拖拉機(jī)PTO軸和農(nóng)機(jī)具匹配的應(yīng)用分析

魏江波 ，王 巖 ，張傳龍 ，蔣亞波 ，管 磊

（第一拖拉機(jī)股份有限公司大拖公司，河南 洛陽(yáng) 471003）

PTO軸是拖拉機(jī)上輸出部分動(dòng)力用以驅(qū)動(dòng)配套農(nóng)機(jī)具工作機(jī)構(gòu)的裝置，用來(lái)驅(qū)動(dòng)配套農(nóng)機(jī)作業(yè)。利用動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)農(nóng)機(jī)具作業(yè)是拖拉機(jī)上應(yīng)用最廣泛的作業(yè)形式之一，但PTO軸也是拖拉機(jī)故障率最高部位，常常出現(xiàn)PTO軸和農(nóng)機(jī)具匹配不合理導(dǎo)致的作業(yè)效率低、作業(yè)效果差、不入土、拉不到、動(dòng)力輸出軸斷裂等一系列故障，影響農(nóng)機(jī)的作業(yè)效率。

1 動(dòng)力輸出主要結(jié)構(gòu)及操縱說(shuō)明

以東方紅拖拉機(jī)為例，目前東方紅拖拉機(jī)PTO有機(jī)械式和濕式兩種，轉(zhuǎn)速有540 r/min、650 r/min、720 r/min、1 000 r/min四種[1]。機(jī)械式及濕式結(jié)構(gòu)分別如圖1、圖2所示。

圖1 機(jī)械式PTO結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 濕式PTO結(jié)構(gòu)示意圖

動(dòng)力輸出軸[2]的工作相對(duì)于拖拉機(jī)的移動(dòng)是完全獨(dú)立的。因此，當(dāng)踩下主離合器踏板拖拉機(jī)停止前進(jìn)時(shí)，動(dòng)力輸出軸仍可以繼續(xù)工作。拉起動(dòng)力輸出軸離合器操縱手柄B，動(dòng)力輸出軸停止工作，而拖拉機(jī)仍然前進(jìn)，離合器操縱手柄如圖3所示。

圖3 離合器操縱手柄

將離合器操縱手柄B向上拉，動(dòng)力輸出軸離合器分離。按操縱手柄B頭部的白色按鈕，將離合器操縱手柄B向下放到水平位置，使動(dòng)力輸出離合器結(jié)合。

拉起動(dòng)力輸出離合器操縱手柄B，操縱換擋手柄A可實(shí)現(xiàn)空擋及轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換，共有三個(gè)擋位，中間為空擋，向上或向下可分別獲得不同的動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)速[3]，換擋手柄如圖4所示。獲得所需擋位后，緩慢地將離合器操縱手柄B向下放到水平位置，可使動(dòng)力輸出軸平順結(jié)合。動(dòng)力輸出軸的旋轉(zhuǎn)方向從拖拉機(jī)后面看動(dòng)力輸出花鍵端的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颉?/p>

圖4 換擋手柄

動(dòng)力輸出軸與農(nóng)具連接前[4]，先分離動(dòng)力輸出離合器并將換擋手柄A退回到空擋位置或使拖拉機(jī)熄火，并且要檢查驅(qū)動(dòng)農(nóng)機(jī)具的萬(wàn)向傳動(dòng)軸上的安全離合器的有效性，即在過(guò)載情況下，安全離合器應(yīng)打滑。不連接農(nóng)具時(shí)，換擋手柄A應(yīng)處于空擋，并用防護(hù)套將動(dòng)力輸出軸的軸頭罩住。

2 旋耕機(jī)的配套分析及解決方案

2.1 東方紅旋耕機(jī)介紹

東方紅旋耕機(jī)品種較多，分別有低箱、中箱、高箱、中高箱、大高箱等品種，可匹配60～200馬力段拖拉機(jī)，通常根據(jù)拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸高度來(lái)匹配不同的旋耕機(jī)，即低箱＜60 cm、60 cm＜中高箱＜65 cm、高箱＞65 cm，具體的產(chǎn)品明細(xì)如表1所示。

表1 東方紅旋耕機(jī)產(chǎn)品明細(xì)

2.2 旋耕機(jī)主要結(jié)構(gòu)

旋耕機(jī)[5]由齒輪箱總成、懸掛機(jī)架總成、刀軸總成、萬(wàn)向節(jié)總成、罩板焊合件、拖板等幾部分組成。旋耕機(jī)實(shí)物圖如圖5所示。

圖5 旋耕機(jī)實(shí)物圖

2.3 刀軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算

以Z/G/GG為例，齒數(shù)比為14∶26時(shí)，刀軸轉(zhuǎn)速為：

以ZG為例，齒數(shù)比為14∶26時(shí)，刀軸轉(zhuǎn)速為：

通過(guò)用拖拉機(jī)動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)速乘以旋耕機(jī)齒數(shù)比，得出相應(yīng)的刀軸轉(zhuǎn)速，結(jié)合作業(yè)工況及土壤比阻，通常刀軸轉(zhuǎn)速選用220 r/min～300 r/min，例如，旋耕時(shí)，刀軸轉(zhuǎn)速要選用230 r/min左右；碎土?xí)r，刀軸轉(zhuǎn)速選用300 r/min左右；沙土地阻力小，可選擇刀軸轉(zhuǎn)速快一點(diǎn)的旋耕機(jī)；黏土阻力大，可選擇刀軸轉(zhuǎn)速慢一點(diǎn)的旋耕機(jī)。

2.4 旋耕機(jī)的工作原理

旋耕機(jī)使用拖拉機(jī)輸出的動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)旋耕機(jī)刀片切削和翻動(dòng)土地，并將切下的土塊向后拋向擋泥板，使土塊進(jìn)一步破碎，然后通過(guò)托板的重力將地面刮平整，旋耕機(jī)的翻耕作業(yè)，既能實(shí)現(xiàn)碎土效果，又能翻動(dòng)土壤和混合土壤，有利于旱地播種及水田插秧等作業(yè)。旋耕機(jī)工作示意圖如圖6所示。

圖6 旋耕機(jī)工作示意圖

2.5 旋耕機(jī)的常見(jiàn)配套問(wèn)題

在拖拉機(jī)和旋耕機(jī)配套時(shí)[6]，拖拉機(jī)的動(dòng)力輸出軸和萬(wàn)向傳動(dòng)軸之間有一定的角度要求，一般為小于15°的夾角，機(jī)具配套示意圖如圖7所示。機(jī)具配套造成角度過(guò)大的原因，主要有拖拉機(jī)輪胎型號(hào)過(guò)大、旋耕機(jī)高低箱不匹配、農(nóng)具高度不匹配等。即使農(nóng)機(jī)具配套合理，在拖拉機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)若農(nóng)機(jī)手不提起旋耕機(jī)，也會(huì)造成夾角過(guò)大，導(dǎo)致動(dòng)力輸出軸斷裂。

圖7 機(jī)具配套示意圖

選配旋耕機(jī)時(shí)要仔細(xì)察看旋耕機(jī)銘牌上的有關(guān)參數(shù)，根據(jù)拖拉機(jī)動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)速選配合適的傘齒輪速比的旋耕機(jī)及合適長(zhǎng)度的萬(wàn)向軸。安裝旋耕機(jī)時(shí)必須按說(shuō)明書(shū)指示正確安裝刀片，刀片的安裝不當(dāng)會(huì)造成機(jī)組不能正常工作。可通過(guò)以下方法來(lái)解決配套問(wèn)題及常見(jiàn)故障。

1）旋耕機(jī)轉(zhuǎn)速選裝方法。拖拉機(jī)動(dòng)力要根據(jù)說(shuō)明書(shū)指導(dǎo)選配，動(dòng)力太大，耕作效果差；動(dòng)力太小，損傷主機(jī)。旋耕深度越深，轉(zhuǎn)速越低；拖拉機(jī)行走速度越高，轉(zhuǎn)速越高[7]。通常選用刀軸轉(zhuǎn)速為220 r/min～300 r/min的旋耕機(jī)，只有拖拉機(jī)的前進(jìn)速度和機(jī)具刀軸轉(zhuǎn)速相匹配時(shí)，才能獲得較好的作業(yè)效果[8]。而旋耕機(jī)刀軸轉(zhuǎn)速還要根據(jù)當(dāng)?shù)氐耐寥狼闆r進(jìn)行選擇，不能為了提高作業(yè)效率，加快機(jī)組前進(jìn)速度和機(jī)具刀軸轉(zhuǎn)速，這樣不但得不到好的作業(yè)效果，實(shí)際工作速度會(huì)更低，還會(huì)損壞機(jī)組零件。

2）旋耕機(jī)的掛接方法。萬(wàn)向節(jié)總成長(zhǎng)度應(yīng)與拖拉機(jī)匹配[9]，傳動(dòng)軸中間方軸和方軸套節(jié)叉的開(kāi)口必須在同一平面內(nèi)，傳動(dòng)軸和方軸套應(yīng)保證旋耕機(jī)在最高位置時(shí)不能頂死，工作狀態(tài)時(shí)的接合長(zhǎng)度不小于15 cm，旋耕機(jī)掛接方式如圖8所示。

圖8 旋耕機(jī)掛接方式

3）旋耕機(jī)的調(diào)整方法。旋耕機(jī)左右水平的調(diào)整：將旋耕機(jī)降低至刀尖接近地面，觀看左右刀尖離地高度是否一致，若不一致則應(yīng)調(diào)整拖拉機(jī)左右提升桿，使左右刀尖離地高度一致，以保證左右耕深一致。旋耕機(jī)前后水平的調(diào)整：將旋耕機(jī)降至要求耕深時(shí)，觀看旋耕機(jī)動(dòng)力輸入軸與傳動(dòng)軸是否接近水平，若夾角過(guò)大（＞15°），則應(yīng)伸長(zhǎng)（或縮短）拖拉機(jī)上拉桿的長(zhǎng)度，使傳動(dòng)軸處于有利的工作狀態(tài)。

2.6 旋耕機(jī)作業(yè)過(guò)程中應(yīng)注意事項(xiàng)

機(jī)手在旋耕作業(yè)時(shí)應(yīng)按照如下操作程序操作：旋耕機(jī)升起狀態(tài)下，結(jié)合動(dòng)力輸出軸，變速箱掛上合適的擋位，柔和地松開(kāi)離合器踏板，同時(shí)加大油門(mén)，緩緩降下旋耕機(jī)，直到耕深合適為止。田間作業(yè)時(shí)必須用手油門(mén)控制發(fā)動(dòng)機(jī)，使拖拉機(jī)獲得平穩(wěn)、均衡的動(dòng)力。地頭轉(zhuǎn)彎時(shí)，必須將旋耕機(jī)提起，禁止在耕作時(shí)轉(zhuǎn)彎和調(diào)頭，否則將導(dǎo)致旋耕機(jī)和拖拉機(jī)懸掛部件的損壞。提升太高或萬(wàn)向軸夾角太大時(shí)，易造成動(dòng)力輸出軸折斷。作業(yè)轉(zhuǎn)彎提升時(shí)萬(wàn)向軸與動(dòng)力輸出軸的夾角盡量控制在15°以內(nèi)。

3 打捆機(jī)的配套分析及注意事項(xiàng)

近年來(lái)，國(guó)家提出大力發(fā)展草食畜牧業(yè)，各地加大了秸稈作業(yè)相關(guān)產(chǎn)品的補(bǔ)貼力度，以往的秸稈還田逐步演化成秸稈回收，由此衍生出來(lái)大量的秸稈打捆機(jī)，市場(chǎng)上主要的打捆機(jī)分為方捆及圓捆兩種類(lèi)型。圓草捆打捆機(jī)如圖9所示。

圖9 圓草捆打捆機(jī)

3.1 打捆機(jī)的作業(yè)形式

正常打捆作業(yè)工序：拖拉機(jī)掛接→撿拾→強(qiáng)制喂入→壓實(shí)→輥筒卷壓→布網(wǎng)→放捆。入料階段拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速為1 800 r/min～2 000 r/min，車(chē)速在7 km/h左右，動(dòng)力輸出常轉(zhuǎn)；當(dāng)聽(tīng)到打捆機(jī)滿倉(cāng)報(bào)警后，拖拉機(jī)踩下離合，掛空擋，停止前進(jìn)，等待自動(dòng)纏網(wǎng)，整改過(guò)程仍需保持動(dòng)力輸出，物料成捆并完成布網(wǎng)后，拉起液壓輸出，切網(wǎng)并打開(kāi)打捆機(jī)倉(cāng)門(mén)放出草捆[10]。如果入料發(fā)生堵塞，需要切斷動(dòng)力輸出，打開(kāi)打捆機(jī)底板，掏出堵塞草料，然后重啟動(dòng)力輸出。拖拉機(jī)打捆作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)如圖10所示。

圖10 拖拉機(jī)打捆作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)

3.2 打捆機(jī)配套使用方法

在打捆作業(yè)前，打捆機(jī)需與拖拉機(jī)完成如下配套動(dòng)作：1）拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸與打捆機(jī)掛接；2）操縱動(dòng)力輸出離合器接合；3）踩主離合器踏板，掛前進(jìn)擋及主副變速擋桿，啟動(dòng)打捆機(jī)；4）踩離合器踏板，掛空擋停車(chē)，扳動(dòng)液壓輸出手柄卸捆；5）踩下離合器踏板，掛擋行走，重復(fù)作業(yè)。

3.3 打捆機(jī)使用注意事項(xiàng)

因打捆作業(yè)時(shí)，只需要通過(guò)打捆機(jī)把地上已準(zhǔn)備好的草垛拾起，整機(jī)牽引負(fù)荷較小，主要負(fù)荷在動(dòng)力輸出及其副離合器機(jī)構(gòu)。同時(shí)，因常規(guī)作業(yè)時(shí)，動(dòng)力輸出常轉(zhuǎn)，不需操縱副離合器軟軸切斷輸出，故離合器副片處于常壓緊接觸狀態(tài)。整個(gè)作業(yè)過(guò)程中，負(fù)荷最大的時(shí)候?yàn)槲谷氩萘系淖詈箅A段，如果拖拉機(jī)未及時(shí)停車(chē)或喂入草料不均勻，造成喂入量過(guò)大，會(huì)造成堵塞，甚至導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)被憋熄火，從而導(dǎo)致副離合器片磨損、燒損等問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

拖拉機(jī)與農(nóng)機(jī)具相輔相成，服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展及耕作方法的改進(jìn)，越來(lái)越多的新型農(nóng)機(jī)具會(huì)不斷涌現(xiàn)，會(huì)給用戶帶來(lái)各種各樣的問(wèn)題。這就需要拖拉機(jī)及農(nóng)機(jī)具廠家更適應(yīng)市場(chǎng)需要，更貼近農(nóng)戶需求，科學(xué)分析問(wèn)題、合理配套，最大限度為作業(yè)機(jī)手服務(wù)，培訓(xùn)到位，提供有力的技術(shù)支撐，為廣大農(nóng)民創(chuàng)造最大的價(jià)值。