果園旋耕機(jī)總體設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述

1、果園旋耕機(jī)摘 要：土壤耕作是果園種植業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)果園水果作物增產(chǎn)具有重要的作用。由于土壤耕作是一項(xiàng)能耗很大的作業(yè)，傳統(tǒng)的土壤耕作機(jī)械，如犁、靶等都需要多次耕作，會(huì)對(duì)土壤造成破壞，不利于水土保持，能耗較大。旋耕機(jī)切土、碎土能力強(qiáng)，一次旋耕能夠達(dá)到一般犁靶作業(yè)幾次的碎土效果；耕后地表平整、松軟、細(xì)碎，能夠滿足精耕細(xì)作的農(nóng)藝要求。旋耕機(jī)的發(fā)展大幅提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，且縮短工序間隔，有利于抗旱，減少拖拉機(jī)進(jìn)地次數(shù)，減輕對(duì)土壤的壓實(shí)，降低能源消耗和作業(yè)成本，減少機(jī)具投資，提高機(jī)具利用率。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)還田技術(shù)和免耕少耕技術(shù)的推廣應(yīng)用，使旋耕機(jī)得到了迅猛發(fā)展，已成為拖拉機(jī)的主要配套機(jī)具之一

2、。應(yīng)用并推廣自動(dòng)化、智能化、高性能的農(nóng)機(jī)裝備是林果產(chǎn)業(yè)化的必然趨勢(shì)。果園旋耕機(jī)能夠直接滿足果園旋耕作業(yè)的需求，提高生產(chǎn)效率降低勞動(dòng)強(qiáng)度增加果樹(shù)產(chǎn)量和果農(nóng)收入，促進(jìn)林果業(yè)的發(fā)展同時(shí)，旋耕機(jī)的應(yīng)用有利于保護(hù)性耕作模式的推廣。目前，針對(duì)果園旋耕機(jī)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、作業(yè)性能、可靠性及商品經(jīng)濟(jì)性等方面的研究有待進(jìn)一步展開(kāi)。關(guān)鍵詞：果園、旋耕機(jī)、設(shè)計(jì)0 引言近年來(lái)，我國(guó)各地果樹(shù)種植業(yè)發(fā)展迅猛，果農(nóng)收入逐漸提高，果樹(shù)園林業(yè)成為農(nóng)民致富的又一重要途徑。但是受我國(guó)果園規(guī)模特點(diǎn)和栽植方式的影響，目前果園管理作業(yè)幾乎都要依靠人工來(lái)完成，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，還可能延誤農(nóng)時(shí)，影響果樹(shù)生長(zhǎng)，最終導(dǎo)致果樹(shù)產(chǎn)量及果品質(zhì)量下降。

3、此外，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化水平逐漸提高、果農(nóng)年齡結(jié)構(gòu)老化及勞動(dòng)力不足等現(xiàn)象日益凸顯，迫切需要安全可靠、靈活高效且適應(yīng)性好的一機(jī)多用型新型果園機(jī)械。目前，我國(guó)果園機(jī)械化水平整體偏低，少有專(zhuān)門(mén)用于果樹(shù)苗圃和果園的管理作業(yè)機(jī)具，難以滿足作業(yè)要求，其主要原因是我國(guó)果樹(shù)種類(lèi)繁多，分布地域遼闊，除了平原地區(qū)，多數(shù)果園分布于山地丘陵地，地形復(fù)雜，作業(yè)環(huán)境比較惡劣。另外，部分果園種植規(guī)模較小，果農(nóng)追求產(chǎn)量而培育多枝大冠樹(shù)形或在行間套種其他作物，不利于果園地面管理，特別是在果樹(shù)抽梢結(jié)果期，農(nóng)機(jī)具很難進(jìn)入園間。對(duì)于果樹(shù)苗圃來(lái)說(shuō)，育苗工作的主要任務(wù)是加強(qiáng)苗期管理，滿足苗木生長(zhǎng)所需的水肥條件，及時(shí)除草和防治病蟲(chóng)害。但是果樹(shù)

4、苗圃一般種植密度較大，果樹(shù)苗木株高較高，普通機(jī)械很難在滿足作業(yè)要求的同時(shí)避免作業(yè)過(guò)程對(duì)果樹(shù)苗木造成的刮擦碾壓等機(jī)械損傷。這種損傷是不可修復(fù)的，輕者降低果樹(shù)苗木品質(zhì)，重者直接導(dǎo)致果樹(shù)苗木的死亡。1 果園旋耕機(jī)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀 我國(guó)對(duì)于旋耕機(jī)的研制始于20世紀(jì)50年代末，初期主要研制與手扶拖拉機(jī)配套的旋耕機(jī)，后來(lái)研制出與中型輪式拖拉機(jī)配套的旋耕機(jī)；70年代初完成了與當(dāng)時(shí)國(guó)產(chǎn)的各類(lèi)拖拉機(jī)配套的系列旋耕機(jī)的設(shè)計(jì)，并使之得到了推廣應(yīng)用；到80年代，與手扶拖拉機(jī)配套的旋耕機(jī)由專(zhuān)用型發(fā)展到兼用型，由與手扶拖拉機(jī)配套發(fā)展到與輪式及履帶式拖拉機(jī)配套。旋耕機(jī)在我國(guó)的發(fā)展經(jīng)歷了單機(jī)研制，發(fā)展系列產(chǎn)品，新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和換代3個(gè)

5、階段，隨著新的種植，耕作農(nóng)藝的發(fā)展和推廣，在旋耕機(jī)基礎(chǔ)上還研制出了多種用途的聯(lián)合復(fù)式作業(yè)機(jī)。 目前，我國(guó)果園機(jī)械化水平整體偏低，少有專(zhuān)門(mén)用于果樹(shù)苗圃和果園的管理作業(yè)機(jī)具，難以滿足作業(yè)要求，其主要原因是我國(guó)果樹(shù)種類(lèi)繁多，分布地域遼闊，除了平原地區(qū)，多數(shù)果園分布于山地丘陵地，地形復(fù)雜，作業(yè)環(huán)境比較惡劣。另外，部分果園種植規(guī)模較小，果農(nóng)追求產(chǎn)量而培育多枝大冠樹(shù)形或在行間套種其他作物，不利于果園地面管理，特別是在果樹(shù)抽梢結(jié)果期，農(nóng)機(jī)具很難進(jìn)入園間。對(duì)于果樹(shù)苗圃來(lái)說(shuō)，育苗工作的主要任務(wù)是加強(qiáng)苗期管理，滿足苗木生長(zhǎng)所需的水肥條件，及時(shí)除草和防治病蟲(chóng)害。但是果樹(shù)苗圃一般種植密度較大，果樹(shù)苗木株高較高，普通機(jī)

6、械很難在滿足作業(yè)要求的同時(shí)避免作業(yè)過(guò)程對(duì)果樹(shù)苗木造成的刮擦碾壓等機(jī)械損傷。這種損傷是不可修復(fù)的，輕者降低果樹(shù)苗木品質(zhì)，重者直接導(dǎo)致果樹(shù)苗木的死亡。隨著果樹(shù)園林業(yè)的發(fā)展，果樹(shù)栽培模式迎來(lái)了一次革命，由傳統(tǒng)的喬砧密植型變革為新型的矮砧密植型，這就為果園機(jī)械化作業(yè)提供了發(fā)展條件。目前，我國(guó)及國(guó)外的果園旋耕機(jī)使用范圍不斷擴(kuò)大，向?qū)挿?、高速型旋耕機(jī)發(fā)展；向聯(lián)合作業(yè)機(jī)組方向發(fā)展；向節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)戰(zhàn)略型發(fā)展；全幅深等新型旋耕機(jī)研發(fā)逐漸起步。國(guó)內(nèi)的果園果樹(shù)的行距一般在3m以?xún)?nèi)，另外受樹(shù)枝的影響，果園旋耕機(jī)作業(yè)幅寬在2m以?xún)?nèi)，并且果樹(shù)的樹(shù)干就是旋耕機(jī)的障礙物；對(duì)兩行果樹(shù)之間的區(qū)域，采用人工手扶控制直線耕作；對(duì)

7、于兩行兩株果樹(shù)之間的作業(yè)區(qū)域，3點(diǎn)后懸掛旋耕機(jī)無(wú)法進(jìn)入作業(yè)，在該區(qū)域存在漏耕少耕的現(xiàn)象，需要微耕機(jī)進(jìn)行二次補(bǔ)耕。目前果園使用的旋耕機(jī)以自走式微耕機(jī)和手扶拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)的微耕機(jī)為主。自走式微耕機(jī)（圖1）屬于自推進(jìn)耕耘機(jī)械，取消了驅(qū)動(dòng)輪，由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)工作輥在耕作土壤的同時(shí)，受到土壤反作用力推動(dòng)機(jī)具前進(jìn)。工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)變速機(jī)構(gòu)傳遞動(dòng)力個(gè)旋耕刀輥，轉(zhuǎn)動(dòng)的刀片切削、擠壓、破碎土壤，同時(shí)在銑切過(guò)程中依靠土壤產(chǎn)生的反力推動(dòng)機(jī)組前進(jìn)。手扶拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)的微耕機(jī)（圖2），工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞到變速機(jī)構(gòu)，再經(jīng)過(guò)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)旋耕部件作業(yè)。從結(jié)構(gòu)上看，以上兩種機(jī)型的微耕機(jī)都是由手扶拖拉機(jī)演變而來(lái)的。2 果園旋耕機(jī)類(lèi)型

8、旋耕機(jī)目前在國(guó)內(nèi)外有多種的分類(lèi)方法，按刀軸的位置可分為橫式（圖一）、立式（圖二）和斜置式，目前臥式旋耕機(jī)使用較為普遍。橫式旋耕機(jī)：有較強(qiáng)的碎土能力，多用于開(kāi)墾灌木地、沼澤地和草荒地的耕作。工作部件（見(jiàn)圖）包括旋耕刀輥和按多頭螺線均勻配置的若干把切土刀片，由拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸通過(guò)傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，常用轉(zhuǎn)速為190280轉(zhuǎn)/分。刀輥的旋轉(zhuǎn)方向通常與拖拉機(jī)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向一致。切土刀片由前向后切削土層，并將土塊向后上方拋到罩殼和拖板上，使之進(jìn)一步破碎。刀輥切土和拋土?xí)r，土壤對(duì)刀輥的反作用力有助于推動(dòng)機(jī)組前進(jìn)，因而臥式旋耕機(jī)作業(yè)時(shí)所需牽引力很小，有時(shí)甚至可以由刀輥推動(dòng)機(jī)組前進(jìn)。切土刀片可分為鑿形刀、彎刀、直角

9、刀和弧形刀。鑿形刀前端較窄，有較好的入土能力，能量消耗小,但易纏草,多用于雜草少的菜園和庭院。彎刀的彎曲刃口有滑切作用，易切斷草根而不纏草，適于水稻田耕作。直角刀具有垂直和水平切刃，刀身較寬，剛性好，容易制造，但入土性能較差?；⌒蔚兜膹?qiáng)度大，剛性好,滑切作用好,通常用于重型旋耕機(jī)上。在與15千瓦以下拖拉機(jī)配套時(shí)，一般采用直接連接，不用萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)；與15千瓦以上拖拉機(jī)配套時(shí)，則采用三點(diǎn)懸掛式、萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)；重型旋耕機(jī)一般采用牽引式。耕深由拖板或限深輪控制和調(diào)節(jié)。拖板設(shè)在刀輥的后面，兼起碎土和平整作用；限深輪則設(shè)在刀輥的前方。刀輥?zhàn)詈笠患?jí)傳動(dòng)裝置的配置方式有側(cè)邊傳動(dòng)和中央傳動(dòng)兩種。側(cè)邊傳動(dòng)多用于耕幅

10、較小的偏置式旋耕機(jī)。中央傳動(dòng)用于耕幅較大的旋耕機(jī)，機(jī)器的對(duì)稱(chēng)性好，整機(jī)受力均勻；但傳動(dòng)箱下面的一條地帶由于切土刀片達(dá)不到而形成漏耕，需另設(shè)消除漏耕的裝置。圖2立式旋耕機(jī)圖1橫式旋耕機(jī)旋耕機(jī)傳動(dòng)形式有中間傳動(dòng)和側(cè)邊傳動(dòng)兩種，中間傳動(dòng)系統(tǒng)由萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸和中間傳動(dòng)箱組成；側(cè)邊傳動(dòng)系統(tǒng)由萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸，中間傳動(dòng)箱和側(cè)邊傳動(dòng)箱組成，側(cè)邊傳動(dòng)又有齒輪傳動(dòng)和鏈輪傳動(dòng)兩種，側(cè)邊傳動(dòng)箱采用鏈傳動(dòng)時(shí)，雖然加工要求較低，但其可靠性較差，使用壽命短，鏈條斷后會(huì)增加維修費(fèi)用。當(dāng)采用中間傳動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)箱的下部會(huì)造成漏耕，影響作業(yè)質(zhì)量，為了解決這個(gè)問(wèn)題，在傳動(dòng)箱下固定一個(gè)松土鏟，即小型鏵式犁，或者在傳動(dòng)箱的旁邊裝兩把特殊的彎刀

11、。為了適應(yīng)不同的土壤條件及拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速，有的旋耕機(jī)的傳動(dòng)箱配有速比不同的齒輪，得到不同的刀輥轉(zhuǎn)速。旋耕機(jī)與拖拉機(jī)的掛接有3點(diǎn)懸掛，直接聯(lián)接和牽引三種方式，我國(guó)目前采用前兩種聯(lián)接方式，3點(diǎn)懸掛式旋耕機(jī)的懸掛及升降與鏵式犁相同，有拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸驅(qū)動(dòng)，通過(guò)萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸，經(jīng)傳動(dòng)箱減速后帶動(dòng)刀軸工作。直接聯(lián)接式旋耕機(jī)主要用于與手扶拖拉機(jī)配套，一般是將手扶拖拉機(jī)的變速箱后蓋取下來(lái)，然后將旋耕機(jī)減速箱和拖拉機(jī)變速箱用螺栓聯(lián)接在一起，動(dòng)力由拖拉機(jī)變速箱里的齒輪直接傳給旋耕機(jī)的齒輪，以驅(qū)動(dòng)旋耕機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。臥式旋耕機(jī)刀輥的轉(zhuǎn)向有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩種，目前使用較多的是正轉(zhuǎn)旋耕機(jī)。正轉(zhuǎn)時(shí)刀片強(qiáng)制切碎土塊，并將土塊向后拋擲，土塊與機(jī)罩及拖板相撞后，進(jìn)一步破碎，碎土充分，但功耗較大，在耕深增加時(shí)，影響耕深的穩(wěn)定性。刀輥反轉(zhuǎn)則有利于降低切土能耗和提高碎土效果，覆蓋