1BX—5折叠型动力旋转耙的设计

肖文东

（新疆新研牧神科技有限公司,新疆 乌鲁木齐 830013）

0 前言

我国北方大地块在作物收获后，土壤板结严重，年年不断的耕作压实，使土壤层20～30 cm处已形成坚硬的板结块，严重影响了耕作土壤的蓄水、保墒及营养结构性；据《超限运输车辆行驶公路管理规定》实施办法，运输车辆体宽度不得超过3.5 m；因此，为解决大片土地的整地作业，大大提高工作效率，并能极大满足乡间道路运输的通过性及安全性，1BX-5折叠型动力旋转耙的研发设计迫在眉睫。

动力旋转耙需一次完成碎土、镇压、平地等作业，且不会将地下深层湿润土壤翻至表层，保护土壤墒情的同时形成良好的种床，满足播种前整地质量，达到“细、碎、平、直、净、墒”的农艺要求[1～2]。耙刀设计是关键，其形状和材质是机具耐磨性及抗冲击性的保障，耙刀转速是碎土效果及效率决定因素，一般旋转耙刀工作转速在60.86～303.31 r/min[3]；旋转耙可通过对耙齿座间距、耙齿座密封结构及耙齿轴结构优化设计，大大提升机具作业效率及稳定性[4]；折叠结构已成熟应用于籽粒收获机割台设计中，大型旋转耙可通过自动折叠大大提高工作效率与道路运输便利性。

1 总体结构

图1 1BX-5折叠型动力旋转耙

1BX-5折叠型动力旋转耙主要由固定单元、折叠单元、传动系统、液压系统、安全单元等组成。悬挂架通过三点悬挂方式与拖拉机相挂接，安全卡通过销轴与其连接，之间连有安全卡油缸及安全卡复位弹簧，组成固定单元；左、右折叠单元通过旋转耙油缸及旋转销轴与悬挂架连接，包含左（右）转臂、左（右）耙齿箱组合，转臂含有安全销，耙齿箱下装有旋转耙刀，其后连接平土板、镇压辊。

主传动轴带安全离合器输入端连接拖拉机后输出轴，输出端连主传动箱，主传动箱两输出端通过副传动轴连接副传动箱，左右传动箱下各连有8组耙刀座，每个耙刀座装配两个耙刀；旋转耙油缸为双作用油缸，连于悬挂架与折叠转臂，通过接头体与安全卡油缸相通；旋转耙两侧设有护板，中部下端配有分土铲，其后端装有道路安全运输的反光板。

2 工作原理

（1）机手在驾驶室通过操作拖拉机液压控制系统，旋转耙油缸进油开始伸出动作，同时安全卡油缸伸开使安全卡处于打开，逐渐使旋转耙处于展开状态。由拖拉机输出转速及动力，通过主、副传动轴分别传递至主、副传动箱，带动立式转子箱体内16组耙刀旋转工作。拖拉机前行中，旋转耙刀既有前进速度同时又进行回转运动，撞击碎土，可达180 mm深度碎土作业；后经平土板使土块平整、均匀，再由带刮泥板的镇压辊进行土壤的上层镇压、破碎及整平地块作业；中部耙刀未触及的作业区域，可由分土铲进行分土碎土作业，两侧搂土板时土块内收，可作机具作业区域界定。

（2）土地作业后上路前，机手通过液压操作系统，控制旋转耙油缸回油，同时安全卡油缸缩回，在安全卡复位弹簧作用下，安全卡逐渐挂至安全销处，锁住旋转耙使其呈安全折叠状态，如图2旋转耙折叠后其宽度及高度均未超拖拉机，大大增加了道路运输的通过性。

图2 折叠后动力旋转耙

3 主要技术参数

展开参数（长×宽×高，mm）1 700×5 050×1 495

折叠参数（长×宽×高，mm）1 700×2 515×2 548

整机重量（kg）2 900

作业幅宽（mm）5 000

配套功率（kW/h） ≥150

作业速度（km/h） ≤10

纯小时生产率（hm2/h）5

作业深度（mm）30～180

动力输出轴转速（r/min）1 000

碎土率（%） ≥85

4 关键技术

（1）采用折叠型设计。把整体拆分为左右两个折叠单元，通过液压折叠方式精确控制两单元的展开和折叠；两液压油缸的相通连接方法很好的实现了整体的自动折叠/展开；安全卡复位弹簧、安全卡、安全卡油缸及安全销精巧的结构设计，使整体机构合理、易于实现自动折叠及展开，前后对比见图3。

图3 1BX-5动力旋转耙折叠前后对比

（2）每组耙刀安装的耙齿座都有自己固定位置，相邻两组耙刀之间呈一定角度安装。站在机具后向前看，从左到右每组耙刀按照1,2……依次编序，奇数组均呈顺时针旋转，偶数组呈逆时针旋转，相邻组呈向内输送碎土形式；它不仅有效避免相互间干涉的危险，同时最大化提高碎土率，实现保墒育苗的效果，其安装角度见图4。

图4 不同耙刀安装角度示意图

（3）压土辊采用了大直径滚筒，增加接地面积，同时减少下沉及转动阻力，大大减少了拖拉机所需动力。滚筒后装有刮刀片与压土辊齿牙相互交叉，轻易实现其表面清洁，确保了地块的平整度。

2014年完成了1BX—5折叠型动力旋转耙样机试制，并进行了实地试验。在前茬玉米作物粘土土壤试验田中，机具运转平稳，运转中传动系统无异常声响，作业速度为7.8 km/h，碎土率达92%，地表平整度标准差1 cm，作业深度120 mm，各项性能指标达到设计要求。