杨拥军;陈力航;喻季红;刘伟英;罗意
【摘 要】该小型茶园中耕机主要针对我国南方茶园机械耕作过程中茶树树枝阻碍及枯枝、杂草缠绕实际情况,在烟草作物中耕机基础上进行的改进设计。本设计方案通过在旋耕刀旋转机构上方安装一组与之相对应的静刀片,通过静刀与动刀相互之间的间隙配合,利用静刀片上的锯齿形切刀将缠在旋耕刀上的杂草切断,再通过旋耕刀的翻转作业,将切断的草渣和短碎枯枝埋入土壤,该机同时采用了流线型整体罩壳的设计,进一步减小中耕机工作过程中的行进阻力,保证工作过程连续、流畅。%The design of the cultivator for reducing interwine and resistancement in tea garden.To improve the machine＇s design,mainly is the clock to the actual situation of the superabundant grass and dead brandes in the south of China tea garden.The machine can solve problems effectively that appear in the process of operation.This design scheme is to add a set of corresponding static blades in the above of the structure motive,through the static blades and the movement blades＇ close cooperation,Using the static blades＇cuting edge to cut the weed that twine at the moveme nt blades.In this way,so as to achieve the purpose that remove twine weeds and dead brandes away effectively.In the meantime,the rotary blade can bury the grass residue and dead branches into deep soil.This can play the role of further fertilization.Furthermore,the streamlined and overall contract form of cover shell,further reduced the machine＇s resistance in the process of work.
【期刊名称】《茶叶通讯》
【年(卷),期】2011(038)004
【总页数】人造卫星的资料4页(P11-14)
【关键词】茶园;中耕机;旋耕刀;整体罩壳
【作 者】杨拥军;陈力航;喻季红;刘伟英;罗意
【作者单位】湖南省农业科学院茶叶研究所,长沙410125;湖南农业大学工程学院,长沙410128;湖南农业大学工程学院,长沙410128;湖南省农业科学院茶叶研究所,长沙410125;湖南省农业科学院茶叶研究所,长沙410125
【正文语种】中 文
【中图分类】S224.1
1 目的与意义
由于我国大部分茶园处在丘陵山区，土壤比较贫瘠，茶树管理过程中依赖大量施用化肥来提高茶叶产量，因而出现茶园大面积土壤有机质下降、土壤蓄养能力降低、板结严重等一系列问题，同时由于劳力短缺，茶园未能及时有效耕作，杂草丛生，使得传统茶园耕作机具难以适应现有茶园的作业，严重制约了现代茶业的健康发展。针对我国茶园出现的这一系列问题，为加快产业发展，有必要设计出新的耕作机具来解决这些存在的问题。[1,2]
该小型茶园中耕机是在烟草作物中耕机的基础上进行的改进设计，重点围绕组合刀具设计、整体防护罩优化、底盘优化等展开综合研究，以期进一步提高机具的茶园适应能力，确保工作过程连续、流畅和高效。
2 工作原理及主要设计内容
2.1 工作原理
该茶园中耕机由机架、传动系统、旋耕刀刀轴、旋耕刀片、静刀刀轴、静刀片、限深装置、罩壳安装栓、罩壳等组成，其除缠部分结构见图1、图2。
机器工作时通过柴油机输出动力，由带轮装置转经槽轮将动力传递到一级变速箱，通过一级变速箱的调速后将动力再传递到二级可调速变速箱中，转而传递到旋耕刀刀轴上，提供所需的旋转动力。而中耕除草的过程是通过在旋耕刀旋转机构上方安装一根与之相匹配的带有套管的静止刀轴，使安装在刀轴套管导槽中固定的静刀片与下方的旋耕刀的合理分配，从而使旋耕刀与静刀片配合工作时能与单根杂草之间产生足够的剪切应力，使旋耕刀在旋转工作过程中，利用静刀片上的锯齿形刀刃将缠在旋耕刀上的杂草切断，然后通过旋耕刀翻转土壤的过程，将切断的杂草埋入土壤之中。同时还可以通过调节耕深装置，调节机器的耕作深度，满足不同土质要求和耕作环境要求。
图1 除缠减阻茶园中耕机结构示意图1.机架 2.变速箱 3.静刀刀轴 4.限深装置 5.静刀片6.旋耕刀刀轴 7.旋耕刀
图2 俯视图8.罩壳安装栓 9.限深装置前进轮
多倍频感应耐压试验装置2.2 主要设计内容热流道热电偶
2.2.1 旋耕刀动力传动系统分配[3]
动力及传动系统的分配见图3。中耕机通过柴油机传出源动力，通过齿形皮带轮由带轮装置将动力传递到槽轮，槽轮通过与之相连的变速箱将动力传递给中耕机的一级变速箱，然后一级变速箱将动力传递给可调速的二级变速箱，二级变速箱通过内置齿轮传动传递给旋耕刀刀轴合适的旋转速度，然后通过旋耕刀轴传递给安装在其上的旋耕刀驱动旋耕刀进行中耕除草。
图3 动力传动系统示意图
2.2.2 动、静组合刀具的设计
卡头①旋耕刀（动刀）的回转直径的确定[4]
图4 旋耕刀回转直径的确定
旋耕刀刀片的设计见图4、图5，旋耕刀旋转直径为：D≥2（Hmin+hmax）[5,6]。
其中，Hmin-轴心对地面允许的最小距离，hmax-按农艺要求中耕机所能达到的最大耕深。
②旋耕刀（动刀）的转速的确定[6]
步进梁式加热炉图5 旋耕刀
旋耕刀的转速要根据茶园作业的环境（主要是指土壤的适度）和农艺要求来进行确定。对于茶园的耕作作业，既要求中耕的耕作深度能达到农艺的规定要求又要求将茶园中的杂草拔除并埋入土中，所以作业过程中的阻力较大，耗能较高。因此要尽量降低刀齿的负荷，所以要确定一个合适的速度既能保证耕深要求，又能减小负荷。同时，为了最大限度的去除杂草，又要求有足够大的齿迹水平拉动距离。设每个刀齿沿土层的进给量为X，机器的前进速度为V0，旋耕刀的刀齿数为Z，转速为n，则综上所述，可得：X=60 V0/(Zn)，所以，n=60 V0/ZX。
其中，X-刀齿沿土层进给量；V0-机器前进方向的速度；Z-旋耕刀的刀齿数；n-旋耕刀的转速。③静刀片的选择和安装
收获时间到
对于静刀片的选择主要考虑了杂草缠绕在旋耕刀上的位置、旋耕刀旋转时与静刀接触的时间和范围，同时也是为了简化静刀片加工工艺与节省加工原材料，以达到最大限度的去除
杂草的目的，从而进一步提升机器的工作效率。在本设计中采用的是直条形平面刀刃式静刀片（见图6），并在其工作端添加了锯齿状的刀齿，如此能更有效的去除缠绕在刀片上的杂草及树枝等；使静刀片的安装位置与旋耕刀刀柄之间相隔适当的距离，当旋耕刀刀柄轴套处于水平位置时，静刀片刚好左边缘刚好与导槽边缘在同一平面内（或接近处于同一平面），从而使静刀片刀刃最大限度的与缠绕在旋耕刀上的杂草接触，通过静刀上的刀刃及两刀之间的摩擦使缠草及树枝折断，从而很好的解决杂草缠绕到旋转轴及其旋耕刀上的问题。④罩壳的设计与安装
