HY-1GZDVFM-130型履帶自走式起壟機的設計*

李小龍 黃光輝 曾 強 林 卿 梅叢珩 鄧家禮

HY-1GZDVFM-130型履帶自走式起壟機的設計*

李小龍 黃光輝 曾 強 林 卿 梅叢珩 鄧家禮

南平煙草公司邵武分公司

該文針對南方煙區現有的耕整起壟機械耗工費時，且對土壤適應能力差，缺乏相應的適用機械等問題，設計了HY-1GZDVFM- 130 型履帶自走式起壟機。該機采用了履帶式行走，配備24 kW柴油機的強勁動力，具有底盤轉向、手扶變速及液壓聯動等功能，能夠實現機械田間作業時的快速轉向、控制刀軸轉速和起壟刀具抬升。履帶式起壟機專門針對煙葉生產的曬白、起壟等環節設計，能夠滿足煙田耕作的農藝技術要求，應用前景廣泛。

履帶自走式起壟機 底盤轉向 液壓聯動 刀軸轉速檔

隨著我國經濟的發展，農村勞動力逐漸向城鎮轉移。南方煙區煙田的冬翻曬白、起壟、開溝、施肥、蓋膜是煙葉生產過程中最為繁重的環節，缺少青壯年勞動力的農戶不僅雇工成本較高，作業質量難以保證，同時也推遲了煙葉移栽時間，最終影響煙葉質量[1]。為提高煙葉生產機械化水平，各地區研制了一些起壟、施肥、覆膜等相關的煙草農業機械[2-5]，但在南方煙區的實際使用中，作業效果欠佳，影響了機械的進一步推廣。為實現南方丘陵地帶煙稻輪作田塊的起壟作業，減少機械和人工對土壤的擾動，提高土壤通透性，降低勞動強度和作業成本，福建省南平市煙草公司邵武分公司與邵武市華友農業機械制造有限公司合作研發了一款新型的履帶自走式起壟機，該機已獲國家新型實用專利3項[6]，2011年進行了田間試驗，并通過了福建省農業機械檢驗機構的鑒定。

1 起壟機設計

1.1 總體機構與原理

HY-1GZDVFM-130 型履帶自走式起壟機總體機構主要由24 kW柴油機動力、起壟機具、工作箱、傳動箱、皮帶輪、起升裝置、驅動輪等組成。

如圖1所示，起壟施肥鋪膜機在工作過程中，發動機7輸出動力通過張緊裝置8由皮帶輪5傳到傳動箱4，再輸入到工作箱5帶動犁刀傳動軸由雙排鏈到起壟機具2，從而帶動犁刀轉動；另一方面動力通過帶傳動至齒輪泵12，手動拉動操縱閥11控制起升裝置6的高低，由起升裝置來控制起壟鋪膜機入土的深淺。

1.2 傳動系統設計

HY-1GZDVFM-130 履帶自走式起壟機的傳動系統如圖2所示，其動力傳輸是由CF35柴油機5提供動力，通過動力帶輪6與V帶(3HB2230) 4、V帶(B1575)7將動力傳輸到起壟升降裝配1和變速器總成8，從而帶動起壟升降裝配1和變速器總成8工作。

1—被動輪 2—起壟機具 3—工作箱 4—傳動箱 5—皮帶輪 6—起升裝置 7—發動機 8—張緊裝置 9—變速箱 10—工作臺 11—操縱閥 12—齒輪泵 13—驅動輪 14—機架 15—底盤

1—起壟升降裝配 2—泵帶輪 3—V帶(B1143) 4—V帶(3HB2230) 5—CF35柴油機 6—動力帶輪 7—V帶(B1575) 8—變速器總成 9—V帶(B1118) 10—JF 發電機

1.3 履帶式結構設計

HY-1GZDVFM-130 履帶自走式起壟機采用履帶式結構，能夠減小對地面的壓力，同時減小轉彎的半徑，在水分較高的田塊中作業時，能夠保證良好的通過率，工作效率穩定；具有良好的爬坡能力，能夠適應不同地形田塊的工作要求；履帶式的承重能力好，能夠配合起壟機的整體外形設計。

1.4 制動裝置與手扶變速器轉向結構設計

HY-1GZDVFM-130 履帶自走式起壟機的制動裝置設計如圖3所示，主要構件包括制動器、拉簧、制動銷、制動扁軸和制動轂等。

工作時，制動手柄4以制動柄41連接制動扁軸13，提升制動手柄4，制動扁軸順時針轉動，制動器1被撐開，使得制動器1與制動轂15之間的摩擦力增大，起到制動作用。

轉向系統主要由圖3的轉向制動軸、中間齒輪、轉向齒輪組成。轉向制動半軸3對稱安裝，連接兩個制動裝置，端部與制動轂15轉動卡接，對稱的轉向制動半軸相互之間能夠獨立轉動。當一邊被制動，另一邊可以繼續轉動，從而使輪軸轉向，提高了轉向速度、減小了轉向半徑。通過制動裝置控制左右輪軸的轉速，可完成不同幅度的轉向操作。

1—制動器 2—箱體 3—轉向制動半軸 4—制動手柄 11—拉簧 12—制動器銷 13—制動扁軸 14—摩擦片 15—制動轂 31—中間齒輪 32—轉向齒輪 33—回位彈簧 41—制動柄 42—轉向撥叉

1.5 液壓系統

HY-1GZDVFM-130 履帶自走式起壟機的液壓系統如圖4所示，主要由齒輪泵、油箱、油缸、多路閥等元件組成。其中齒輪泵為動力元件，將電動機的機械能轉換成液體的壓力能，向整個液壓系統提供動力；油缸為執行元件，將液體的壓力能轉換為機械能，驅動負載作直線往復運動；多路閥為控制元件，用于控制工作油液的流量、壓力和方向。

1—齒輪泵(16mL/r) 2—進出油法蘭 3—O型圈? 20×1.8 4—鉸接螺栓M18×1.5 5—鉸接油管(T) 6—螺栓M 16×15 7—油箱 8—鉸接螺母M18×1.5 9—油缸60×35×200 10— O型圈? 22×2.65 11—鉸接油管(B) 12—鉸接油管(A) 13—鉸接油管(P) 14—多路閥(16MPa) 15—鉸接油管(吸油)

1.6 起壟結構設計

HY-1GZDVFM-130 型履帶自走式起壟機起壟刀具包括14把起壟刀和1把旋耕刀，起壟變速箱與起壟刀具采用直聯。且起壟刀軸的轉速有兩個檔位，可根據土壤情況來選擇使用某個檔位進行起壟。采用14把起壟圓盤曲面刀和1把旋耕曲線彎刀，呈35°角安裝在?60×1300的刀軸上，旋耕曲線彎刀設置在中間，兩側分別對稱安裝7把起壟圓盤曲面刀，以雙螺旋結構排列，便于耕作時將泥土推向中間形成土壟。

2 技術參數及性能檢測

技術參數見表1。

表1 HY-1GZDVFM-130 型履帶自走式起壟機技術參數

該機試制完成后，于2011年7月21日，在邵武市沿山鎮古山村和邵武市拿口鎮冊前村，依據相關檢驗要求[7-11]，通過福建省農機質量監督檢驗站的性能檢測，其各項性能指標田間檢測結果均符合企業產品質量標準要求，結果見表2。2011年9月6日通過了福建省農業機械鑒定推廣總站的農業機械定型鑒定。

表2 HY-1GZDVFM-130 型履帶自走式起壟機田間檢測結果

3 結論

（1）履帶自走式式起壟機采用24kW柴油機為動力，馬力強勁；以帶傳動的形式傳輸動力，使機械在作業時振動平穩，噪聲減小。

（2）采用履帶式設計，減小了機械對地面的壓力，使機械對地形的適應能力提高，在土壤水分含量較高的田塊中也能正常工作。

（3）設有制動裝置及手扶變速器轉向系統，能夠方便地控制機械的行駛速度、刀軸轉速，輕松完成田間作業時的轉向操作。

（4）采用液壓系統控制起壟刀具的升降，能夠根據需求調節起壟高度，使機械的起壟作業省工省力。

[1] 方正軍. 推廣烤煙種植機械，壯大烤煙產業[J]. 農機科技推廣，2007(3)：27.

[2] 楊旭亮，孟慶宏，李煥，等. 煙草雙條施肥、覆膜機研制開發與應用[J]. 中國煙草科學，2003(3)：25-27.

[3] 樂初枝. 2MZ-1型自走式鋪膜機的設計[J]. 福建農機，2010(4)：36-38.

[4] 朱凱，白紅. 煙田施肥起埂機的設計和研究[J]. 安徽農業科學，2009，37(17)：8179-8180，8231.

[5] 陳志厚，陳朝陽，張培坤，等. YS-1GVFM-125A型起壟施肥鋪膜聯合作業機的設計與試驗[J]. 中國農學通報，2013，29(4)：155-162.

[6] 曾強，曾桂溪. 一種履帶自走式耕整機：中國，ZL 2012 2 0071845.6 [P].2012-10-03.

[7] GB/T 5668-2008, 旋耕機[S].

[8] GB 10395.1-2009, 農林機械安全第1部分：總則[S].

[9] GB 10395.5-2006, 農林拖拉機和機械安全技術要求第5部分：驅動式耕作機械[S].

[10] JB/T8401.2-2007, 旋耕聯合作業機械旋耕深松滅茬起壟機[S].

[11] 福建省邵武華友農業機械制造有限公司企業標準. Q/SWHN 003 – 2011, 1GZDV 系列履帶自走式起壟機.

福建省煙草公司南平市公司科技項目（NYK2011-10-3）。