圓盤式開溝器的創新設計

陳鵬+張波

摘??要：在我國山地丘陵地帶，農業機械普遍小型化，動力比較小，現行的開溝器很難與動力機相匹配，開溝寬度不能調整，開溝深度調整有限。為了適應山地開溝作業，特提出了一種新型圓盤式開溝機。該開溝機工作阻力小，所需驅動力小，結構簡單、可靠性高、成本低，開溝寬度和深度的調節極為方便，容易推廣和使用。

關鍵詞：農業機械;圓盤式開溝器;山地作業;開溝寬度

中圖分類號：S222.5+2?????????????文獻標識碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.14.009

開溝是農業生產中最常見和應用最廣的作業方式，因此，在農業生產中，它占有非常重要的位置。開溝器是開溝作業的工作機具，按其入土不同，可分為銳角和鈍角兩大類。銳角開溝器主要有鋤鏟式、翼鏟式、船型鏟式和芯鋅式等;鈍角開溝器主要有單圓盤式、雙圓盤式、滑刀式和靴式等，這些開溝器都存在一定的缺點。

隨著我國城鎮化進程的不斷加快，農村人口大量轉入城市，農村勞動力缺乏，對農業機械化水平的要求逐步提高，市場急需一種能適應小型動力、開溝寬度和深度可調，結構簡單、成本較低，適應山區丘陵地帶作業的開溝器作業機具。因此，研究一種新型的開溝器具有非常重要的意義。

1??挖刨刀具結構的創新設計

挖刨刀具是開溝器的核心，其安裝結構決定了開溝器的工作效率和工作阻力。傳統的圓盤開溝刀具的安裝結構比較單一，效率不高，并且開溝工作阻力很大，適用于丘陵地帶的小型發動機不足為其以提供所需的動力。

如圖1所示，這種新型的刀具安裝結構的創新之處在于，在1個圓盤上，沿其圓周均勻依次固定大、中、小3種規格的挖刨刀具。3種規格刀具的開溝寬度、開溝深度和挖刨土的角度均有不同。開溝時，刀盤如圖1中箭頭所示方向旋轉。此時，1號刀具開始入土，而后挖刨更寬更深的2號刀具入土，緊接著是挖刨最寬與最深的3號刀具入土。這種刀具安裝結構的設計是將一個開溝過程分為了3步，即分層挖刨，猶如拉床上的拉刀在拉孔一樣。

根據相應的經驗公式來確定刀盤的外徑，即：

D=（1.2～1.4）L.????????????（1）

式（1）中：L為開溝深度。

如果設計的開溝深度為0.7?m，那么，由最大開溝深度可以確定其刀盤直徑為0.84～0.98?m。由此可最終確定D?為?0.9?m。

圖2??各把刀具的開溝參數變化

如圖2所示，不同刀具的規格有很大的不同。1號、2號、3號刀具在開溝深度和開溝寬度上均屬于一個遞增的過程。在傳統的開溝器中，動力一直制約著開溝深度和開溝寬度，而開溝寬度和深度的減小將大大減小對動力的需求。這種刀具結構的設計，在開溝寬度和深度不變的情況下，分層處理開溝深度和寬度。在開溝寬度上，將整個所需挖刨的寬度分配給1號、2號、3號刀具分別挖刨，使得在開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程度逐漸加深，所以，刀具在挖刨時遇到的阻力也在逐漸增加，特別是深層土壤，給刀具帶來了巨大的阻力。因此，在開溝的深度上，1號、2號、3號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溝動力。這種結構設計不僅能夠提高開溝的效率，對動力的需求也降低了很多。這對于難以實現農業機械化的丘陵地帶來說是非常適用的。因為這樣的開溝器只需要小型的動力機提供動力即可，加快了丘陵地帶的便攜農業機械的普及速度。

2??刀盤懸掛的創新設計

在丘陵地帶，由于地勢的原因，現代農業機械很多都難以到達，這成為了丘陵地帶農業機械化發展的一個瓶頸。這一區域的農業發展急需專業的農業機械開放。對于丘陵地帶，農業機械應當輕量化，易于搬運攜帶，同時，也要便于拆裝，而這對于開溝機械來說是一個很大的難題。對于圓盤開溝機，刀盤懸掛的設計是關鍵，而懸掛的關鍵是要與現行動力機相適應，以實現快速連接和快速拆卸。

懸掛系統和刀盤安裝如圖3所示。

圖3??懸掛系統和刀盤安裝示意圖

如圖3所示，整套懸掛系統簡單、質量小、便于搬運攜帶。其通過2，7與機身鉸接，可以實現快速裝拆。此外，在刀盤的安裝上也實現了一定程度的快速拆卸性。刀盤通過螺母14，15緊鎖在螺桿上，這樣的結構設計使刀盤易于實現左右調節，更重要的是，刀盤的裝拆非常快。采用這種設計，一次作業可攜帶多個刀盤，進而開出不同的溝寬和溝深。

3??總結

本文提出的新型刀具結構設計分層處理了傳統的一次開溝

作業，它對驅動力的要求很低，非常適用于山地丘陵農業機械小動力化。刀盤懸掛的設計結果簡單，整體輕量化，同時，可以快速裝拆，以便于山地丘陵的便攜搬運和快速更換刀盤，進而開出不同溝寬與溝深。這些設計都非常適應于山地丘陵地帶的開溝作業，對于普遍小動力、小型化的山地丘陵農業機械化來說具有重要的意義。

參考文獻

[1]董建軍，武廣偉，付衛強.我國農田開溝機研究進展及展望[J].農機化研究，2014（2）：237-240.

[2]李金琦.旋轉開溝機[M].北京：中國農業機械出版社，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