旋耕机

旋耕机又称“旋耕机”，是一种以动力驱动，以旋转的刀片为工作部件对土壤进行加工的农田机械。旋耕机可与拖拉机配套完成耕、耙等作业，并能将埋在地表以下的残茬切碎，具有破犁底层、恢复土壤耕作层结构、提高土壤蓄水保墒能力的作用。19世纪中期，美国出现了由3 ~ 4 kW内燃机驱动的旋耕机械，主要用作小型花园耕作机械。20世纪初，日本从欧洲引进旋耕机后，开发出适应水田耕作要求的弯刀，成为推动旋耕机在日本迅速发展的关键因素。20世纪40年代以后，美国旋耕机械逐渐向智能化和通用化方向发展。20世纪50年代中期，中国开始引进、试验和开发手扶拖拉机和旋耕机。20世纪50年代末，研制出与中型轮式拖拉机配套的立式旋耕机。20世纪60年代初，手扶拖拉机开始批量生产，旋耕机也随之发展起来。经过多年的发展，耕耘机已成为我国主要的机具之一。

旋耕机根据刀轴的位置可分为三种类型，即水平轴旋耕机、垂直轴旋耕机和斜轴旋耕机。尽管旋耕机的类型不同，但其结构一般由传动部件、机架、刀片、刀轴、土壤平整托盘、泥浆护罩和限深装置组成。

旋耕机通常由拖拉机驱动。旋耕机工作时，刀片由拖拉机动力轴驱动旋转运动，另一方面，刀片以恒定速度沿直线随机前进。在切土的过程中，刀片首先切断土壤，然后向后抛。土壤与外壳和托盘碰撞并被粉碎，然后落回地面。随着装置不断向前移动，刀片不断松土。

旋耕机的结构一般由传动部分、机架、刀片、刀轴和辅助部分组成。

传输部分：旋耕机的传动部分主要由万向节传动轴、中间齿轮箱和侧传动箱组成。它的动力从拖拉机输出轴通过万向节传动轴传递到中间齿轮箱，再通过侧传动箱传递到刀轴上，带动刀轴转动。其中，比较重要的是万向节轴，它是将拖拉机动力传递给旋耕机的传动部件。它能很好地适应旋耕机升降和左右摆动的变化。

设计：机架是旋耕机的骨架，由左右主梁、中间齿轮箱、侧传动箱和侧板等组成。主梁中部前方安装有悬挂架，下方安装有刀轴，后面安装有车罩和拖板。

叶片：旋耕刀是旋耕机的主要工作部件。刀片有多种形式，如錾刀、弯刀和直角刀。它主要通过螺栓固定在刀座上，刀座呈直线排列。煤与刀轴相连并随之旋转，起到切割、破碎和翻动土壤的作用。旋耕机系列形成后，刀片已制成通用零件，各种型号都采用统一尺寸的刀片和统一的安装固定方法。

刀轴：旋耕机的刀轴主要由无缝钢管制成，其两端焊接有轴头，用于连接左臂和右臂。刀座或刀头焊接在刀轴上，刀座以螺旋线排列焊接在刀轴上用于安装刀片，刀头上沿圆周设有等间距的孔。根据农业技术要求安装叶片。要求刃口锋利，形状正确。刀片通过手柄插入刀座中，然后用螺钉紧固，从而形成一个完整的刀辊。

附件：旋耕机的辅助部件由悬挂架、挡泥板、拖板和支撑杆组成。悬挂架类似于悬挂犁上的悬挂架，将挡泥板做成弧形，固定在刀轴和刀片的旋转部位上方，阻挡刀片甩出的土块，起到保护和进一步粉碎土块的作用。拖板的前端连接到挡泥板上，后端通过链条挂在悬架上，通过链条可以调节拖板的高度。

根据刀轴位置的不同。

横轴型：卧式旋耕机的结构特点是刀轴水平布置并垂直于机组的前进方向。卧式旋耕机的轴是水平的，其转速一般为190 ~ 280转/分钟。根据动力传动方式的不同，该机可分为侧传动式和中央传动式两种。前者动力从侧面传递到旋耕机轴上，其结构复杂，旋耕机轴受力不够合理，但维修方便，多用于偏心悬挂的中小型旋耕机。后者，动力传递到旋耕机的中部，结构简单，刀轴受力合理，但维修不方便。在耕作宽度中间的土壤上往往留下一条硬带，多用于大型宽幅旋耕机。水平旋耕机碎土能力强，一次作业即可使土壤细碎、土肥混合均匀、地面平整，满足水田早播、插秧或插秧的要求，有利于争取耕作时间，提高工作效率，充分利用拖拉机动力。

垂直的：立式旋耕机的特点是刀轴处于垂直向下状态，通过齿轮实现动力传递，相邻位置的两把旋耕刀旋转方向不一致，有助于减少前进阻力，使机器运行趋于平稳。此外，由于耕深较深，不存在因水平旋耕机耕深不足而导致作物根系不能充分发育的情况，因此对旋耕机的强度和韧性提出了要求。在立式旋耕机作业过程中，相邻的两个旋耕机不仅可以完成作业区的土壤切割工作，还可以完成相邻旋耕机作业区的部分土壤切割工作，这有效地避免了漏耕的问题，但会导致土壤破碎程度的一些差异。由于相邻旋刀的土壤切割区域重叠，因此需要确保相邻旋刀之间存在相位角差，以避免操作过程中的相互干扰。

倾斜型：倾斜旋耕机的特点是其主旋耕机既不水平也不垂直于水平面，而是呈一定的倾斜角度。在实际整地过程中，拖拉机和旋耕机的整体方向与旋耕机的旋转平面自然保持一定的角度，当刀片切割土壤时，会沿轴向发生相对运动。如果是单排旋耕刀片，那么它在刀片轴上的排列与刀片的宽度、刀片辊的转速和机组的前进速度有关，同一螺旋线上相邻的两个旋耕刀片之间存在一定的相位差。这种旋耕机的主要特点是不用再犁，受土壤限制少，可以减少耕地遇到的阻力，降低作业能耗。

土壤粉碎技术：旋耕机的主要技术特点之一是其非常强大的土壤破碎能力。在拖拉机的动力输出下，旋耕机可以实时切割土层。如果一次碎土效果不好，可以反复进行，最后可以得到非常疏松的耕作层。而且土壤破碎后，表土分布均匀，非常平整，不会有起伏。

拖拉机动力利用：旋耕机作为农业机械设备，具有稳定可靠的动力源。只要设备状态正常，使用得当，就能连续高效地工作。此外，旋耕机的掩埋行程较短，因此效率进一步提高。从耕整地的实际情况来看，旋耕机刚启动时，拖拉机动力弱就可能打滑；但是，当旋耕机进入工作状态时，犁刀快速旋转，其对土层的切割方向与拖拉机的前进方向相反，因此土块会对刀片产生一个与拖拉机前进方向相同的反作用力，并对拖拉机产生一个推力，从而使拖拉机动力得到充分利用。

操作功能集成技术：耕整地作业内容多，传统的人工耕整地方式只能逐项完成作业内容。本旋耕机具有操作和功能一体化的技术特点。也就是说，通过旋耕机的应用，可以一次性完成多个作业环节，既节省了作业时间，提高了作业效率，又降低了能耗。

节能：绿色农业一直是我国农业的重要发展方向。随着我国农业生产效率的提高，许多研究人员致力于旋耕机节能技术的研究。通过研究发现，旋耕机的节能性能与旋耕刀密切相关。优化旋耕刀的设计和调整刀片的排列可以提高旋耕机的节能性能。

联合经营：农业生产中使用的旋耕机机械更换频率高，机械在作业过程中经常损坏。为了降低设备成本，旋耕机正朝着灭茬、深松、碎土、起垄等一系列耕作作业一体化的方向发展。目前，山东奥龙研发的一种免耕施肥播种机同时具备翻耕、播种、覆盖和充压功能。该机的研制成功，使一机多用、联合作业成为可能。

旋耕机

高精细度：我国农业生产中应用最广泛的水平旋耕机存在耕深浅、工作效率低、作业功率大等问题。水平旋耕机的大规模应用在一定程度上造成了土壤耕深变浅，土壤保墒能力下降，根系不能充分生长，不仅会导致水土流失等生态问题，还会降低农作物的产量。因此，增加旋耕机的耕作深度、提高工作效率和作业功率已成为旋耕机的发展方向。宽幅、高速、深耕的旋耕机可以完成高精度的农业耕作，必将成为旋耕机的发展趋势。

应用范围广：中国的耕地并不都位于便于机械耕作的平原地区，但在中国的山区和丘陵地区仍有大量的耕地。无法在山区和丘陵地区进行机械耕作已成为中国农业进一步发展的主要障碍。由于山区和丘陵地区耕地面积小，分布不集中，而且耕地的耕作环境比平原地区复杂，旋耕机无法发挥其作用。目前，我国一些研究所正在研制一种能适应山地环境的柔性旋耕机。1GZ-120旋耕机可以适应耕地面积较小的山区和丘陵地区，但该旋耕机尚未大规模生产和应用，相关人员仍在完善该设备的生产和应用。应用范围广已成为旋耕机的众多发展趋势之一。

智能和自动化：随着世界科学技术的不断提高，许多行业借助互联网技术和计算机技术等现代技术实现了智能化和自动化生产。作为农业发展方向的智能化和自动化生产的实现需要旋耕机等农业生产设备的推广。目前已有学者开始尝试借助现代技术在旋耕机上安装电子设备和传感器，实现智能化、自动化生产。PLC控制系统在农业生产中的应用可以有效地检测旋耕机的耕作深度。一旦旋耕机作业过程中实际耕作深度未达到预设值，上位机将立即发出相关信号并实现作业速度和耕作深度的自动调整。