1LH—350型深松機的研制

摘要：針對國內現有深松機普遍存在深松深度淺、耕作阻力大、作業易堵塞等問題，結合黑龍江省的土壤狀況和耕作模式，研制了一種懸掛式深松碎土機。主要介紹該機具總體結構與關鍵部件的設計，通過性能試驗，該機能夠保證打破犁底層同時又不翻亂土層，使耕后土層形成上虛下實、虛實相間的結構，為農作物生長提供良好的土壤條件。

關鍵詞：深松；保護性耕作；耙耕；結構

中圖分類號：S222文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.06.004

作者簡介：王文婷（1983-），女，工程師，從事農業機械化研究設計。

0引言

土壤深松是通過深松鏟對土壤進行切削與疏松過程，是保護性耕作的一項關鍵技術。作業時它不破壞上層植被及土壤的團粒結構，有效地保持土壤的層次。同時深松作業深度可達到35～45 cm，能夠有效地打破犁底層，形成上虛下實的耕層結構，起到蓄水保墑的功效，為農作物的生長發育提供有力保障。然而由于各地土壤狀況不同，現有的深松鏟難以滿足不同地域條件及不同工作條件的深松要求。就黑龍江省土壤狀況來看，土壤多為黏重土壤，在秋季收獲時雨水較大，通過機械化收割后的土壤變得更加黏硬，無形中增大了深松整地的耕作阻力。針對上述情況，通過對現有深松機具進行分析，設計了一種能適應黑龍江省土壤狀況的行間深松碎土機具。

1整體結構和工作原理

1.1整體結構

深松機主要由機架、懸掛裝置、鏟柄、鏟尖、碎土耙片及其固定裝置等構成。其結構如圖1所示。主要技術參數如下：

配套拖拉機動力：150～200 kW；

作業幅寬：350 cm；

作業速度：6～7 km/h；

行間距：60～70 cm；

碎土深度：8～13 cm；

深松深度：40～45 cm。

1.2工作過程

機具在田間作業時，拖拉機通過三點懸掛帶動深松機進行耕整地作業。拖拉機的牽引力通過機架傳遞給深松鏟，并轉化為切削力，以此破壞土壤的粘結力，最大程度地降低牽引阻力，最后碎土耙片對表層的大塊土壤進行碎土鎮壓。

2主要結構設計

2.1機架結構設計

機架采用100 mm×100 mm的方管作為主梁焊接而成，深松鏟固定架采用43 mm×80 mm的槽鋼焊接而成，固定架采用U型卡和機架固定，實現深松鏟間距的可調性。機架整體結構簡單牢固，保證機具在作業時不變形，提高機具作業時的可靠性。 具體結構如圖2所示：

2.2深松鏟設計

作為行間深松機的關鍵部件，深松鏟質量好壞直接影響整機的作業效果。為保證機具在土壤阻力較大的情況下作業時不被損壞，就要求深松鏟要有很強的入土性能和足夠好的耐磨性。入土角不僅影響入土性能且還影響牽引阻力，當入土角逐漸增大時，入土性能也逐漸降低，但切削阻力會逐漸增加； 相反，當入土角逐漸變小，整體強度變弱。經過對上述因素的綜合考慮，將入土角確定為12°。整體結構如圖3所示。

2.2.1鏟柄設計

為了減小阻力，增強作業質量，鏟柄設計做成彎曲形狀，如圖3中鏟柄1所示。材料選用厚度為20 mm且不低于GB/T700規定的Q275 鋼制造，鏟柄的其他技術條件符合標準（JB/T9788-1999）中的相應規定。

2.2.2鏟尖設計

目前，深松鏟鏟尖有三種形式，包括鑿形深松鏟、鴨掌形深松鏟及雙翼形深松鏟等。本機采用鑿型深松鏟，如圖4所示，采用65Mn鋼制造，刃部進行淬火處理，寬度為20～30 mm，硬度為HRC48～56。深松深度可達40 cm以上，通過性能好，屬局部深松，鑿形深松鏟不僅同深度消耗動力最小，而且有碎土性能好、結構簡單的特點。

2.2.3鏟翼設計

鑿形鏟適合行間深松，但工作幅寬比較小，深松效率比較低。針對這種情況，為確保深松效果，我們在鏟柄底部兩側位置安裝翼鏟，如圖3所示。兩側翼鏟的有效寬度為290 mm，不僅加大作業幅寬，且增強入土能力和碎土能力，大大提高了工作效率。但是工作阻力、能耗也會隨之增加。

2.2.4滑托設計（如圖5）

深松作業時，在滑托的擠壓作用下，耕層底部形成直徑為80 mm空間，便于雨季進行蓄水，旱季為根系提供必要的水分。該零件采用45鋼，表面進行滲碳、淬火、低溫回火等熱處理工藝，使其耐磨性得到很大提高。

2.3碎土耙片的總體布局

耙片間距應在1.5a和2a 之間（a 為設計耙深），如果間距過小，耙片之間容易被雜草、土塊和作物殘株等堵塞。如果間距過大可避免堵塞，但容易造成溝底不平度過大并影響碎土性能。所以在耙組配置時后列耙跡位于前列耙跡的中間，如圖6所示。根據要求確定耙片間距為200 mm。

3結論

（1）深松鏟的側翼可擴大土壤底層的松土范圍，使土壤內部形成較明顯的分層，在不翻動土壤的前提下，提高了土壤內部的疏松度，從而提高土壤的透氣性及蓄水保墑能力，但也加大了工作阻力。

（2）通過對深松鏟進行合理設計，經田間試驗證明，在耕深一定、土壤狀況相同的情況下，該深松鏟的耕作阻力明顯小于同類產品，非常適合黑龍江地區使用。

（3）碎土耙片合理選用及布局，使表層土壤的碎土效果明顯增強，能夠達到待播要求。

（4）該機具是大馬力拖拉機理想配套機具之一，提高了大馬力拖拉機的利用率和工作范圍。

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