溝深度和開(kāi)溝寬度，而開(kāi)溝寬度和深度的減小將大大減小對(duì)動(dòng)力的需求。這種刀具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在開(kāi)溝寬度和深度不變的情況下，分層處理開(kāi)溝深度和寬度。在開(kāi)溝寬度上，將整個(gè)所需挖刨的寬度分配給1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)刀具分別挖刨，使得在開(kāi)溝寬度不變的情況下，挖刨阻力逐漸減小。由于土壤從表層到深層的緊實(shí)程度逐漸加深，所以，刀具在挖刨時(shí)遇到的阻力也在逐漸增加，特別是深層土壤，給刀具帶來(lái)了巨大的阻力。因此，在開(kāi)溝的深度上，1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)刀具分別挖刨不同深度的土壤，這在很大程度上減少了所需的開(kāi)溝動(dòng)力。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅能夠提高開(kāi)溝的效率，對(duì)動(dòng)力的需求也降低了很多。這對(duì)于難以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的丘陵地帶來(lái)說(shuō)是非常適用的。因?yàn)檫@樣的開(kāi)溝器只需要小型的動(dòng)力機(jī)提供動(dòng)力即可，加快了丘陵地帶的便攜農(nóng)業(yè)機(jī)械的普及速度。

2??刀盤(pán)懸掛的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

在丘陵地帶，由于地勢(shì)的原因，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械很多都難以到達(dá)，這成為了丘陵地帶農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的一個(gè)瓶頸。這一區(qū)域的農(nóng)業(yè)發(fā)展急需專業(yè)的農(nóng)業(yè)機(jī)械開(kāi)放。對(duì)于丘陵地帶，農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)當(dāng)輕量化，易于搬運(yùn)攜帶，同時(shí)，也要便于拆裝，而這對(duì)于開(kāi)溝機(jī)械來(lái)說(shuō)是一個(gè)很大的難題。對(duì)于圓盤(pán)開(kāi)溝機(jī)，刀盤(pán)懸掛的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，而懸掛的關(guān)鍵是要與現(xiàn)行動(dòng)力機(jī)相適應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)快速連接和快速拆卸。

懸掛系統(tǒng)和刀盤(pán)安裝如圖3所示。

圖3??懸掛系統(tǒng)和刀盤(pán)安裝示意圖

如圖3所示，整套懸掛系統(tǒng)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、便于搬運(yùn)攜帶。其通過(guò)2，7與機(jī)身鉸接，可以實(shí)現(xiàn)快速裝拆。此外，在刀盤(pán)的安裝上也實(shí)現(xiàn)了一定程度的快速拆卸性。刀盤(pán)通過(guò)螺母14，15緊鎖在螺桿上，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使刀盤(pán)易于實(shí)現(xiàn)左右調(diào)節(jié)，更重要的是，刀盤(pán)的裝拆非?？臁２捎眠@種設(shè)計(jì)，一次作業(yè)可攜帶多個(gè)刀盤(pán)，進(jìn)而開(kāi)出不同的溝寬和溝深。

3??總結(jié)

本文提出的新型刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分層處理了傳統(tǒng)的一次開(kāi)溝

作業(yè)，它對(duì)驅(qū)動(dòng)力的要求很低，非常適用于山地丘陵農(nóng)業(yè)機(jī)械小動(dòng)力化。刀盤(pán)懸掛的設(shè)計(jì)結(jié)果簡(jiǎn)單，整體輕量化，同時(shí)，可以快速裝拆，以便于山地丘陵的便攜搬運(yùn)和快速更換刀盤(pán)，進(jìn)而開(kāi)出不同溝寬與溝深。這些設(shè)計(jì)都非常適應(yīng)于山地丘陵地帶的開(kāi)溝作業(yè)，對(duì)于普遍小動(dòng)力、小型化的山地丘陵農(nóng)業(yè)機(jī)械化來(lái)說(shuō)具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]董建軍，武廣偉，付衛(wèi)強(qiáng).我國(guó)農(nóng)田開(kāi)溝機(jī)研究進(jìn)展及展望[J].農(nóng)機(jī)化研究，2014（2）：237-240.

[2]李金琦.旋轉(zhuǎn)開(kāi)溝機(jī)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1984.

〔編輯：白潔〕

The?Innovative?Design?of?Disc?Opener

Chen?Peng，?Zhang?Bo

Abstract：?In?mountain?and?hilly?land?in?China，?agricultural?machinery?in?general?miniaturization，?power?is?relatively?small，?current?opener?is?very?difficult?with?the?power?machine?matching，?ditching?width?cant?be?adjusted，?trenching?depth?adjustment?is?limited.?In?order?to?adapt?to?the?mountain?ditching?operation，?proposes?a?new?disc?ditching?machine.?The?ditching?machine?working?resistance?is?small，?the?required?driving?force?is?small，?simple?structure，?high?reliability，?low?cost，?ditching?width?and?depth?of?the?adjustment?is?very?convenient，?easy?popularization?and?use.

Key?words：?agricultural?machinery;?disc?opener;?mountainous?area;?width?of?opening