朱繼平　陳偉　袁棟　丁艷　夏敏　姚克恒

摘要：用Matlab仿真工具，通過(guò)仿真反轉(zhuǎn)旋耕刀片的運(yùn)動(dòng)軌跡，研究反轉(zhuǎn)旋耕刀的切削機(jī)制，分析反轉(zhuǎn)旋耕刀片影響整機(jī)驅(qū)動(dòng)功耗和作業(yè)質(zhì)量的因素。田間試驗(yàn)在高、低留茬麥茬地下，1GKF-200型反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)安裝IT245、直角刀、焊接刀和圓弧直角刀4種刀片，測(cè)定它們的驅(qū)動(dòng)功耗和作業(yè)質(zhì)量，通過(guò)對(duì)比評(píng)價(jià)刀片的技術(shù)性能。結(jié)果表明，安裝直角刀的機(jī)具在高留茬（留茬高度≥25 cm）和低留茬（留茬高度≤20 cm）條件下，均有良好的埋茬效果；低留茬條件下，機(jī)具驅(qū)動(dòng)功耗差異不明顯，值得進(jìn)一步研究。

關(guān)鍵詞：反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)；直角刀；IT245；焊接刀；圓弧直角刀；驅(qū)動(dòng)功耗；作業(yè)質(zhì)量

中圖分類號(hào)： S2223文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2017）21-0235-06

HJ13mm]

收稿日期：2016-12-27

基金項(xiàng)目：公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（編號(hào)：201503119-02-01）；江蘇省科技計(jì)劃項(xiàng)目（編號(hào)：SBN2014010318）。

作者簡(jiǎn)介：朱繼平（1963—），男，陜西寶雞人，研究員，主要從事耕整地機(jī)械研究。E-mail：zhujip@163com。

通信作者：陳偉，碩士，研究實(shí)習(xí)員，主要從事耕整地機(jī)械研究。E-mail：chenweiccbb@163com。

反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)以其良好的埋茬覆蓋效果，成為稻麥兩熟地區(qū)秸稈機(jī)械化還田的主要機(jī)具，也用于綠肥翻埋、有機(jī)肥混施、中低產(chǎn)田土壤改良。

反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)（又稱為反轉(zhuǎn)滅茬機(jī)、反轉(zhuǎn)滅茬旋耕機(jī)等）是反轉(zhuǎn)旋耕技術(shù)應(yīng)用的基本機(jī)型，其結(jié)構(gòu)形式有圓梁式、框架式2種。2種形式機(jī)具主要區(qū)別在于側(cè)邊齒輪箱體的方向，圓梁式向后傾斜，框架式與水平面基本垂直。傳統(tǒng)的圓梁式由于加工工藝復(fù)雜，加工費(fèi)用高，已逐漸被框架式所替代。

反轉(zhuǎn)旋耕技術(shù)不同于傳統(tǒng)的正轉(zhuǎn)旋耕技術(shù)，它的旋耕刀是由下向上切削土壤，作業(yè)時(shí)旋耕刀軸旋轉(zhuǎn)方向與旋耕機(jī)組驅(qū)動(dòng)輪的旋向相反，旋耕刀切削土壤的切削機(jī)制也不同于正轉(zhuǎn)旋耕作業(yè)，刀片切削土壤方向是由有約束的溝底向無(wú)約束的田面作用，在作業(yè)速度相同的情況下，刀片的切削速度可以取較小的值，理論上可以減少整機(jī)的功率消耗1]。

雖然反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)應(yīng)用較早，過(guò)去主要受大型拖拉機(jī)發(fā)展的影響，推廣應(yīng)用受到一定的限制。反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)使用中存在的主要問(wèn)題為整機(jī)功耗較大，生產(chǎn)率低。功耗大的主要原因是反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)一般仍采用傳統(tǒng)的正轉(zhuǎn)旋耕機(jī)的旋耕刀，刀身長(zhǎng)，刀片在土壤中的作用軌跡長(zhǎng)，刀片向上的升土和向后的拋土能力差，造成刀軸前方大量積土，刀片會(huì)對(duì)切下的土壤過(guò)度切削粉碎，使得機(jī)具整機(jī)功耗增加。

針對(duì)反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)沒(méi)有適用的旋耕刀片問(wèn)題，通過(guò)Matlab仿真工具，精確描繪刀片不同工況下的運(yùn)動(dòng)軌跡圖，以分析反轉(zhuǎn)旋耕刀的切削機(jī)制，為刀片的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。通過(guò)IT245、焊接刀、直角刀、圓弧直角刀田間對(duì)比試驗(yàn)，評(píng)價(jià)其作業(yè)質(zhì)量、機(jī)具功耗，以篩選適用的刀片。

1研究現(xiàn)狀

反轉(zhuǎn)旋耕的研究已有40多年歷史。國(guó)外，前蘇聯(lián)學(xué)者發(fā)現(xiàn)了反轉(zhuǎn)旋耕能減少切削阻力，穩(wěn)定耕深；日本學(xué)者發(fā)現(xiàn)反轉(zhuǎn)旋耕能實(shí)現(xiàn)深耕，提高作業(yè)質(zhì)量。國(guó)內(nèi)，王長(zhǎng)兵等提出了潛土逆旋理論，采用計(jì)算機(jī)仿真、數(shù)學(xué)建模、高速攝像等方式，進(jìn)行刀片的切削機(jī)制、拋土性能、刀片運(yùn)動(dòng)和功耗等方面的研究2-4]；陳鈞等研究了下切式節(jié)能型旋耕刀的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法，提出切削曲線成型法和正切面“凸胸扭翼”形狀能降低切土功耗5-6]；南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院丁為民等采用對(duì)比試驗(yàn)、理論分析方法，研究了反轉(zhuǎn)旋耕刀性能、切土扭矩的影響因素及反轉(zhuǎn)旋耕刀滑切角的計(jì)算方法7-8]；浙江大學(xué)馬旭等采用模糊試驗(yàn)分析方法，研制出了具有良好升拋能力的凹形鏟刀逆轉(zhuǎn)刀輥與開(kāi)式土鏟組合的拋土部件9]。

過(guò)去對(duì)常規(guī)反轉(zhuǎn)淺旋耕技術(shù)和潛土逆旋的深旋耕技術(shù)進(jìn)行了多方面的研究，從旋耕刀切削曲線成型、形狀等方面對(duì)節(jié)能型反轉(zhuǎn)旋耕刀提出了設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法，可以用于指導(dǎo)反轉(zhuǎn)旋耕技術(shù)的研究和應(yīng)用10]。但對(duì)提高反轉(zhuǎn)旋耕刀的升土和拋土能力的研究還不多，對(duì)影響反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)功耗和作業(yè)質(zhì)量因素的系統(tǒng)研究還明顯不足，實(shí)際應(yīng)用還沒(méi)有專用旋耕刀產(chǎn)品?，F(xiàn)行的反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)依舊采用傳統(tǒng)的正轉(zhuǎn)旋耕刀片，機(jī)具功耗大，秸稈覆蓋質(zhì)量無(wú)法完全滿足農(nóng)藝要求。因此，有必要對(duì)反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)刀片切削機(jī)制、刀片的升土和拋土過(guò)程進(jìn)行深入研究，以優(yōu)化反轉(zhuǎn)旋耕刀的設(shè)計(jì)，為反轉(zhuǎn)專用旋耕刀的設(shè)計(jì)提供技術(shù)指導(dǎo)。

2反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)的工作原理

反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)利用機(jī)組前進(jìn)速度和旋耕刀輥旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，完成對(duì)土壤的切削碎土和植被的覆蓋作業(yè)。反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)刀片切下土垡后，通過(guò)刀輥與機(jī)罩組成封閉的通道，向后拋出。刀具旋轉(zhuǎn)的同時(shí)也將根茬、地表的秸稈、雜草等植被帶起，向后拋出，長(zhǎng)的秸稈、雜草和根茬等被擋草柵擋下，落到前方，短的拋出擋草柵，落到后方。向后拋出的土垡，在與機(jī)罩碰撞下，改變方向，進(jìn)一步細(xì)碎化；由于土垡之間的質(zhì)量、體積差異，受到空氣阻力、土塊之間相互作用的影響，落到機(jī)組后方，完成植被的覆蓋作業(yè)（圖1）。

3反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)刀具的切削機(jī)制

反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)的刀具從下向上切削，刀刃切土的順序與正轉(zhuǎn)相反，刀具的正切刃先切土，然后側(cè)切刃逐步切土。刀具刃部軌跡為水平向前直線運(yùn)動(dòng)和反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)形成的倒置余擺線。刀具的側(cè)切刃切出溝壁，正切刃切出溝底，正切面將切出土垡?guī)С?，并向后拋出。如圖2建立直角坐標(biāo)系，O點(diǎn)為刀軸中心，A點(diǎn)為刀刃上點(diǎn)，R為該點(diǎn)的回轉(zhuǎn)半徑，當(dāng)機(jī)組以速度Vm前進(jìn)，同時(shí)刀軸以角速度ω作業(yè)時(shí)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，刀軸中心到達(dá)O1，刀刃部的點(diǎn)為A1（x，y），其運(yùn)動(dòng)分析圖及運(yùn)動(dòng)方程見(jiàn)圖2、公式（1）。

FK（W11]TPZJP2tif]

x=Vmt+Rsin（ωt）；y=-Rcos（ωt）。JZ）]JY]（1）

公式（1）仿真后的旋耕刀運(yùn)動(dòng)軌跡見(jiàn)圖3。

FK（W12]TPZJP3tif]

4刀具對(duì)反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)作業(yè)功耗影響分析

影響旋耕機(jī)作業(yè)功耗的因素有很多，刀具結(jié)構(gòu)形式是重要的因素之一。對(duì)于反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)來(lái)說(shuō)，由于其作業(yè)工作原理和刀具的切土機(jī)制同正轉(zhuǎn)旋耕機(jī)不同，對(duì)刀具的結(jié)構(gòu)要求也有所不同。反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)功耗主要為驅(qū)動(dòng)功耗，公式（2）為驅(qū)動(dòng)功耗的計(jì)算公式：

P=Mω=Mπn30。JZ）]JY]（2）

式中：P為驅(qū)動(dòng)功耗，W；M為驅(qū)動(dòng)扭矩，Nm；n為轉(zhuǎn)速，rmin。

驅(qū)動(dòng)扭矩主要為克服刀具切削阻力、升土和拋土阻力等所需的作用力矩。影響刀具切削阻力的因素有刀具的切削角（或入土角）、刀刃的刃口鋒利程度、刀具正切面和側(cè)面寬度等。升土和拋土是反轉(zhuǎn)旋耕作業(yè)時(shí)重要的步驟，刀具需要把切下的土垡從下帶起，通過(guò)刀輥與機(jī)罩形成的通道，向后拋出。因此，提高刀具的升土和拋土能力，減少刀具對(duì)土垡的重復(fù)切削，可減少切削阻力，提高升土和拋土的效率，可以大大降低機(jī)具的功耗。影響刀具升土和拋土能力的因素主要有刀具安裝角、正切面的彎折位置和彎折角、結(jié)構(gòu)形狀、刀具正切面和側(cè)面寬度以及刀軸的轉(zhuǎn)速等。圖4為不同刀具入土角和出土角。

FK（W10]TPZJP4tif]

IT245型標(biāo)準(zhǔn)刀在耕深120 mm時(shí)，最低點(diǎn)的入土角為26°，耕深120 mm時(shí)的出土角（刀具正切面與地表的夾角）為33°；R245型直角刀入土角為36°，出土角為27°。一般情況下，入土角大，機(jī)具容易入土，但對(duì)土壤的擠壓嚴(yán)重，入土阻力增大；對(duì)反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)來(lái)說(shuō)，入土角大，刀具的升土和拋土能力增大。出土角大小主要影響刀具的升土能力，出土角小，刀具正切面的斜角小，土垡不容易滑落，升土能力強(qiáng)；反之，出土角大，土垡容易滑落，升土能力弱。

采用特殊刀具結(jié)構(gòu)，如給刀具側(cè)切面、正切面增加擋土面，改善土垡在刀刃面的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，可以增強(qiáng)土壤的升土和拋土能力。圖5為增加擋土面的刀具結(jié)構(gòu)示意圖。

FK（W9]TPZJP5tif]

適當(dāng)增加刀具正切面和側(cè)面寬度，可以增加刀具的載土量，從而提高刀具的升土和拋土能力。

不同作業(yè)工況影響刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡形狀，刀具出土?xí)r的切削速度方向不同，同樣也影響刀具的升土和拋土能力。圖6為不同刀軸轉(zhuǎn)速對(duì)刀具切削速度方向的影響示意。

如圖6所示，刀軸轉(zhuǎn)速200、240、280 rmin變化時(shí)，刀具出土?xí)r的切削速度V與地表線夾角逐漸變大，刀具對(duì)土垡向上的作用速度增大，刀具的升土和拋土能力增大，當(dāng)然刀軸轉(zhuǎn)速增加，整機(jī)的功耗也會(huì)增加。因此，選擇合適的刀具，還要配合適宜的刀軸轉(zhuǎn)速，既可以增加刀具的升土和拋土能力，又能降低大機(jī)具的功耗。

增大刀具的安裝角，減少刀具在土壤中的作用軌跡長(zhǎng)度，可以降低整機(jī)功耗。如IT245型旋耕刀，安裝角為22°，側(cè)切刃長(zhǎng)，滑切能力強(qiáng)，適用于正轉(zhuǎn)旋耕作業(yè)，防止地表的秸稈、雜草等纏繞，無(wú)法入土，但側(cè)切刃長(zhǎng)后，刀具在土壤中的作用時(shí)間延長(zhǎng)，整機(jī)功耗就大。直角刀一般安裝角為40°左右，側(cè)切刃縮短，滑切能力減弱，可以減少刀具在土壤中的作用長(zhǎng)度。地表的秸稈、雜草等長(zhǎng)度較短時(shí)，對(duì)其影響不大，只需帶向后方，當(dāng)?shù)叵赂巛^少時(shí)，可以降低整機(jī)的功耗。

5反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)刀片對(duì)其作業(yè)質(zhì)量的影響分析

反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)作業(yè)一般用于稻麥秸稈覆蓋還田和土壤耕整作業(yè)。農(nóng)藝對(duì)一般的旋耕作業(yè)質(zhì)量要求為耕深適宜、深度穩(wěn)定、土壤細(xì)碎、秸稈覆蓋嚴(yán)密、耕后地表平整等。對(duì)反轉(zhuǎn)旋耕作業(yè)，尤其提出要對(duì)秸稈適應(yīng)能力強(qiáng)，對(duì)低茬10 cm左右，還是高茬25 cm以上，要有良好的適應(yīng)性，對(duì)秸稈的種類和密度也要有好的適應(yīng)能力?？紤]到水稻旱直播和冬小麥種植的耕作要求，希望耕層上部0～5 cm范圍內(nèi)，秸稈量要少，以利于播種和后期作物的生長(zhǎng)。反轉(zhuǎn)旋耕作業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)需要引入耕層秸稈分布，通過(guò)測(cè)定耕層上層0～5 cm單位面積覆蓋的秸稈量占全耕層總秸稈量的百分比，評(píng)價(jià)秸稈覆蓋質(zhì)量。該指標(biāo)可以間接評(píng)價(jià)刀具及刀輥?zhàn)鳂I(yè)系統(tǒng)的升土和拋土能力，覆蓋在秸稈上的土層越厚，耕層上部的秸稈量越小，刀具及其刀輥系統(tǒng)升土和拋土能力就越強(qiáng)。刀具的切削能力強(qiáng)，有利于碎土；增加刀具的表面寬度，有利于提高升土和拋土能力，但是過(guò)大的表面寬度，尤其是正切面的寬度過(guò)大，刀具切下的土垡截面就大，影響機(jī)具的碎土效果，機(jī)具功耗也會(huì)增大。

64種刀片反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)田間對(duì)比試驗(yàn)

試驗(yàn)通過(guò)對(duì)采用設(shè)計(jì)或選擇的4種刀片反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)，在高留茬、低留茬條件下機(jī)具的作業(yè)質(zhì)量和整機(jī)功耗的考核，以評(píng)價(jià)刀片的適用性和功耗。

61試驗(yàn)條件

611試驗(yàn)機(jī)具

1GKF-200型反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)：框架式結(jié)構(gòu)；刀片排列形式為人字形；刀軸裝刀數(shù)為48把（原50把排列，左右兩側(cè)也是一內(nèi)一外，試驗(yàn)時(shí)拆除向外的刀具，以保證耕后溝壁的完整，減少土塊外拋）；刀軸設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速為200 rmin（n動(dòng)=540 rmin）、279 rmin（n動(dòng)=760 rmin），反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)選擇刀片形式見(jiàn)表1。

612配套拖拉機(jī)

考慮大馬力拖拉機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀，選用 JS-1304A型拖拉機(jī)；拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速：540、760 rmin，試驗(yàn)用760 rmin；試驗(yàn)擋位：低Ⅱ擋。

試驗(yàn)時(shí)控制拖拉機(jī)油門位置一致；機(jī)具耕深調(diào)整為10 cm。

613田間試驗(yàn)條件

土壤質(zhì)地為壤土，麥茬地，留茬高度為27～40 cm（平均：32 cm），留茬高度在25 cm以上為高留薦，耕前植被4 950 kghm2，無(wú)雜草和綠肥；其余情況見(jiàn)表2、圖7、圖8。

FK（W12]HT6H]STHZ]表1刀片形式HTSS]STBZ]

HJ5]BG（！]BHDFG11，WK15。4W]TPZJP5-1tif]TPZJP5-2tif]TPZJP5-3tif]TPZJP5-4tif]

BHDG12]IT245焊接刀直角刀圓弧直角刀

BHDWG42，WK15。4ZQW]SQ2]標(biāo)準(zhǔn)刀，安裝角22°，回轉(zhuǎn)半徑245 mm，工作幅寬50 mmSQ2]在IT245型標(biāo)準(zhǔn)刀基礎(chǔ)上通過(guò)焊接改造，增加刀身寬度，增設(shè)刀身?yè)跬撩鍿Q2]安裝角40°左右，回轉(zhuǎn)半徑245 mm，工作幅寬80 mm，正切刃為外延負(fù)角度SQ2]在直角刀的基礎(chǔ)上，正切面的切削刃做成內(nèi)收的圓弧BG）F]

614試驗(yàn)地點(diǎn)江蘇省淮安經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)廣州路辦事處小堆村；試驗(yàn)時(shí)間：2016年6月16日。

按照GBT 5668—2008《旋耕機(jī)》，結(jié)合編制的試驗(yàn)實(shí)施方案進(jìn)行。

62試驗(yàn)測(cè)試參數(shù)

測(cè)試參數(shù)包括驅(qū)動(dòng)功耗、耕深及耕深穩(wěn)定性、碎土率、植被覆蓋率；還有耕后田面情況和耕層秸稈分布等。

耕后田面情況：要求田面平整，無(wú)壅土、壅草情況，無(wú)明顯的漏耕，通過(guò)目測(cè)考核。

耕層秸稈分布：測(cè)定耕后土壤耕層中05 m×05 m×05 m 范圍內(nèi)各層的秸稈質(zhì)量，以0～5 cm耕層中秸稈質(zhì)量百分比包括秸稈、根茬（不包括根系部分）占全耕層中總秸稈質(zhì)量的百分比]表示。

63測(cè)試結(jié)果

試驗(yàn)一：高留茬條件測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3、表4。試驗(yàn)二：低留茬條件測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表5。

74種刀片反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)田間試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果分析

71不同刀片機(jī)具的作業(yè)質(zhì)量及分析

從表3、圖9、圖10、圖11可得出，（1）耕深。試驗(yàn)時(shí)通過(guò)液壓和鎮(zhèn)壓輥控制，按照當(dāng)?shù)剞r(nóng)藝要求，測(cè)定的結(jié)果基本符合

要求。（2）耕深穩(wěn)定性。測(cè)試結(jié)果均大于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBT 5668—2008《旋耕機(jī)》的規(guī)定（≥85%），符合當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)藝要求，刀片之間差異不大，直角刀最好。（3）碎土率。測(cè)試結(jié)果均遠(yuǎn)大于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)GBT 5668—2008《旋耕機(jī)》的規(guī)定（≥50%），刀片之間差異不大，IT245最好；由于本試驗(yàn)考慮刀在現(xiàn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用，機(jī)具配套拖拉機(jī)動(dòng)力較大，機(jī)具刀軸轉(zhuǎn)速較高，機(jī)具作業(yè)后碎土效果非常好。（4）植被覆蓋率。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，直角刀和焊接刀差異不大，IT245與焊接刀、直角刀相比差異較大，相差分別為134%、130%?？赡苁且?yàn)槠胀ǖ腎T245刀片，側(cè)切面和正切面小，正切面彎折角大（120°），向后的輸土能力差；正切刃的滑切角大，向后的帶秸稈能力差，影響了秸稈的覆蓋效果。（5）耕層秸稈分布。它是用于評(píng)價(jià)反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)作業(yè)質(zhì)量的新指標(biāo)，按農(nóng)藝需求秸稈應(yīng)盡量分布在土下5 cm以下，試驗(yàn)結(jié)果表明焊接刀最好，IT245次之，直角刀最差；直角刀按照理論分析輸土能力應(yīng)該好于IT245和焊接刀，主要原因可能是本次試驗(yàn)地留茬高度太高，達(dá) 27～40 cm（平均32 cm），土壤的水分較大（0～20 cm絕對(duì)含水率平均為2921%，容積含水率為3001%），造成試驗(yàn)時(shí)的刀片纏草嚴(yán)重，影響了刀片的輸土能力，加上耕前秸稈分布嚴(yán)重不均，相差最大達(dá)590 gm2，也會(huì)影響測(cè)試結(jié)果（圖8）；耕層秸稈的分布指標(biāo)也差，從圖11可以看出類似的結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)果表明，該指標(biāo)可以作為評(píng)價(jià)秸稈還田質(zhì)量的技術(shù)指標(biāo)。（6）耕后地表情況。它是直觀反映機(jī)具作業(yè)質(zhì)量的指標(biāo)。由圖10可知，4種刀片耕后地表平整，埋茬效果依次為直角刀、焊接刀、圓弧直角刀、IT245；IT245最差，地表遺留秸稈較多。測(cè)試結(jié)果表明，直角刀升土和輸土能力最好，焊接刀次之。說(shuō)明減小刀片的彎折角、增大側(cè)切面和正切面可以提高埋茬能力。

72不同刀片機(jī)具的驅(qū)動(dòng)功耗

不同刀片機(jī)具的驅(qū)動(dòng)功耗能反映整機(jī)的使用經(jīng)濟(jì)性，也是評(píng)價(jià)刀片質(zhì)量的重要指標(biāo)。由于影響機(jī)具功耗的因素很多，本試驗(yàn)主要考核刀片對(duì)機(jī)具功耗的影響，不同刀片應(yīng)該在同一工況下評(píng)價(jià)，由于田間試驗(yàn)的不確定性因素多，試驗(yàn)區(qū)土壤堅(jiān)實(shí)度不均勻，會(huì)影響機(jī)具功耗的測(cè)試結(jié)果。

從表4、圖12可知，試驗(yàn)一機(jī)具的驅(qū)動(dòng)功耗由大到小依次為圓弧直角刀、直角刀、焊接刀、IT245。直角刀作業(yè)時(shí)刀片纏草嚴(yán)重，刀片的切土阻力大，造成整機(jī)的功耗大；圓弧直角刀作業(yè)時(shí)有刀片基本無(wú)纏草，但由于可能是試驗(yàn)時(shí)機(jī)手對(duì)拖拉機(jī)的油門控制過(guò)大，旋耕刀軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)高于其他3種刀片，機(jī)組作業(yè)速度也高于其他刀片。

低留茬條件下的驅(qū)動(dòng)功耗差距不明顯（圖13），IT245的功耗稍大于直角刀，IT245耕深大于直角刀，作業(yè)速度又小于直角刀，兩者的影響可以互相抵消。試驗(yàn)時(shí)直角刀也無(wú)纏草，耕后地表直角刀優(yōu)于IT245。

8結(jié)論

反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)采用直角刀，土壤質(zhì)地為壤土，留茬高度不大于20 cm，作業(yè)后地表平整，埋茬嚴(yán)密；旋耕刀軸作業(yè)時(shí)也基本無(wú)纏草，整機(jī)功耗與IT245差異不大。直角刀、圓弧直角刀、焊接刀均可以提高機(jī)具的埋茬質(zhì)量，耕后地表情況為直角刀最好。直角刀不適用于留茬高度大于25 cm的麥秸稈還田作業(yè)，機(jī)具的刀軸纏草嚴(yán)重，功耗遠(yuǎn)大于其他刀片；圓弧直角刀可以減少刀軸纏草，值得深入研究。采用耕層秸稈分布指標(biāo)，可以反映農(nóng)藝對(duì)麥秸稈覆蓋還田旋耕作業(yè)的技術(shù)要求，能用于間接評(píng)價(jià)反轉(zhuǎn)旋耕刀具及機(jī)具的升拋土能力。要降低反轉(zhuǎn)旋耕機(jī)作業(yè)功耗，刀軸轉(zhuǎn)速需嚴(yán)格控制，盡可能不超過(guò) 280 rmin。

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