旋耕機

旋耕機又稱“旋耕機”，是一種以動力驅動，以旋轉的刀片為工作部件對土壤進行加工的農田機械。旋耕機可與拖拉機配套完成耕、耙等作業，并能將埋在地表以下的殘茬切碎，具有破犁底層、恢復土壤耕作層結構、提高土壤蓄水保墑能力的作用。19世紀中期，美國出現了由3 ~ 4 kW內燃機驅動的旋耕機械，主要用作小型花園耕作機械。20世紀初，日本從歐洲引進旋耕機后，開發出適應水田耕作要求的彎刀，成為推動旋耕機在日本迅速發展的關鍵因素。20世紀40年代以后，美國旋耕機械逐漸向智能化和通用化方向發展。20世紀50年代中期，中國開始引進、試驗和開發手扶拖拉機和旋耕機。20世紀50年代末，研制出與中型輪式拖拉機配套的立式旋耕機。20世紀60年代初，手扶拖拉機開始批量生產，旋耕機也隨之發展起來。經過多年的發展，耕耘機已成為我國主要的機具之一。

旋耕機根據刀軸的位置可分為三種類型，即水平軸旋耕機、垂直軸旋耕機和斜軸旋耕機。盡管旋耕機的類型不同，但其結構一般由傳動部件、機架、刀片、刀軸、土壤平整托盤、泥漿護罩和限深裝置組成。

旋耕機通常由拖拉機驅動。旋耕機工作時，刀片由拖拉機動力軸驅動旋轉運動，另一方面，刀片以恒定速度沿直線隨機前進。在切土的過程中，刀片首先切斷土壤，然后向后拋。土壤與外殼和托盤碰撞并被粉碎，然后落回地面。隨著裝置不斷向前移動，刀片不斷松土。

旋耕機的結構一般由傳動部分、機架、刀片、刀軸和輔助部分組成。

傳輸部分：旋耕機的傳動部分主要由萬向節傳動軸、中間齒輪箱和側傳動箱組成。它的動力從拖拉機輸出軸通過萬向節傳動軸傳遞到中間齒輪箱，再通過側傳動箱傳遞到刀軸上，帶動刀軸轉動。其中，比較重要的是萬向節軸，它是將拖拉機動力傳遞給旋耕機的傳動部件。它能很好地適應旋耕機升降和左右擺動的變化。

設計：機架是旋耕機的骨架，由左右主梁、中間齒輪箱、側傳動箱和側板等組成。主梁中部前方安裝有懸掛架，下方安裝有刀軸，后面安裝有車罩和拖板。

葉片：旋耕刀是旋耕機的主要工作部件。刀片有多種形式，如鏨刀、彎刀和直角刀。它主要通過螺栓固定在刀座上，刀座呈直線排列。煤與刀軸相連并隨之旋轉，起到切割、破碎和翻動土壤的作用。旋耕機系列形成后，刀片已制成通用零件，各種型號都采用統一尺寸的刀片和統一的安裝固定方法。

刀軸：旋耕機的刀軸主要由無縫鋼管制成，其兩端焊接有軸頭，用于連接左臂和右臂。刀座或刀頭焊接在刀軸上，刀座以螺旋線排列焊接在刀軸上用于安裝刀片，刀頭上沿圓周設有等間距的孔。根據農業技術要求安裝葉片。要求刃口鋒利，形狀正確。刀片通過手柄插入刀座中，然后用螺釘緊固，從而形成一個完整的刀輥。

附件：旋耕機的輔助部件由懸掛架、擋泥板、拖板和支撐桿組成。懸掛架類似于懸掛犁上的懸掛架，將擋泥板做成弧形，固定在刀軸和刀片的旋轉部位上方，阻擋刀片甩出的土塊，起到保護和進一步粉碎土塊的作用。拖板的前端連接到擋泥板上，后端通過鏈條掛在懸架上，通過鏈條可以調節拖板的高度。

根據刀軸位置的不同。

橫軸型：臥式旋耕機的結構特點是刀軸水平布置并垂直于機組的前進方向。臥式旋耕機的軸是水平的，其轉速一般為190 ~ 280轉/分鐘。根據動力傳動方式的不同，該機可分為側傳動式和中央傳動式兩種。前者動力從側面傳遞到旋耕機軸上，其結構復雜，旋耕機軸受力不夠合理，但維修方便，多用于偏心懸掛的中小型旋耕機。后者，動力傳遞到旋耕機的中部，結構簡單，刀軸受力合理，但維修不方便。在耕作寬度中間的土壤上往往留下一條硬帶，多用于大型寬幅旋耕機。水平旋耕機碎土能力強，一次作業即可使土壤細碎、土肥混合均勻、地面平整，滿足水田早播、插秧或插秧的要求，有利于爭取耕作時間，提高工作效率，充分利用拖拉機動力。

垂直的：立式旋耕機的特點是刀軸處于垂直向下狀態，通過齒輪實現動力傳遞，相鄰位置的兩把旋耕刀旋轉方向不一致，有助于減少前進阻力，使機器運行趨于平穩。此外，由于耕深較深，不存在因水平旋耕機耕深不足而導致作物根系不能充分發育的情況，因此對旋耕機的強度和韌性提出了要求。在立式旋耕機作業過程中，相鄰的兩個旋耕機不僅可以完成作業區的土壤切割工作，還可以完成相鄰旋耕機作業區的部分土壤切割工作，這有效地避免了漏耕的問題，但會導致土壤破碎程度的一些差異。由于相鄰旋刀的土壤切割區域重疊，因此需要確保相鄰旋刀之間存在相位角差，以避免操作過程中的相互干擾。

傾斜型：傾斜旋耕機的特點是其主旋耕機既不水平也不垂直于水平面，而是呈一定的傾斜角度。在實際整地過程中，拖拉機和旋耕機的整體方向與旋耕機的旋轉平面自然保持一定的角度，當刀片切割土壤時，會沿軸向發生相對運動。如果是單排旋耕刀片，那么它在刀片軸上的排列與刀片的寬度、刀片輥的轉速和機組的前進速度有關，同一螺旋線上相鄰的兩個旋耕刀片之間存在一定的相位差。這種旋耕機的主要特點是不用再犁，受土壤限制少，可以減少耕地遇到的阻力，降低作業能耗。

土壤粉碎技術：旋耕機的主要技術特點之一是其非常強大的土壤破碎能力。在拖拉機的動力輸出下，旋耕機可以實時切割土層。如果一次碎土效果不好，可以反復進行，最后可以得到非常疏松的耕作層。而且土壤破碎后，表土分布均勻，非常平整，不會有起伏。

拖拉機動力利用：旋耕機作為農業機械設備，具有穩定可靠的動力源。只要設備狀態正常，使用得當，就能連續高效地工作。此外，旋耕機的掩埋行程較短，因此效率進一步提高。從耕整地的實際情況來看，旋耕機剛啟動時，拖拉機動力弱就可能打滑；但是，當旋耕機進入工作狀態時，犁刀快速旋轉，其對土層的切割方向與拖拉機的前進方向相反，因此土塊會對刀片產生一個與拖拉機前進方向相同的反作用力，并對拖拉機產生一個推力，從而使拖拉機動力得到充分利用。

操作功能集成技術：耕整地作業內容多，傳統的人工耕整地方式只能逐項完成作業內容。本旋耕機具有操作和功能一體化的技術特點。也就是說，通過旋耕機的應用，可以一次性完成多個作業環節，既節省了作業時間，提高了作業效率，又降低了能耗。

節能：綠色農業一直是我國農業的重要發展方向。隨著我國農業生產效率的提高，許多研究人員致力于旋耕機節能技術的研究。通過研究發現，旋耕機的節能性能與旋耕刀密切相關。優化旋耕刀的設計和調整刀片的排列可以提高旋耕機的節能性能。

聯合經營：

農業生產中使用的旋耕機機械更換頻率高，機械在作業過程中經常損壞。為了降低設備成本，旋耕機正朝著滅茬、深松、碎土、起壟等一系列耕作作業一體化的方向發展。目前，山東奧龍研發的一種免耕施肥播種機同時具備翻耕、播種、覆蓋和充壓功能。該機的研制成功，使一機多用、聯合作業成為可能。

高精細度

目前，我國農業生產中應用最廣泛的水平旋耕機存在耕深淺、工作效率低、作業功率大等問題。水平旋耕機的大規模應用在一定程度上造成了土壤耕深變淺，土壤保墑能力下降，根系不能充分生長，不僅會導致水土流失等生態問題，還會降低農作物的產量。因此，增加旋耕機的耕作深度、提高工作效率和作業功率已成為旋耕機的發展方向。寬幅、高速、深耕的旋耕機可以完成高精度的農業耕作，必將成為旋耕機的發展趨勢。

應用范圍廣

中國的耕地并不都位于便于機械耕作的平原地區，但在中國的山區和丘陵地區仍有大量的耕地。無法在山區和丘陵地區進行機械耕作已成為中國農業進一步發展的主要障礙。由于山區和丘陵地區耕地面積小，分布不集中，而且耕地的耕作環境比平原地區復雜，旋耕機無法發揮其作用。目前，我國一些研究所正在研制一種能適應山地環境的柔性旋耕機。1GZ-120旋耕機可以適應耕地面積較小的山區和丘陵地區，但該旋耕機尚未大規模生產和應用，相關人員仍在完善該設備的生產和應用。應用范圍廣已成為旋耕機的眾多發展趨勢之一。

智能和自動化

隨著世界科學技術的不斷提高，許多行業借助互聯網技術和計算機技術等現代技術實現了智能化和自動化生產。作為農業發展方向的智能化和自動化生產的實現需要旋耕機等農業生產設備的推廣。目前已有學者開始嘗試借助現代技術在旋耕機上安裝電子設備和傳感器，實現智能化、自動化生產。PLC控制系統在農業生產中的應用可以有效地檢測旋耕機的耕作深度。一旦旋耕機作業過程中實際耕作深度未達到預設值，上位機將立即發出相關信號并實現作業速度和耕作深度的自動調整。