懸掛翻轉式深翻犁的研究與設計

曾小輝 畢新勝 李文春 陳軍 王斌 賈金亮 明光

摘要：針對南疆氣候特點和土壤物理特性，以土壤可持續利用為目的，設計一種懸掛翻轉式深翻犁，通過深翻耕作，改善土壤物理結構，增加作物根系生長深度，確保作物持續增產。用具有雙層主副犁結構的深翻犁進行耕作時，不僅能將耕作層含病菌的土壤、雜草、越冬蟲卵翻入主犁開出的溝底，解決土壤含病菌的狀況，還可減小單個犁體翻垡阻力，降低拖拉機功耗。

關鍵詞：南疆；土壤；深翻耕作；可持續利用；懸掛翻轉式深翻犁；主副犁結構

中圖分類號： S222.12+1文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）02-0409-02

收稿日期：2015-01-06

基金項目：新疆生產建設兵團科技人員服務南疆專項（編號：2014BA060）。

作者簡介：曾小輝（1987—），男，四川安岳人，碩士研究生，從事農業機械設計。E-mail：5841983@qq.com。

通信作者：畢新勝（1971—），男，河南鎮平人，教授，碩士生導師，從事機械及液壓相關教育與研究。E-mail：bxs_mac@shz.edu.cn。南疆土地面積116萬 km2，約占新疆土地總面積的2/3。由于氣候極端干旱，土壤積鹽速度快，強度大，土壤含鹽量高，鹽分表聚性很強，地表常出現5～15 cm厚的永久性鹽結殼，剖面中也常出現鹽盤層，影響作物生長。土地總面積大，可利用率低，從而使土地數量的有限性和土地需求的增長構成土地資源持續利用的特殊矛盾。近幾年，南疆棉花作物的長期種植且長期采用單一的種植模式，使得土壤耕作層肥力下降，板結加劇，病菌感染，枯萎病、黃萎病面積逐年擴大，直接影響棉花的產量和質量。為減少病蟲害、改善土壤結構、促進棉花可持續增產豐收，設計一種適合南疆土壤物理結構和氣候條件的懸掛翻轉式深翻犁，對棉田進行深翻作業，對土壤進行物理性改良，從而達到防治病蟲害、實現南疆土地可持續利用的目的。

1 研究內容和技術指標

1.1研究內容

一般翻轉式深翻犁由上下對稱的單鏵犁或多鏵犁組成，由大功率拖拉機配套進行深翻作業，其耕作阻力大，受力部件強度高，犁架易變形，犁體易磨損。筆者采用主犁配副犁的結構來設計深翻犁，較普通翻轉深翻犁耕作深度加深20～30 cm，總耕深可達75 cm，采用層耕的方式進行耕作，減小單個犁體的耕作阻力，在深翻的基礎上減小耕作部件的受力，減小犁體磨損增加其使用壽命。由于采用主犁配副犁的上下2層犁體結構設計，因此提高犁的耕寬和耕深穩定性是研究的技術關鍵和技術難點，具體研究內容包括：（1）懸掛翻轉式深翻犁整機結構研究與設計；（2）懸掛裝置及犁架的研究與設計；（3）提高入土性能，減小犁體工作阻力。

1.2深翻犁主要技術指標

深翻犁的配套動力125～169 kW，耕深穩定性變異系數≥90%，耕深55～75 cm，可靠性>95%。相同條件下與同類產品相比，耕作阻力減小10%～20%、節能10%～20%。

2總體設計

2.1總體結構

南疆土壤結構由壤土、沙性土壤與板結土壤組成，為改善耕作層土壤肥力，通過深翻耕作，提升下層土壤，使壤土、沙性土壤與板結土壤進行混合，改良耕作層土壤；所設計的懸掛翻轉式深翻犁采用對土壤進行上下分層耕作的結構形式，是由上下對稱的主副犁體組成的單鏵犁[1]，其總體結構包括懸掛裝置、液壓翻轉機構、犁架、主副犁體（圖1）。

2.2工作原理

懸掛翻轉式深翻犁通過懸掛架與拖拉機掛接，借助拖拉機的懸掛機構進行升起和落下。翻轉油缸通過液壓油管與拖拉機的液壓系統相連，駕駛員可通過操縱液壓閥使犁在懸起狀態下進行180°的往復翻轉。在耕作時先由下面的一組犁體進行耕作，副犁將耕作層含有病菌的土壤、雜草、越冬蟲卵的土垡翻至前一趟主犁已開好的溝底，然后由主犁將下層土壤鏟起，鋪至上層；耕作到地頭時，拖拉機將犁懸起并翻轉180°，用另一組犁體進行耕作，保證土垡向一個方向翻垡，耕后地表無大的溝壑。土垡翻轉的結構如圖2所示。

5結語

在南疆氣候條件極端惡劣的情況下，根據當地土壤的物理特性，設計懸掛翻轉式深翻犁用以改良土壤物理結構，打破犁底層，使壤土、沙性土壤與板結土壤進行混合，增加土壤的透氣性，提高土壤的保水性能。改良板結、宜耕期短、冬春灌滲水性能差的土壤，保證土壤的可持續利用。

參考文獻：

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