果园旋耕机总体设计文献综述

1、果园旋耕机摘 要：土壤耕作是果园种植业生产过程中的一个重要环节，对果园水果作物增产具有重要的作用。由于土壤耕作是一项能耗很大的作业，传统的土壤耕作机械，如犁、靶等都需要多次耕作，会对土壤造成破坏，不利于水土保持，能耗较大。旋耕机切土、碎土能力强，一次旋耕能够达到一般犁靶作业几次的碎土效果；耕后地表平整、松软、细碎，能够满足精耕细作的农艺要求。旋耕机的发展大幅提高了农业生产效率，且缩短工序间隔，有利于抗旱，减少拖拉机进地次数，减轻对土壤的压实，降低能源消耗和作业成本，减少机具投资，提高机具利用率。近年来，国内还田技术和免耕少耕技术的推广应用，使旋耕机得到了迅猛发展，已成为拖拉机的主要配套机具之一

2、。应用并推广自动化、智能化、高性能的农机装备是林果产业化的必然趋势。果园旋耕机能够直接满足果园旋耕作业的需求，提高生产效率降低劳动强度增加果树产量和果农收入，促进林果业的发展同时，旋耕机的应用有利于保护性耕作模式的推广。目前，针对果园旋耕机的产品结构、作业性能、可靠性及商品经济性等方面的研究有待进一步展开。关键词：果园、旋耕机、设计0 引言近年来，我国各地果树种植业发展迅猛，果农收入逐渐提高，果树园林业成为农民致富的又一重要途径。但是受我国果园规模特点和栽植方式的影响，目前果园管理作业几乎都要依靠人工来完成，不仅劳动强度大，效率低，还可能延误农时，影响果树生长，最终导致果树产量及果品质量下降。

3、此外，随着我国城镇化水平逐渐提高、果农年龄结构老化及劳动力不足等现象日益凸显，迫切需要安全可靠、灵活高效且适应性好的一机多用型新型果园机械。目前，我国果园机械化水平整体偏低，少有专门用于果树苗圃和果园的管理作业机具，难以满足作业要求，其主要原因是我国果树种类繁多，分布地域辽阔，除了平原地区，多数果园分布于山地丘陵地，地形复杂，作业环境比较恶劣。另外，部分果园种植规模较小，果农追求产量而培育多枝大冠树形或在行间套种其他作物，不利于果园地面管理，特别是在果树抽梢结果期，农机具很难进入园间。对于果树苗圃来说，育苗工作的主要任务是加强苗期管理，满足苗木生长所需的水肥条件，及时除草和防治病虫害。但是果树

4、苗圃一般种植密度较大，果树苗木株高较高，普通机械很难在满足作业要求的同时避免作业过程对果树苗木造成的刮擦碾压等机械损伤。这种损伤是不可修复的，轻者降低果树苗木品质，重者直接导致果树苗木的死亡。1 果园旋耕机设计的现状 我国对于旋耕机的研制始于20世纪50年代末，初期主要研制与手扶拖拉机配套的旋耕机，后来研制出与中型轮式拖拉机配套的旋耕机；70年代初完成了与当时国产的各类拖拉机配套的系列旋耕机的设计，并使之得到了推广应用；到80年代，与手扶拖拉机配套的旋耕机由专用型发展到兼用型，由与手扶拖拉机配套发展到与轮式及履带式拖拉机配套。旋耕机在我国的发展经历了单机研制，发展系列产品，新产品开发和换代3个

5、阶段，随着新的种植，耕作农艺的发展和推广，在旋耕机基础上还研制出了多种用途的联合复式作业机。 目前，我国果园机械化水平整体偏低，少有专门用于果树苗圃和果园的管理作业机具，难以满足作业要求，其主要原因是我国果树种类繁多，分布地域辽阔，除了平原地区，多数果园分布于山地丘陵地，地形复杂，作业环境比较恶劣。另外，部分果园种植规模较小，果农追求产量而培育多枝大冠树形或在行间套种其他作物，不利于果园地面管理，特别是在果树抽梢结果期，农机具很难进入园间。对于果树苗圃来说，育苗工作的主要任务是加强苗期管理，满足苗木生长所需的水肥条件，及时除草和防治病虫害。但是果树苗圃一般种植密度较大，果树苗木株高较高，普通机

6、械很难在满足作业要求的同时避免作业过程对果树苗木造成的刮擦碾压等机械损伤。这种损伤是不可修复的，轻者降低果树苗木品质，重者直接导致果树苗木的死亡。随着果树园林业的发展，果树栽培模式迎来了一次革命，由传统的乔砧密植型变革为新型的矮砧密植型，这就为果园机械化作业提供了发展条件。目前，我国及国外的果园旋耕机使用范围不断扩大，向宽幅、高速型旋耕机发展；向联合作业机组方向发展；向节能环保和可持续战略型发展；全幅深等新型旋耕机研发逐渐起步。国内的果园果树的行距一般在3m以内，另外受树枝的影响，果园旋耕机作业幅宽在2m以内，并且果树的树干就是旋耕机的障碍物；对两行果树之间的区域，采用人工手扶控制直线耕作；对

7、于两行两株果树之间的作业区域，3点后悬挂旋耕机无法进入作业，在该区域存在漏耕少耕的现象，需要微耕机进行二次补耕。目前果园使用的旋耕机以自走式微耕机和手扶拖拉机驱动的微耕机为主。自走式微耕机（图1）属于自推进耕耘机械，取消了驱动轮，由发动机驱动的旋转工作辊在耕作土壤的同时，受到土壤反作用力推动机具前进。工作时，发动机经变速机构传递动力个旋耕刀辊，转动的刀片切削、挤压、破碎土壤，同时在铣切过程中依靠土壤产生的反力推动机组前进。手扶拖拉机驱动的微耕机（图2），工作时，发动机动力传递到变速机构，再经过传动轴驱动旋耕部件作业。从结构上看，以上两种机型的微耕机都是由手扶拖拉机演变而来的。2 果园旋耕机类型

8、旋耕机目前在国内外有多种的分类方法，按刀轴的位置可分为横式（图一）、立式（图二）和斜置式，目前卧式旋耕机使用较为普遍。横式旋耕机：有较强的碎土能力，多用于开垦灌木地、沼泽地和草荒地的耕作。工作部件（见图）包括旋耕刀辊和按多头螺线均匀配置的若干把切土刀片，由拖拉机动力输出轴通过传动装置驱动，常用转速为190280转/分。刀辊的旋转方向通常与拖拉机轮子转动的方向一致。切土刀片由前向后切削土层，并将土块向后上方抛到罩壳和拖板上，使之进一步破碎。刀辊切土和抛土时，土壤对刀辊的反作用力有助于推动机组前进，因而卧式旋耕机作业时所需牵引力很小，有时甚至可以由刀辊推动机组前进。切土刀片可分为凿形刀、弯刀、直角

9、刀和弧形刀。凿形刀前端较窄，有较好的入土能力，能量消耗小,但易缠草,多用于杂草少的菜园和庭院。弯刀的弯曲刃口有滑切作用，易切断草根而不缠草，适于水稻田耕作。直角刀具有垂直和水平切刃，刀身较宽，刚性好，容易制造，但入土性能较差。弧形刀的强度大，刚性好,滑切作用好,通常用于重型旋耕机上。在与15千瓦以下拖拉机配套时，一般采用直接连接，不用万向节传动；与15千瓦以上拖拉机配套时，则采用三点悬挂式、万向节传动；重型旋耕机一般采用牵引式。耕深由拖板或限深轮控制和调节。拖板设在刀辊的后面，兼起碎土和平整作用；限深轮则设在刀辊的前方。刀辊最后一级传动装置的配置方式有侧边传动和中央传动两种。侧边传动多用于耕幅

10、较小的偏置式旋耕机。中央传动用于耕幅较大的旋耕机，机器的对称性好，整机受力均匀；但传动箱下面的一条地带由于切土刀片达不到而形成漏耕，需另设消除漏耕的装置。图2立式旋耕机图1横式旋耕机旋耕机传动形式有中间传动和侧边传动两种，中间传动系统由万向节传动轴和中间传动箱组成；侧边传动系统由万向节传动轴，中间传动箱和侧边传动箱组成，侧边传动又有齿轮传动和链轮传动两种，侧边传动箱采用链传动时，虽然加工要求较低，但其可靠性较差，使用寿命短，链条断后会增加维修费用。当采用中间传动时，传动箱的下部会造成漏耕，影响作业质量，为了解决这个问题，在传动箱下固定一个松土铲，即小型铧式犁，或者在传动箱的旁边装两把特殊的弯刀

11、。为了适应不同的土壤条件及拖拉机动力输出轴转速，有的旋耕机的传动箱配有速比不同的齿轮，得到不同的刀辊转速。旋耕机与拖拉机的挂接有3点悬挂，直接联接和牵引三种方式，我国目前采用前两种联接方式，3点悬挂式旋耕机的悬挂及升降与铧式犁相同，有拖拉机动力输出轴驱动，通过万向节传动轴，经传动箱减速后带动刀轴工作。直接联接式旋耕机主要用于与手扶拖拉机配套，一般是将手扶拖拉机的变速箱后盖取下来，然后将旋耕机减速箱和拖拉机变速箱用螺栓联接在一起，动力由拖拉机变速箱里的齿轮直接传给旋耕机的齿轮，以驱动旋耕机运转。卧式旋耕机刀辊的转向有正转和反转两种，目前使用较多的是正转旋耕机。正转时刀片强制切碎土块，并将土块向后抛掷，土块与机罩及拖板相撞后，进一步破碎，碎土充分，但功耗较大，在耕深增加时，影响耕深的稳定性。刀辊反转则有利于降低切土能耗和提高碎土效果，覆盖