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1DS-3600型深松机的研究设计
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摘要：深松是旱作农业中的一项关键生产技术。通过深松，可以加深耕层，打破犁底层，重建土壤水分毛细通道，增加土壤孔隙，提高土壤空气和水分的通过能力，增强土壤水库的蓄水能力，
深松是旱作农业中的一项关键生产技术。通过深松，可以加深耕层，打破犁底层，重建土壤水分毛细通道，增加土壤孔隙，提高土壤空气和水分的通过能力，增强土壤水库的蓄水能力，促进作物生长发育。针对旧式深松机工作幅宽小、作业效率低、深松部件刚性大、弹性小、易折断的缺点，设计了1DS-3600型深松机，其主要工作参数如下表所示。
表 1DS-3600型深松机主要工作参数项目配套动力/hp作业幅宽/mm深松深度/mm齿数/个生产效率/hm2·h-1参数185～～.8～3.0
1DS-3600型深松机(如图1所示)为后置三点悬挂式，其主要结构包括：机架、深松铲部件、限深轮装置等。机架采用双梁结构，深松铲部件和限深轮装置通过U型卡子固定在机架上。11套深松铲部件分前后两排排列，前6后5。机架的材料选用矩形钢管(100×100×10)制成。
1 1DS-3600型深松机主要特点
(1)3.6 m幅宽，生产效率高。
(2)土壤底部深松，表土侧向位移小，可以避免产生地面沟辙，提高地表平整度，有利播种、中耕、植保、喷药和收获机械通过。
(3)可以选配镇压轮，在播种前进行镇压，不散失墒情。
(4)深松铲柄采用特种弹簧钢制造，可在深松过程中自身产生振动，减少工作阻力。
1.机架 2.深松铲部件 3.限深轮装置图1 1DS-3600型深松机结构简图
2 深松铲部件的设计
深松铲部件是1DS-3600型深松机的重要组成部分，由深松铲和深松铲柄两部分构成，主要作用是松动土壤， 不颠倒上下生熟土层。
2.1 深松铲设计
深松铲是深松机重要的工作部件，呈三棱楔形结构(如图2所示)，其技术参数有：刃角、翼张角、隙角、切土角、碎土角、入土角、幅宽、铲翼宽、铲翼缘高和材料厚度等。
图2 深松铲结构简图
(1)刃角i。刃角i的大小决定深松铲刃尖的锋利程度，在保证强度的情况下，刃角i取小值为宜，根据设计手册和经验，本设计刃角i=12°。
(2)翼张角2γ。翼张角2γ的作用是使杂草根茎沿深松铲刃口产生滑动，实现滑动切割，避免杂草缠绕深松铲，翼张角是深松机前进时，深松铲翼刃沿机器前进方向与水平面的夹角。根据力学原理，当杂草根茎和深松铲刃口间的摩擦力小于杂草阻力R沿刃口的分力T时，杂草才能沿刃口向后滑移，即
式中 φ—杂草对铲刃的摩擦角。
φ=45°，且需要满足γ<90°-φ，即γ<45°。本设计翼张角2γ=70°。
(3)隙角ε。隙角大小适宜时，入土性能较好，本设计隙角ε=10°。
(4)切土角β。其取值大小决定了杂草除净率。值越大，其切草能力越弱。在保证铲刃强度的前提下，切土角宜取小值，本设计β=22°～25°。
(5)碎土角β。碎土角值偏小会导致碎土能力减弱。偏大会产生3个负面影响：第一，增大深松阻力；第二，会将生土夹带到熟土层；第三，使表土产生较大的侧向位移，易形成土辙。因此，选取原则是既要保证土壤疏松程度又要保证不出现土辙，本设计碎土角β=9°。
(6)入土角α。入土角α大小与切土阻力有关，α越大，阻力会随之增大，但是也不宜过小，因为α过小会使深松铲强度减小缩短使用寿命，本设计中，α=6°。
(7)幅宽B。综合考虑深松铲的强度、入土情况以及碎土性能等条件确定深松铲幅宽B=450 mm。
(8)翼缘高h。翼缘高h影响土壤松散程度和位移，不应超过深松深度的1/3。本设计中，h=40×sin10°=7 mm。
(9)深松铲翼宽b。松土程度决定于深松铲翼宽b。为减小土壤位移而不致造成上下生熟混乱，本设计深松铲翼宽b=40 mm。
(10)材料厚度δ。材料厚度δ=8 mm。
2.2 深松铲柄设计
深松铲柄采用特种弹簧钢制造，经过特殊的热处理工艺。作业时深松铲会向左、右不同的方向振动，减小深松阻力，扩大动土范围，取得较好的深松和碎土的效果。
深松铲柄上端通过卡子和深度调节装置固定在机架上，下端安装深松铲。深松铲柄上部是矩形结构，下部弯曲成一定的曲度，最前部呈尖缘。
(1)深松铲柄弯曲半径r。本设计中r=242 mm。
(2)深松铲柄高度H。高度H尽量取小值，以满足铲柄强度要求，但是取值过小，铲柄容易缠草。本设计中H=700 mm。
(3)深松铲柄伸出长度L。伸出长度L由下列公式求得
式中 l—铲柄直线段长度，l=50 mm；
r—铲柄弯曲半径，r=242 mm；
α—铲柄入土角，α=6°。
文章来源：《农业工程技术》 网址: http://www.nygczz.cn/qikandaodu/2020/0804/483.html