雷智高 李向春 何興村 王艷 段愛國(guó) 王忠 湯智輝 孟祥金 鄭炫 楊懷君

摘要?土地耕作是農(nóng)業(yè)耕整中最基本的作業(yè)環(huán)節(jié)，翻轉(zhuǎn)犁在耕作方面起著至關(guān)重要的作用。與傳統(tǒng)鏵式犁不同，翻轉(zhuǎn)犁改變了以前單一方向作業(yè)的方式，在犁架上安裝左右翻垡相反的2組犁體，進(jìn)行雙向交替作業(yè)，效率明顯提高。針對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外翻轉(zhuǎn)犁的研究現(xiàn)狀，總結(jié)了我國(guó)翻轉(zhuǎn)犁的類型以及工作原理，探討了國(guó)內(nèi)翻轉(zhuǎn)犁研制使用過(guò)程中存在的一些問題，并提出了促進(jìn)我國(guó)翻轉(zhuǎn)犁發(fā)展的有關(guān)建議，以期為翻轉(zhuǎn)犁的進(jìn)一步研發(fā)與應(yīng)用提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞?土地耕作;翻轉(zhuǎn)犁;研究現(xiàn)狀;發(fā)展;建議

中圖分類號(hào)?S22?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?A?文章編號(hào)?0517-6611（2021）03-0217-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.03.058

Abstract?Land?tillage?is?the?most?basic?operation?link?in?agricultural?tillage.?Flipped?plows?play?a?vital?role?in?tillage.?Compared?with?traditional?hoetype?plough，?flipped?plows?have?changed?the?ways?that?they?can?only?work?in?one?direction?before.?Two?sets?of?plow?bodies?with?opposite?lefttoright?hoeturns?are?installed?on?the?plow?frame，?and?the?twoway?alternating?operation?has?significantly?improved?the?efficiency.?According?to?the?current?research?status?of?flipped?plows?at?home?and?abroad，?this?paper?summarized?the?types?and?working?principles?of?flipped?plows?in?China，?discussed?some?existing?problems?in?the?development?and?use?of?flipped?plows?in?China，?and?put?forward?some?suggestions?for?promoting?the?development?of?flipped?plows?in?China，?so?as?to?provide?reference?basis?for?further?development?and?application?of?flipped?plows.

Key?words?Land?cultivation;Flipped?plow;Research?status;Development;Suggestions

土地耕作是整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中最重要的環(huán)節(jié)之一，翻耕機(jī)械的應(yīng)用與發(fā)展符合我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的要求，根據(jù)其耕作部件的工作原理，可大致分為鏵式犁、圓盤犁和旋轉(zhuǎn)耕耘機(jī)等類型，其中鏵式犁的應(yīng)用最多[1]。大多數(shù)鏵式犁在耕作過(guò)程中只能進(jìn)行單一方向的作業(yè)，效率明顯偏低，隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)的發(fā)展，翻轉(zhuǎn)犁可以很好地解決這一問題。

翻轉(zhuǎn)犁是通過(guò)在犁架上安裝2組左右對(duì)稱翻垡相反的犁體，在翻轉(zhuǎn)油缸的帶動(dòng)下犁體會(huì)跟隨犁架交替翻轉(zhuǎn)，在其往返的耕地作業(yè)過(guò)程中交替作業(yè)，犁耕過(guò)后會(huì)使得土垡垡片都向同一側(cè)覆蓋，地表更加平整，不會(huì)出現(xiàn)普通犁耕作過(guò)后形成的溝和梗，犁體空行少，提高工作效率[2]。近年來(lái)，翻轉(zhuǎn)犁以其獨(dú)特的工作方式得到了推廣應(yīng)用，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

1?翻轉(zhuǎn)犁的類型以及工作原理

1.1?翻轉(zhuǎn)犁的類型

翻轉(zhuǎn)犁是在普通犁的基礎(chǔ)上增設(shè)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)而成的，其類型有很多，按2組犁體的配置分為全翻轉(zhuǎn)式和半翻轉(zhuǎn)式2種，全翻轉(zhuǎn)式2組犁體呈180°相對(duì)配置，半翻轉(zhuǎn)式2組犁體的夾角大于90°。按換向動(dòng)力來(lái)源可分為機(jī)械式、氣動(dòng)式和液壓式;機(jī)械式是以犁在提升時(shí)懸掛機(jī)構(gòu)的提升力;氣動(dòng)式是將拖拉機(jī)的出氣口與翻轉(zhuǎn)犁的氣缸氣嘴相連接，實(shí)現(xiàn)犁體的翻轉(zhuǎn);液壓式是利用油缸、活塞以及活塞桿來(lái)驅(qū)動(dòng)犁體的翻轉(zhuǎn)，液壓式翻轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)[3]。

1.2?翻轉(zhuǎn)犁翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的工作原理

犁體翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)型式不同，其工作原理也不同，以普遍應(yīng)用的懸掛式液壓翻轉(zhuǎn)犁的工作原理來(lái)講，其結(jié)構(gòu)由油缸、懸掛架、犁架以及翻轉(zhuǎn)軸等組成。油缸分別與懸掛架和犁架相連接，懸掛架與犁架通過(guò)翻轉(zhuǎn)軸連接。作業(yè)時(shí)，犁到地頭轉(zhuǎn)彎時(shí)，駕駛員操縱拖拉機(jī)液壓開關(guān)使得油缸活塞桿縮回，在液壓油缸的作用下，犁架以翻轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)至與地面接近垂直狀態(tài)時(shí)，液壓閥體變換液壓缸油路方向，油缸活塞桿開始逐漸伸長(zhǎng)，犁架也會(huì)隨之繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，直至2組對(duì)稱犁體互換工作位置，此刻犁架與地面平行;當(dāng)?shù)搅硪贿叺仡^轉(zhuǎn)彎時(shí)，翻轉(zhuǎn)過(guò)程與上一次過(guò)程相反。

2?國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.1?國(guó)外研究現(xiàn)狀

國(guó)外對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械的研究較早，在20世紀(jì)60年代西方一些發(fā)達(dá)國(guó)家就已經(jīng)開始利用大型的農(nóng)業(yè)機(jī)械開展各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，也促使了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)向現(xiàn)代化、人機(jī)和諧、自動(dòng)化方向發(fā)展[4]。隨著技術(shù)的發(fā)展，耕地機(jī)械不斷進(jìn)行創(chuàng)新，當(dāng)涉及到高速、工作幅寬以及聯(lián)合作業(yè)等快速、高效的機(jī)組時(shí)，這與大功率拖拉機(jī)是分不開的，同時(shí)也帶動(dòng)著耕地機(jī)械的發(fā)展趨于成熟。

近年來(lái)，一些發(fā)達(dá)國(guó)家不斷將高端的技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備上，并不斷提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的科學(xué)技術(shù)含量，使得現(xiàn)在的農(nóng)機(jī)具發(fā)展為集機(jī)、電、液技術(shù)于一體的綜合作業(yè)農(nóng)用機(jī)械。

國(guó)外學(xué)者在翻轉(zhuǎn)犁理論的研究方面也取得了大量的研究成果，如犁體懸掛裝置的調(diào)整、整體機(jī)組性能的提升以及自動(dòng)掛接裝置、安全設(shè)施等方面的研究[5]。Formato?等[6]對(duì)土壤和犁體曲面之間的相互作用進(jìn)行了深入探討與研究。國(guó)外學(xué)者Aguilar等[7]發(fā)現(xiàn)一種可以準(zhǔn)確建立犁體曲面模型的方法。

自1780年雷肯公司創(chuàng)建以來(lái)，憑借其出色的創(chuàng)新技術(shù)，成為引領(lǐng)農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)的快速、高效發(fā)展的典范，并在1905年獲得了世界上第一個(gè)犁具的專利，現(xiàn)在翻轉(zhuǎn)犁的設(shè)計(jì)中還保留了一些當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)理念。同時(shí)，雷肯為世界上第一臺(tái)帶有液壓裝置的拖拉機(jī)設(shè)計(jì)配套的液壓翻轉(zhuǎn)犁，在德國(guó)本土雷肯翻轉(zhuǎn)犁在市場(chǎng)的占有率在50%以上[8]。

目前，國(guó)外在翻轉(zhuǎn)犁領(lǐng)域具有代表性的主要有美國(guó)約翰迪爾Z5T-CN6（RP1105）型五鏵液壓翻轉(zhuǎn)犁、德國(guó)雷肯懸掛式翻轉(zhuǎn)犁歐派EurOpal、法國(guó)庫(kù)恩MASTER系列翻轉(zhuǎn)犁、法國(guó)格里格爾-貝松HRP7型翻轉(zhuǎn)五鏵犁、格蘭LD翻轉(zhuǎn)犁等。

約翰迪爾?Z5T-CN6（RP1105）五鏵液壓翻轉(zhuǎn)犁，如圖1所示。通過(guò)采用高強(qiáng)度設(shè)計(jì)的犁鏟和具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的犁架，該犁架機(jī)構(gòu)可以與大功率的拖拉機(jī)配套作業(yè)使用，可以提高耕地作業(yè)的效率，圓柱狀犁體耕地翻垡覆蓋效果顯著，耕后地表適合農(nóng)作物的生長(zhǎng)，可以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。同時(shí)，也擁有可以方便、快捷地調(diào)整第一犁體位置的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，即可以通過(guò)一個(gè)螺桿對(duì)第一個(gè)犁體的位置進(jìn)行連續(xù)調(diào)整，這使得該犁體可以與多種型號(hào)的拖拉機(jī)配套使用[9]。

德國(guó)雷肯懸掛式翻轉(zhuǎn)犁歐派EurOpal系列，如圖2所示。單架犁最多可配有7鏵犁體，配套拖拉機(jī)最大動(dòng)力為220?kW。每一個(gè)關(guān)鍵部件都通過(guò)先進(jìn)的熱處理技術(shù)進(jìn)行加工，耐磨耐用，壽命長(zhǎng)，通過(guò)在犁柱上裝配安全剪切螺栓來(lái)保護(hù)犁體，通過(guò)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)限深輪也可以作為運(yùn)輸輪，翻轉(zhuǎn)犁可以輕松地犁到田埂地邊，還可以在壟溝內(nèi)以及壟溝上作業(yè)，并且隨時(shí)自由轉(zhuǎn)換[10]。

法國(guó)格里格爾-貝松HRP7型翻轉(zhuǎn)五鏵犁，如圖3所示，適用于132～169?kW拖拉機(jī)，在犁架方面，犁架上的犁梁為2個(gè)梁夾在一塊，既增大了整個(gè)犁梁的強(qiáng)度，又可以使得整個(gè)翻轉(zhuǎn)犁的重心靠后，有利于對(duì)系統(tǒng)起保護(hù)的作用。在犁柱方面，采用了空心部件的先進(jìn)鑄造技術(shù)，減輕了整個(gè)犁體的重量;在犁尖方面，采用高強(qiáng)度三孔自磨銳式可拆換犁尖，可以通過(guò)向前移動(dòng)犁尖來(lái)應(yīng)對(duì)犁尖的損耗問題，而且損耗過(guò)大的情況下可以將其調(diào)整方向繼續(xù)使用，使用時(shí)間長(zhǎng)，也是在原來(lái)犁鏟尖的基礎(chǔ)上進(jìn)行了創(chuàng)新[11]。

由于翻轉(zhuǎn)犁工作效率高、空行少等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)外發(fā)展非常迅速。翻轉(zhuǎn)犁的使用率在法國(guó)已經(jīng)達(dá)到70%，在意大利的生產(chǎn)率也在30%以上，美國(guó)翻轉(zhuǎn)犁的產(chǎn)量也占總量的50%以上[12]。

2.2?國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

2.2.1?翻轉(zhuǎn)犁整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀。

我國(guó)對(duì)翻轉(zhuǎn)犁的研究起步較晚，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中出現(xiàn)的矛盾與問題也越來(lái)越多，如耕地作業(yè)耗費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力，油耗大，效率低下等，同時(shí)也加劇了對(duì)現(xiàn)代大型農(nóng)業(yè)機(jī)械的需求，越來(lái)越多的學(xué)者加入到翻轉(zhuǎn)犁的研究中。

劉興愛[13]于2006年研制了與大功率履帶拖拉機(jī)配套的1LF-445型液壓翻轉(zhuǎn)犁，該犁體犁架更加安全可靠，而且犁體的工作幅寬變大。2008年，甘露等[14]根據(jù)農(nóng)藝的要求，設(shè)計(jì)了1FFSL-5型淺翻深松翻轉(zhuǎn)犁，如圖4所示。該犁通過(guò)鑿形深松鏟、翼鏟與土壤間的剪切和摩擦作用力使其出現(xiàn)相對(duì)位移，進(jìn)而進(jìn)行擠壓，以達(dá)到破碎土壤和翻垡的作用，并可經(jīng)過(guò)一次作業(yè)就達(dá)到耕前狀態(tài)的效果，且完成對(duì)土壤的淺翻和深松，可達(dá)到30～35?cm的深松深度，減少了作業(yè)的次數(shù)，降低成本，提高了作業(yè)效率。

張迅等[15]研發(fā)了1LFT-435調(diào)幅翻轉(zhuǎn)犁，該型犁體可以保證翻垡的土壤始終倒向一邊，耕后的地表非常平整不會(huì)留下溝痕，并且其工作寬度的調(diào)節(jié)也非常方便、快捷。

新疆地區(qū)土地面積廣大，但由于年降水量低以及土壤鹽漬化非常嚴(yán)重，土壤中秸稈含量多以及土塊成板結(jié)狀等問題，為研制適合新疆地區(qū)的耕地機(jī)械，新疆農(nóng)墾科學(xué)院學(xué)者做了大量的研究。針對(duì)國(guó)內(nèi)中小型拖拉機(jī)不能直接配帶液壓翻轉(zhuǎn)犁的問題，鄭炫等[16]于2011年自主研制了1LFQ-325型氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)犁，如圖5所示。該犁可與25.7～36.8?kW的中小型拖拉機(jī)配套使用，并且利用氣缸翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)犁體的翻轉(zhuǎn)，比機(jī)械式的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)更加靈活可靠。該犁通過(guò)三點(diǎn)懸掛機(jī)構(gòu)和拖拉機(jī)進(jìn)行連接，并通過(guò)將拖拉機(jī)剎車系統(tǒng)的排氣口和翻轉(zhuǎn)氣缸的氣嘴相連接來(lái)實(shí)現(xiàn)犁體的翻轉(zhuǎn)。啟動(dòng)機(jī)器，犁體落下開始前進(jìn)，直至達(dá)到穩(wěn)定耕深后再以工作速度前進(jìn)，完成第一行程之后，拖拉機(jī)開始換向，并踩下剎車，翻轉(zhuǎn)氣缸帶動(dòng)犁架進(jìn)行換向，然后開始進(jìn)行第二行程。該犁耕作速度可達(dá)到5.7?km/h，耕寬為740?mm，耕深為202?mm，翻轉(zhuǎn)到位率為96%，耕深、耕寬穩(wěn)定性變異系數(shù)均達(dá)到有關(guān)技術(shù)指標(biāo)。該試驗(yàn)結(jié)果表明，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

針對(duì)新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)的實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要，鄭炫等[17]于2012年研制出1LFS-435型淺翻深松翻轉(zhuǎn)犁，如圖6所示。該犁體分為2層，上、下層分別為鏵式犁體和松土鏟。犁體的翻轉(zhuǎn)由液壓系統(tǒng)控制，拖拉機(jī)的進(jìn)油口和出油口通過(guò)液壓油管與翻轉(zhuǎn)油缸連接構(gòu)成液壓回路，可以通過(guò)操縱液壓閥來(lái)實(shí)現(xiàn)犁體換向翻轉(zhuǎn)。作業(yè)時(shí)，上層犁體做正常的翻垡工作，下層犁體進(jìn)行犁底層土壤的松動(dòng)，該犁可以一次性完成耕深范圍內(nèi)的翻土以及松土，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的耕深要求。該犁深松深度可達(dá)400?mm，犁耕深度為280?mm，土垡破碎率為98%，翻轉(zhuǎn)到位率為96%，試驗(yàn)表明該犁的利用效率明顯提高，符合農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求。沈從舉等[18]研制出1LFT-435型調(diào)心調(diào)幅式液壓翻轉(zhuǎn)犁，解決了翻轉(zhuǎn)犁不能適應(yīng)各種不同拖拉機(jī)輪距和功率而出現(xiàn)的漏耕、重耕問題，從而提高了耕作效率，翻轉(zhuǎn)犁的研制與創(chuàng)新為我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

隨著國(guó)外大型農(nóng)業(yè)機(jī)械的引進(jìn)，國(guó)內(nèi)與大型拖拉機(jī)配套的耕地機(jī)具幾乎全被國(guó)外企業(yè)所占據(jù)[19]，為了開拓創(chuàng)新，迎合市場(chǎng)需求，賀江川等[20]于2016年設(shè)計(jì)研制了1LFT-550型調(diào)幅式液壓翻轉(zhuǎn)柵條犁，如圖7所示。該犁的犁體采用柵條式結(jié)構(gòu)，翻垡順暢、易脫土、阻力小，同時(shí)在主犁體前面加裝小附犁，具有更好的覆蓋效果，限深輪也可作為行走輪，折疊和調(diào)幅油缸的設(shè)計(jì)使犁體的翻轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)省力，機(jī)具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有創(chuàng)新性。該犁作業(yè)時(shí)耕速可達(dá)10.3?km/h，耕幅為2?500?mm，耕深為310?mm，碎土率在83%以上，田間試驗(yàn)表明作業(yè)質(zhì)量能夠達(dá)到農(nóng)藝的要求。

2.2.2?翻轉(zhuǎn)犁翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀。

翻轉(zhuǎn)犁的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)2組對(duì)稱犁體換向工作的關(guān)鍵部件，其翻轉(zhuǎn)性能的好壞直接決定了整個(gè)翻轉(zhuǎn)犁工作性能的好壞，為此國(guó)內(nèi)也對(duì)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)做了大量的研究。鄭德聰?shù)萚21]利用反求工程技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)，建立了翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型并做好了相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序，將其反求的結(jié)果應(yīng)用于與拖拉機(jī)配套的液壓翻轉(zhuǎn)犁，并將該犁投入生產(chǎn)。

隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展以及農(nóng)業(yè)的需要，我國(guó)學(xué)者也不斷追求翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新。為了改善翻轉(zhuǎn)犁的越中性能，鄭德聰?shù)萚22]于2007年利用極值法進(jìn)行翻轉(zhuǎn)犁裝配尺寸鏈的分析計(jì)算，并將設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)用于液壓翻轉(zhuǎn)犁，使得其越中性能良好。

金紅基[23]于2008年提出了單缸臥式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程，并對(duì)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的特性分析，發(fā)現(xiàn)該機(jī)構(gòu)可以保證在進(jìn)行180°翻轉(zhuǎn)時(shí)所需要的動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)性能要求。2008年，王會(huì)福[24]對(duì)新型ILF-435A型翻轉(zhuǎn)犁的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，并將設(shè)計(jì)的緩沖閥應(yīng)用到翻轉(zhuǎn)犁的液壓系統(tǒng)中，以便適用于不同類型的翻轉(zhuǎn)犁，對(duì)于翻轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的沖擊過(guò)度、翻轉(zhuǎn)不可靠、搖擺等問題可以有效解決，也因此獲得了國(guó)家實(shí)用新型專利。

羅進(jìn)軍等[25]于2016年通過(guò)對(duì)翻轉(zhuǎn)犁翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分析以及液壓油缸工作參數(shù)的計(jì)算，從而設(shè)計(jì)了一種能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)可靠翻轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，能以較小的換向沖擊力確保犁架的成功越中和換向。

2.2.3?翻轉(zhuǎn)犁犁體曲面的研究現(xiàn)狀。

犁體作為翻轉(zhuǎn)犁最核心的部件，通過(guò)切土翻垡來(lái)完成翻轉(zhuǎn)犁的耕作任務(wù)，因此犁體曲面的形狀也在很大程度上影響著耕作效果，長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)內(nèi)學(xué)者也一直將犁體曲面作為重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷成熟，許多學(xué)者利用參數(shù)化設(shè)計(jì)、仿真技術(shù)以及CAD技術(shù)研究犁體曲面，也逐漸成為犁體曲面研究設(shè)計(jì)的新方法。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以較好地解決在犁體曲面設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的諸多問題。

張士國(guó)等[26]在2007年利用Pro/E軟件研究出一種犁體曲面三維參數(shù)化CAD系統(tǒng)，三維犁體曲面結(jié)構(gòu)模型可以利用該系統(tǒng)自動(dòng)生成，大大縮短了犁體曲面的繪制周期，使整個(gè)制作過(guò)程的成本有所降低。同時(shí)，余貴珍等[27]以犁體曲面十二參數(shù)法數(shù)學(xué)模型以及犁體曲面的構(gòu)成線方程為基礎(chǔ)，通過(guò)知識(shí)庫(kù)來(lái)表達(dá)犁體曲面參數(shù)化設(shè)計(jì)過(guò)程中的專家經(jīng)驗(yàn)與設(shè)計(jì)常識(shí)，進(jìn)而編寫了犁體參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

2008年，楊化偉等[28]研究了水平直元線法來(lái)犁體曲面形成原理，開發(fā)了水平直元線犁體曲面參數(shù)化設(shè)計(jì)模塊，使水平直元線犁體曲面的優(yōu)化設(shè)計(jì)變得非常直觀和方便，有利于犁體產(chǎn)品進(jìn)一步開發(fā)的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。

趙鄭斌等[29]分析了國(guó)內(nèi)外高速犁體曲面的研究現(xiàn)狀，也對(duì)高速犁體曲面的成形方法進(jìn)行了總結(jié)與概括，并且土垡運(yùn)動(dòng)原理的參數(shù)化設(shè)計(jì)是當(dāng)前犁體曲面設(shè)計(jì)的重要方法。

3?翻轉(zhuǎn)犁應(yīng)用中存在的主要問題

（1）近些年，我國(guó)研制了各種各樣的翻轉(zhuǎn)犁，但大多數(shù)都是在國(guó)外機(jī)型的基礎(chǔ)上進(jìn)行仿制的，技術(shù)不夠成熟，設(shè)計(jì)的翻轉(zhuǎn)犁較為笨重，工作效率較低。

（2）由于制造工藝技術(shù)不足，國(guó)內(nèi)制造的翻轉(zhuǎn)犁的犁體及機(jī)架抗疲勞強(qiáng)度不夠，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能有效針對(duì)不同土壤類型;零部件制造精度較低，熱處理技術(shù)不足，導(dǎo)致翻轉(zhuǎn)犁在耕作過(guò)程中出現(xiàn)犁鏟尖斷裂、磨損快、局部變形、犁梁拉斷以及液壓缸漏油的問題，降低了翻轉(zhuǎn)犁工作的可靠性。

（3）我國(guó)土地面積較為廣泛，各個(gè)地區(qū)的氣候條件、土壤類型以及土壤規(guī)格各不相同，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的翻轉(zhuǎn)犁很難適應(yīng)各個(gè)地區(qū)的不同土壤環(huán)境，并且翻轉(zhuǎn)犁適合耕作土地面積大的地方，具有一定的局限性。

（4）整架翻轉(zhuǎn)犁有許多關(guān)鍵部件，而關(guān)鍵部件的連接需要各種不同型號(hào)的螺栓與螺母，在實(shí)際耕作過(guò)程中，因其螺栓以及螺母的數(shù)量較多，各個(gè)部件之間的松動(dòng)也較為頻繁，在上緊螺栓的過(guò)程中耗費(fèi)了大量的人力，降低了工作效率。

4?展望

（1）適當(dāng)放寬現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)機(jī)械化相關(guān)政策，根據(jù)我國(guó)各個(gè)地區(qū)的實(shí)際情況，制定合理、有效的推廣、補(bǔ)貼以及獎(jiǎng)勵(lì)政策并加大資金的投入，激勵(lì)研究學(xué)者自主創(chuàng)新的積極性，做到理論與實(shí)踐相結(jié)合。

（2）注重犁關(guān)鍵部件產(chǎn)品材料的研發(fā)、加工及熱處理工藝，找出適宜制作適應(yīng)不同土壤類型的犁關(guān)鍵部件的新材料，提升部件的加工精度，優(yōu)化部件熱處理工藝，爭(zhēng)取將犁鏟、犁尖、犁壁等關(guān)鍵零部件規(guī)模化、國(guó)產(chǎn)化制造，降低翻轉(zhuǎn)犁制造和使用的成本，打破國(guó)外產(chǎn)品長(zhǎng)期壟斷市場(chǎng)的局面。

（3）針對(duì)我國(guó)地理環(huán)境復(fù)雜的實(shí)際情況，要提高翻轉(zhuǎn)犁的適用性，相關(guān)的企業(yè)、工廠以及研究機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)犁體零部件應(yīng)制定統(tǒng)一的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，以便于用戶的選擇與使用。

（4）在設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)犁的過(guò)程中，應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，使盡可能多的部件整體化，以減少螺栓以及螺母的使用，減少螺栓的松動(dòng)，提高其工作效率。

5?小結(jié)

在分析國(guó)內(nèi)外翻轉(zhuǎn)犁研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，指出了我國(guó)翻轉(zhuǎn)犁應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的一些問題并提出相應(yīng)的發(fā)展策略。翻轉(zhuǎn)犁作為耕地機(jī)械發(fā)展過(guò)程中里程碑式的創(chuàng)新，為我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械向著自動(dòng)化、多樣化以及現(xiàn)代化的方向發(fā)展作出了重大的貢獻(xiàn)，對(duì)于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展也具有十分重要的意義。

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