农用作业轮胎耙结构设计方案

　　在旱作耕地与播前整地的作业场景里，轮胎耙是替代传统钉齿耙、圆盘耙的常用表层整理机具，尤其适配东北、西北规模化种植区域的黏重土壤、秸秆还田后地块的表层碎土作业，不会像重型圆盘耙那样过度扰动深层土壤结构，也能避免钉齿耙容易缠草挂茬的问题。这套轮胎耙的结构设计，核心是利用废弃橡胶轮胎的弹性形变特性，替代传统刚性耙齿，作业过程中轮胎胎面的花纹块能切入表层3-8厘米的土层，将土块挤压破碎，同时把地表残留的作物秸秆、根茬压入表层土缝隙中，减少残茬被风刮走造成的土壤流失，也能为后续播种作业创造平整、上虚下实的种床条件。

　　从结构布局来看，整套耙组采用多组轮胎横向排布的框架式结构，主框架采用矩形钢管焊接成型，安装边界适配多数50-120马力轮式拖拉机的后三点悬挂接口，悬挂点的上下连接销孔间距符合农用拖拉机悬挂装置的通用尺寸规范，不需要额外改装牵引架就能直接挂接作业。每组轮胎通过独立的铰接臂与主框架连接，铰接位置设置有阻尼调节结构，可以根据土壤硬度、碎土要求调整单组轮胎的下压力，在起伏不平的地块作业时，每个轮胎都能独立随地表起伏上下浮动，不会出现局部漏耙或者耙深过深的情况，作业幅宽可以根据配套动力调整，常规配置的作业幅宽在2.5米到4.2米区间，作业行进速度可以达到每小时6-10公里，作业效率比同幅宽的传统钉齿耙高出40%左右。

　　设计过程中重点考虑了轮胎耙的作业损耗问题，选用的轮胎胎面保留了原载重轮胎的耐磨橡胶层，胎体内部的帘线层完整保留，作业过程中碰到土壤里的小石块、作物根茬时，橡胶胎面会产生弹性形变避让，不会像刚性耙齿那样出现弯折、崩断的故障，日常作业的维护成本远低于传统耙具。轮胎与安装轴的连接采用免维护的密封轴承结构，轴承外侧设置有防尘挡圈，能阻挡田间的尘土、秸秆碎屑进入轴承内部，整个作业季不需要额外加注润滑脂。相邻轮胎的排布间距经过反复校核，横向间距设置为22厘米，作业时相邻轮胎的耙痕会有3厘米左右的重叠量，不会出现漏耙的条带，同时轮胎的安装角度设置为与前进方向呈15度偏角，作业时轮胎不仅有滚动挤压碎土的作用，还会产生轻微的侧向刮擦作用，能把表层土块进一步磨碎，同时把地表的凹凸处刮平。

　　在实际应用场景中，这套轮胎耙除了用于播前整地，还可以用于小麦、玉米播种后的镇压作业，调整铰接臂的下压力后，轮胎的接地比压可以控制在0.3-0.8公斤每平方厘米，既能把表层土壤压实，减少土壤水分蒸发，又不会压得过实影响种子发芽。在牧区的人工草场改良作业中，轮胎耙也可以用于划破草皮表层、撒播草种后的覆土镇压作业，橡胶轮胎不会对草场的原生草皮造成过度破坏，作业后草场的恢复速度更快。针对秸秆全量还田的地块，轮胎耙作业时能把竖立的秸秆压倒压入土层缝隙，避免后续播种作业时秸秆拥堵播种机开沟器，提升播种作业的通过性。

　　从安装适配的角度考虑，整套耙组的重心位置经过优化，挂接在拖拉机后悬挂时，整机的重心落在悬挂提升轴的合理受力范围内，拖拉机提升作业时不会出现翘头的情况，道路运输时轮胎耙的最低离地间隙大于30厘米，满足乡村道路的通行要求。轮胎的安装固定结构采用快拆式设计，当轮胎磨损到极限后，只需要松开轴端的固定螺栓就能快速更换轮胎，不需要拆解整个耙组框架，日常维护的操作难度很低，即使是没有专业维修经验的农机操作人员，也能在田间完成易损件的更换作业。