【正文】 工作面的傾角和挖溝深度，在機器上面裝有提升油缸，通過控制液壓缸提升或下放挖溝器。鏈條刀具轉速遠 遠大于機器前進速度，機器前進速度非常慢。 應設計一種 土壤介質封閉式和半封閉式的鏈傳動，其特點 應該 包括了普通傳動鏈和輸送鏈的特性，還 要 伴有挖掘或提升攜帶土壤等功能。在相同條件下含粘粒越多，土壤的粘附力越大。 （ 2） 切削過程 土壤的切削是一個很復雜的過程。 根據分析改進耕地 鏈傳動 的方式為 逆時針切削方式 耕地機多 為后置式鏈式 耕地機 ，因此 根據實際環(huán)境對耕地 鏈的切削方式 設計為 逆時針切削，即鏈傳動軸的方向與作業(yè)行走輪旋轉方向相反，從下向上切削土壤，這樣可以表現出在作業(yè)性能上的很多優(yōu)越性。以往土地耕地這項巨大的工作完全靠人工挖掘，人工耕地勞動強度大、費用高，每人每天最多只能挖 15m 左右。 37 參考文獻 [1] 北京農業(yè)機械化學院．農業(yè)機械學 上冊 [M]．北京：農業(yè)出版社， 1981． [2] 李金琦．旋轉 耕地機 [M]．北京：中國農業(yè)機械出版社， 1988． [3] 董明亮 ，印文俊，范治國 .農業(yè)機械 [M].高等教育出版社， 1991： 1421 [4] 朱新民 .1KLZ27 型螺旋 耕地機 [J].農牧與食品機械， 1991， 24(4)， 38 [5] 宗躍，耿躍海 .GC65G型挖溝機 [J].工程機械， 2021,31(6):13 [6] 劉迎春等 .鏈刀前置后傾式 耕地機 的平衡理論 [J].農業(yè)機械學報， 2021,36（ 10） :70～ 72 [7] 李明等， 1K（ Kz）－ 30 型鏈式 耕地機 的研制 [J].拖拉機與農用運輸車， 2021（ 8） [8] 高勇 .AFT65 型鏈式 耕地機 [J].建筑機 械。我國的耕地機械起步較晚。當鏈條刀具與土壤接觸后 ,由于土壤具有一定強度 ,當切削力沒有達到土壤的強度極限時 ,土壤在切削力的作用 下產生變形 ,同時切削力逐漸升高 。 顯然，隨著土壤硬度的增加，鏈傳動所需轉矩和所受阻力會逐漸增大。因砂土的砂粒含量多、孔隙大幾乎沒有粘結性、粘附性，彈塑性極差，流動性好，易破碎，切土阻力小，升運土壤的阻力也小，所以在砂粒中的鏈傳動所需轉矩和所受 耕地 阻力最小，粘土則情況相反鏈傳動所需 轉矩和所受 耕地 阻力最大，砂壤土居中。 在土壤介質中，鏈傳動的機理較傳統(tǒng)的工業(yè)鏈傳動的工況復雜，它們在土壤中傳動，小型自動耕地機設計 34 并輸送土壤，其 工作介質比常規(guī)的空氣介質增加了很多切削過程中產生的土壤顆粒，同時增加了傳動過程的潤滑難度。對于 耕地機 的總體參數確定中，功率消耗的最優(yōu)選擇仍需要做進一步的研究，文章中只就該問題做了一定量的定性分析，基于功率消耗方程的定量分析有待在今后需要做更穩(wěn)詳細的探討和研究 。耕地機前行，就形成了溝槽。 小型自動耕地機設計 32 1— 鏈條， 2— 張緊鏈輪， 3— 擋板， 4— 杯形齒， 5— 刀架板， 6— 提升油缸， 7— 支架， 8— 從動輪和分土器， 9— 主動鏈輪和液壓馬達， 10— 緊固螺栓。它的移動是通過在支架內的一個油缸的伸縮來實現的。 31 表 34 耕地機 參數 鏈條節(jié)距 /mm 同時切土的刀片數 30 單片鏈刀切土阻力 /N 148 切土總功耗 /KW 鏈條總功耗 /KW 耕地機前進總功耗 /KW 發(fā)動機功率 /KW 耕地機工作速度 / )/( 1?hm 150 耕地器的結構 耕地器的結構分析 耕地器鏈條共有 38 對鏈節(jié)，每對鏈條上有一個刀架板。長方形鏈刀 ?1K =～ ；菱形鏈刀?1K =； 0H —— 鏈刀卸土平均高度（ m） 29 ?sin0 cLH ? （ m） （ 321） 式中： cL —— 刀片節(jié)距（ m）； ? —— 鏈刀運動絕對速度對水平面的夾角（ ? ）。 其它代號與前式相同?！?40176。則 ch 、 cb 應當滿足下列條件 : (38) 式中： ? —— 給定的生產率（ )/3 hm ?? —— 鏈刀式工作部件按排出能力計算的生產率（ )/3 hm dk —— 土壤松散系數 ? —— 與鏈條運動速度有關的散開系數。 圖 33 縱向耕地機工作部件基本參數和切削土壤狀態(tài)圖 鏈刀工作部件水平移動的工作速度 yV 取決于機器的生產率與溝槽的截面積。以光纜鋪設為例，用來鋪設 1～ 2 cm 直徑的光纜，現在人工挖掘約 50 cm 寬 2 m 深溝，每人每天最多可挖 15 m 長。耕地機屬連續(xù)挖掘工作裝置，集挖掘和排土于一體而挖掘機屬于半連續(xù)挖掘工作裝置，其輔助作業(yè)時間多，如旋轉卸土、再旋轉歸位。 （ 4）安全裝置：安全裝置的作用是防止旋轉耕地機過載（或過載時的保護措施），保護拖拉機的動力輸出軸和耕地機的傳動系統(tǒng)。鏈條帶動刀片做往復運動繼而進行挖土工作。地面直排土一般用于小型耕地機，膠帶排土一般用于大型耕地機按耕地機刀型分為鏈斗式 、鏈鏟式、鏈齒式、圓盤銑切式、輪斗式和輪齒式等多種形式 [16]。 小型自動耕地機設計 20 3 鏈刀式耕地機 工作部件的設計 耕地機的工作原理 鏈刀式耕地機的結構它主要由機架、傳動、切割、清溝、運土等部分組成。顯然，切削刃在切削土壤中運動時，遇到的阻力來自三個方面：一 是土壤原始結構遭到破壞的阻力；二 是土壤的內摩擦阻力；三 是土壤與切削刃邊的摩擦阻力。采用精確的性能方程定量地描述開挖作用的程度，需要一種完整的土壤與工作部件力學。式中： C 為土壤的凝聚力， i? 為土壤的內摩。當以一定斷面形狀（圓形、錐形等）的柱塞壓入土壤，其壓陷深度為 0h 時，作用在土壤小型自動耕地機設計 18 上的平均壓力稱為土壤的堅實度 0p ，則有 )/( 2021 cmkghqp ? 土壤堅實度同土壤的質地和含水量有密切關系。 土壤的容重與土壤內的孔隙度和固體顆粒密度有關。礦物質一般占土壤固相部分質量的 95%，它支撐著生長在土壤中的作物。 5． 鏈條的靜強度破斷 低速重載的鏈條當過載時，易發(fā)生靜強度破斷；磨損了的鏈條當在鏈輪上發(fā)生爬高和跳齒時 ，也易引起靜強度破斷。鏈條在與輪齒的嚙入過程中，由于多邊形效應會產生一個由嚙入沖擊引起的動載荷。 油鋸鏈是一種帶有 刀刃的特殊鏈條，它除了傳遞動力外，本身還是截斷木頭的鋸條。顯然采用鏈傳動是最合適的。 3鏈傳動的缺點 （ 1）不能保證恒定的瞬時傳動比； （ 2）只能用于平行軸間同向回轉的傳動； （ 3）不適宜在載荷變化很大和急促反向的傳動中應用； （ 4）工作時存在噪聲； （ 5）制造費用比帶傳動高； （ 6）磨損鏈節(jié)伸長后運轉不穩(wěn)定，易跳齒。在設計張緊裝置時，鏈傳動要求的調節(jié)量也較小。在低速時，鏈傳動的這一優(yōu)點更為突出。 鏈條是由若干組件（或元件）以鉸鏈副的形式串接起來的撓性件，如 圖 22。 鏈傳動基本原理 在一般機械傳動中，鏈傳動是在兩個或多于兩個鏈輪之間用鏈作為撓性拉曳元件的一種嚙合傳動。 據相關農藝要求，所研制的耕地機必須滿足的技術指標為 :純小時生產效率不低于80m/h。耕地機尤其適應于土質較硬、施工場地狹小，人工無法開挖而挖掘機等土方機械無法作業(yè)的地方。對耕地刀在整個切、拋土過程中進行運動學動力學分析，找出耕地切、拋土的運動規(guī)律，為耕地機的設計提供理論依據（羅海峰， 2021）。） 2021 年吉林大學王云超以美國凱斯公司生產的鏈式耕地機為研究對象忽略了刀片的影響，建立挖溝器的三維模型，運用有限元及 ADAMS 虛擬仿真軟件等研究了耕地機的動臂裝置一挖溝器的動態(tài)特性。如： Kvaerner— Myren 型 (500m， 1978 年 )、“熱心海貍”型 (350m， 1979年 )、 MUT 型 (365m． 1980 年 )和 DD型 (350m， 1986 年 )。 四十年代中期，墨西哥灣等地早期油氣開發(fā)海域的水深一般較淺，故當時的耕地機小型自動耕地機設計 8 械設備主要是為滿足于 30～ 50m 以淺的施工作業(yè)需要雨研制的。并且，這種耕地機鏈條和鏈輪齒的嚙合與非土壤介質中的嚙合傳動方式沒什么區(qū)別，仍然是傳統(tǒng)的鏈條與鏈輪齒的嚙合傳動方式。 法國“馬萊”公司是一家專門生產、租賃埋地電纜和管線鋪設設備的公司。國外專用耕地機需求量逐年增大，僅美國就有 Ditch Witch、 Vermeer、 Case、 Roccaw、 Trencor Jetco、 Eagle、 Tesmec、 Cleveland 和 Carptal 等十多家公司生產耕地機，共有一百多種 [1]。 2021 年中國農業(yè)機械化研究院耕作種植機械研究所的一種 1K（ Kz） 30 型鏈式耕地機如圖 所示。由黑龍江建設兵團三師十八團研制的單圓盤耕地機簡圖 [3]。經過 40 多年的發(fā)展，在耕地機應用方面，以其生產效率高，成本低，設備簡單，組裝方便，多為懸掛于農用拖拉機后端 的可拆卸設備而被廣泛應用。到了 60 年代，旋轉式耕地機 [2]已發(fā)展成為一種先進的連續(xù)挖土機械。但國內的耕地機的研究和使用起步比較晚。隨著改革開放的小型自動耕地機設計 4 不斷深入，生產建設全面啟動，城市土方施工工程規(guī)模越來越大，各方面都面臨著巨大的挖溝工作量。 然后，到了上世紀 70 年代又出現了圓盤式耕地機，它以兩個高速旋轉的銑削圓盤，圓盤周圍是銑刀，一般以 75 馬力到 100 馬力拖拉機牽引工作，前進速度 50m/h 到150m/h，應用較廣，牽引阻力小，適應性強，作業(yè)質量好，但行走慢，傳動復雜，結構龐大，制造工藝要求高，單位功率消耗大，生產率比犁鏵式耕地犁低，它的耕地斷面是上口寬溝底窄的倒梯形，配套動力要 求選擇功率大而行駛速度低拖拉機。 于此同時在國內進行鏈式耕地機研究的還有西北農業(yè)大學機電學院的楊有剛、劉迎春，他們在 2021 年研制的在滾子鏈鏈板上加鏈刀附件的耕地機 [6]。最小的耕地機功率僅有幾千瓦，最大的功率達到 1100kW，質量 136t?？刂破鳌⒂嬃勘?、和感應器及駕駛 7 室的升降應用最新技術，視野好，駕駛舒適安全 [8]。中國農業(yè)機械化研究院耕作種植機械研究所了一種 1K（ Kz） 30 型鏈式耕地機，不過未見其鏈式耕地機傳動機理及仿生的研究。由于世界各地具體海域的條件各異，在眾多族類的水下管線耕地埯工機械設備中，目前還沒有一種能夠在任何水深、管徑、海底土質下都能經濟地進行施工作業(yè)的萬能型海底開淘機械。水下機械耕地機是現有機型中設計作業(yè)水深最大的機種，一般為 350～ 500m。并對耕地機切土阻力及整機功耗進行了分部計算（劉長榮等， 2021。通過對旋耕機的工作原理進行理論分析，找出合理的旋耕拋土運動參數。耕地機具有專用性強，設備投資少，可連續(xù)開掘，工作效率高等特點，特別是對于窄而深的溝渠，耕地機的優(yōu)勢更加明顯。因此研制適合我國土壤情況的耕地設備，對提高耕地的效率、減少人力和物力資源的浪費、 提高勞動生產率有重要意義。 圖 21 鏈傳動組成圖 鏈傳動適用于兩軸相距較遠，要求平均傳動比不變，但對瞬時傳動比要求不嚴格，工作環(huán)境惡劣（多油、多塵、高溫）等場合。由于經濟及其它原因，鏈傳動的傳動功率一般小于 100kw，速度小于 12～ 15m/s，傳動比小于 8[11]。 （ 3）鏈條對軸的作用力較小 鏈傳動的預緊力比帶傳動小得多，因此減輕 了施加在軸和軸承上的壓力，減少了軸 13 承的摩擦損失。 （ 9）鏈條的磨損伸長比較緩慢，張緊調節(jié)量較小 鏈條工作期間的磨損伸長比膠帶拉伸變形伸長緩慢并且極限伸長量可以設法控制在一個節(jié)距范圍內，因此不必像帶傳動那樣要求頻繁地調整中心距。 （ 3）鏈傳動有較好的緩沖、吸振性能 由于鏈條具有一定的彈性，再加上鏈條的每個鉸鏈內部均能貯存潤滑油，因此它與只有 1～ 2 對剛性很大的齒嚙合的齒輪傳動相比，有較好的緩沖和吸振能力 . 只有當受空間限制要求中心距小；瞬時傳動比要求恒定 ；傳動比大；轉速極高；噪聲要求小時，鏈傳動的使用性能才不如齒輪。這一傳動特點是：中心距長，速度變化頻繁，要求寬度窄、重量輕、尺寸緊湊、使用可靠。 在各種農業(yè)機械上，使用了大量的鏈條。 小型自動耕地機設計 16 2．鏈條鉸鏈的磨損 鏈傳動工作時，滾子套筒的沖擊疲勞損壞。 4． 鏈條的磨損 滾子鏈的各元件在工作過程中都會發(fā)生磨損破壞，最常見的磨損是指發(fā)生在銷軸和套筒承壓表面的磨損。在固體顆粒之間的孔隙中，充有水和空氣。一般表示為 g = qv（ g /cm3 ） 式中： q —— 為土壤質量重； V —— 為土壤體積。