旋耕机改进为旋耕起垄机的设计及制造

旋耕机改进

为

旋耕起垄机的设计及制

造

传统旋耕机的作用主要是用于田间的耕耘碎土，

它是在手扶拖拉机的配带下，通过刀轴及耙刀的旋

转运动把土壤打碎，从而达到耕深松土的目的，用

途较为单一。若在该机的设计上加以改进，添置适

当的配件，就可增加新的功能和用途，实现一机多用。本文主要论述配套于工农- 1 2 K 手扶拖拉机的旋耕机，改进为旋耕、起垄兼用型农机具( 以下将旋耕起垄机) 的可行性及其设计制造方法。

1 旋耕机与起垄机的共同点和差异

要把旋耕机改进为起垄机，应首先了解和分析

两机之间的相同及差异之处，从而确定二者合一的

可行性。

1.1 两机的共同点

旋耕机的基本结构是由链齿轮箱、传动轴、左

右支臂、链轮箱、罩壳组件、横梁、旋耕刀轴等部

份组成，其工作原理是：通过拖拉机的动力输出刀

轴带动锥齿轮箱，经传动轴将动力传递至链轮箱，

再经链条传动，驱使旋耕刀运转，旋耕刀片旋转直

接击碎泥土，从而起到旋耕松土的作用。起垄机的

基本结构和工作原理与旋耕机大致相同，亦具备以

上几大部件，工作原理也是通过上述部件将拖拉机

的动力传递至起垄刀轴，起垄刀片从两边螺旋排布，刀片旋转时将泥土推向中间形成垄畦，从而达到起

垄的目的。可以看出，旋耕机和起垄机的基本结构

和传动原理是一致的，故具备一机两用的可行性。

1.2 两机的差异

起垄机异于旋耕机之处，主要在于垄刀片的形

状不同于旋耕刀，其次是刀盒在刀轴上的焊接方位

及排列不同，再次是左右支臂、传动轴、罩壳组件、横梁、刀轴这些部件的长度不一样。旋耕刀的作用

是碎土，所以是弯驼刀形，起垄刀的作用是既碎土

又推土，故形成螺旋叶片状；旋耕机的刀盒是垂直

焊在刀轴上，而起垄机的刀盒与刀轴焊接时形成一

定倾角，而且分左、右两边排列成螺旋输送器的形状；另外，由于起垄机用于起垄整畦，需根据作物

种植要求，决定垄面宽度，所以左右支臂、罩壳、横梁、刀轴等部件的长度与旋耕机不同，且因垄宽不

同而各自有差别，因此可按系列制造，生产不同规

格的起垄机，以满足种植要求。虽然存在这些差异，

但基本不影响其碎土功能，所以它又具有旋耕机的

作用。若用户认为改型后的旋耕起垄机用于耕耘碎

土效果不佳，购机时配备1 根旋耕刀轴作为随机配

件，使用时只需将起垄刀轴拆卸下，装上耙刀轴，就

可作旋耕机使用。如此稍作改进，便能成为碎土，起

垄兼用型农机具。

2 旋耕起垄机的设计及制造方法

旋耕起垄机是旋耕机的变形产品，所以制造时

可借用旋耕机的大部分零部件，如锥齿轮箱总成、

链轮箱总成、左撑板、罩壳侧板等部件，不作任何

改动即可直接使用。传动轴、左右支臂焊合件、横

梁焊合件、罩壳焊合件这些部件只要改变其中一零

件的长度，就可用在旋耕起垄机上，其通用性和投

资的经济性，对批量生产极为有利。要制造旋耕起

垄机，主要是考虑刀片和刀轴的设计和制造。

2.1 起垄刀片的设计与制造

旋耕机中的耙刀在耕作中的主要作用是将土壤

打碎，所以其形状设计成镰刀形，刀体狭窄，刀尾

起垄刀片的制造以冷、热加工为主：先将材料

用冲模开料、冲孔，再加热弯曲成形，磨刃口后进

行热处理提高硬度。所需设备主要是：剪床、冲床、

压力机、热处理设备等；工艺过程为：开料→冲孔

→加热成形→磨刃→淬火→回火→清洗→喷漆。

2.2 起垄刀轴的设计与制造

起垄刀轴与旋耕刀轴在设计上的主要差别在

于：刀盒在转轴上的焊接角度和排列有异。旋耕机

耙刀轴上的刀盒焊接时其侧视方向与转轴的轴线成

90°，它在转轴上的排列为均匀分布。而起垄机的

刀盒焊接在转轴上时并非垂直，而是与轴线形成一

定偏角，如图2。偏角过大负荷过重，传动功率无法

满足，而且容易损坏零件；偏角过小所起的土垄高

度不够，不能满足种植要求。实践经验显示，以1 100mm 长度的刀轴为例，装12 把刀，中间4 把刀主要

作用是碎土，偏角不宜大，为了省力，偏角宜为7～..

8°，左、右两边各4 把刀除了碎土外，还须推土，

偏角应约20 °。刀盒在转轴上的排列须排成螺纹

状，最理想是排成双螺纹线，这样旋转起来较为平衡。并且左边6把刀排成右旋，右边6把刀排成左旋，两边就形成了2 个螺旋输送器的形式，耕作时刀片

既碎土又将泥土推向中间形成土垄。由于起垄机作

业时要比旋耕机的工作负荷大，所以设计刀盒时须

取用较厚的钢板，刀轴直径也要比旋耕刀轴粗。据

试验结果可知，起垄刀盒宜用12mm厚的Q235-A

钢板，刀轴宜用直径φ60 ×6mm 的无缝钢管。

起垄刀轴是一个由多零件组成的焊合件，所以

其加工过程是先分别生产各零件，然后焊合成组件：先把左、右轴头粗加工后与轴管焊合，再焊上加工

好的刀盒，因焊接后会产生变形，故此最后才进行

精加工。所需设备主要是：锯床、车床、铣床、钻床、电弧焊机、锻造设备、热处理设备等。工艺过

程为：轴头开料→锻打→粗车→调质→与轴管焊合

→焊刀盒→精车→铣花键→高频淬火→精磨轴承位

和油封位。

2.3 修垄板的设计与制造

为了使起垄后土垄的形状更为符合种植要求，

还可在起垄机后面安装一块修垄板，该板的作用是

把尖尖的垄顶刮平，并将垄沟底的碎土拨净。修垄

板可用5 mm厚度的钢板制造，形状为一块矩形板，

中部下方开一梯形缺口，如图3。修垄板及其缺口的

大小由刀轴长度决定，以1 100 mm长度的刀轴为例，修垄板长度为1 160 mm，高度为300 mm，缺口的

上底边长为650 mm，下底边长为750 mm，高度为

230 mm。它可设计成固定式或浮动式：固定式修垄

板是用螺栓把它固定安装在罩壳尾部原档泥胶板位

置上，浮动式则须在两边焊接吊耳，用销轴或螺栓

将其吊装在罩壳尾部两侧。这两种形式各有长处：固定式修垄板能把沟底的碎土刮得较为干净，但遇到

硬物时容易造成修垄板变形损坏：浮动式修垄板则

克服此问题，当遇到硬物时，它便往上浮起，避免

遭到损坏。两种形式可根据需要而定。

修垄板的制造主要是以焊合为主，所需设备主