旋耕机的工作原理及作业存在的问题

农业生产的机械化耕整地作业是栽培工作的前提，良好的耕整地作业质量有利于保证农业生产的顺利进行。旋耕机是我国农业生产广泛使用的耕整地机械，通过旋耕机作业能够有效细碎土壤，并使土壤达到待播种状态，在缩短耕整地作业时间的同时，有效降低农业生产的人力资源消耗。

1 旋耕机的工作原理

旋耕机是通过刀齿旋转作为主要工作部件来细碎土壤的农业机械。旋耕机按照旋耕刀轴的排布形式可分为横轴式旋耕机和纵轴式旋耕机两类，在我国的农业生产中，以横轴式旋耕机的使用居多。旋耕机的翻耕作业，既能实现良好的碎土效果，又能够有效地翻动和混合土壤，并保证作业后土壤的平整程度，有利于旱地的播种或水田插秧作业的进行。旋耕机多使用拖拉机为动力源，实现行驶和运转的动力供给。旋耕机的作业对农作物根茬及田间杂草的处理能力不足，通常在旋耕作业前需要进行灭茬作业。

以横轴式旋耕机为例，其主要包括了传动结构、作业结构和辅助结构三大部分。传动结构由万向节总成，变速箱及传动箱总成等部件组成;作业结构包括旋耕刀轴、定位轮及镇压装置等组成;辅助结构包括了悬挂连接架、防磨板，罩壳托板以及撑脚等零部件组成。通常情况下，旋耕刀轴上的刀片是按照多头螺旋线的形式分布安装的，拖拉机通过传动结构传递给旋耕刀轴的工作转速通常在190 ～280 r/min，旋耕刀轴的旋转方向通常与行进方向一致，通过旋耕刀片将土层向后方切削，土壤会因惯性力被抛洒到后方的托板及罩体上，使土壤实现进一步的细碎。旋耕刀轴的旋转方向有利于减小拖拉机的牵引阻力，甚至能够通过刀轴旋转给予拖拉机一定的推动力。旋耕刀轴的刀片按照形式可以分为直角刀、弧形刀、凿型刀、弯刀等很多种，每种刀具具备各自的使用特点，应根据土壤性质合理选择。

2 作业质量的影响因素

(1)行驶速度及刀轴转速的影响。通过对农业生产中的实际情况进行调研，理论上来说，拖拉机的行驶速度越慢、刀轴的旋转速度越快，越有利于土壤的细碎和均匀混合，但受限于作业效率和资源节约的要求。通常情况下，拖拉机的行驶速度控制在 2 ～ 3 km/h，旋耕刀具的转速在 270 ～300 r/min 较为合适，具体情况应视旋耕机生产厂家的建议要求进行调整，以免在使用中对旋耕机造成损坏。

(2)刀片排布形式的影响。旋耕刀片作为旋耕机的主要工作部件，需按照一定的规律安装与刀轴之上，无论采用什么种类的刀片，其安装后在相邻的刀片之间都会存在一定的夹角，而此夹角的大小对于旋耕机的作业质量及作业效率都具有一定的影响。通常情况下，相邻刀片之间的夹角越大，破碎后土块的平均体积越大，土壤的细碎程度越低，作业效果越差。但此时由于切削产生的阻力更小，消耗的功率也更低。因此，为达到土壤细碎和能源节约的双重要求，应根据地区作业特点适当选择刀片类型和夹角大小以及刀片数量，必要时进行试作业确定。

(3)作业幅宽的影响。作业幅宽对土壤的细碎效果起到间接的影响关系，通常来说，旋耕机选择了合理的作业速度及刀具排列方式后，作业的效果已基本确定，但由于作业幅宽的不同会影响到所需拖拉机的配套动力，因此，合理的对旋耕机和拖拉机进行动力匹配也很关键。作业幅宽过小，易造成拖拉机的动力闲置和浪费，而选择作业幅宽过大。由于拖拉机无法提供足够的动力，易影响旋耕作业效果，此外，旋耕作业的幅宽还应根据作业深度和旋耕比阻等因素综合确定。

3 旋耕机作业存在的问题

(1)旋耕作业对田间的残茬处理能力不足，难以有效地对残茬进行破碎，且由于残茬的覆盖和杂草的影响，使旋耕机作业的土壤环境更为复杂，如不事先进行灭茬作业，常存在着耕作质量不合格、耕深不达标等问题，影响后续的种植作业效果。

(2)普通的旋耕作业，由于连年作业，对土壤的耕层底部形成反复的挤压并压实，易造成耕层变浅，土壤犁底层加厚等问题，易导致可用土壤减少，耕层养分及微生物数量降低，不利于蓄水保墒和农作物生长，必须每隔 3 年左右定期进行深松作业才能解决。

(3)部分旋耕作业易造成土壤耕层过于疏松，若缺乏可靠的压实或耙耢作业，易出现表层土壤过于松软，不利于形成上实下松的土壤耕层结构，导致土壤的蓄水保墒能力变弱，同时容易出现水土流失等问题。

总之，在现代化的农业生产中，对于旋耕作业的质量和节能环保的要求越来越高，旋耕机的作业必须综合考虑到作业质量、效率和能耗等多方面因素，并通过旋耕机结构的合理配置以及作业方式的合理选择，来保证旋耕作业及时、可靠的完成翻耕土壤的作业要求，保证农业生产后续工作的顺利进行。