大馬力拖拉機輪的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種拖拉機輪，具體的說是一種用于大馬力拖拉機的拖拉機輪。
【背景技術】
[0002]60馬力及以上拖拉機(以下簡稱大馬力拖拉機)在節約農時、提高作業效率，降低作業成本等方面有著絕對優勢。我國北方以旱地為主，主要是旱地拖拉機，南方以水田為主，主要是水田拖拉機，下面分別對大馬力旱地拖拉機與水田拖拉機各自存在的問題加以論述。
[0003]1、旱地拖拉機。馬力拖拉機自身重量大，下田作業時重量都在55_80kg/馬力及以上，60馬力及以上拖拉機整體重量(含農機具)都在3.5噸以上，對土壤造成很大的壓實效應。北方旱地谷物聯合收割機自重更大，國家強制要求小麥、玉米等谷物聯合收割機必須安裝秸桿粉碎裝置，這使得收割機的馬力數急劇增大，120馬力及以上的聯合收割機在北方旱地隨處可見，其下田作業重量都在8噸以上，尤其是市場占有率占絕對優勢的輪式聯合收割機，對土壤的壓實效應非常嚴重。土壤壓實后耕作阻力增大、作業能耗增加。土壤壓實使農田土壤對雨水的海綿式蓄水效應消失，雨水不能及時滲入地下，洪澇加劇，土壤侵蝕加劇，國家每年投入大量專項資金進行土壤深松作業以緩解壓實效應。
[0004]2、水田拖拉機。我國水田拖拉機采用沉式原理，與相同馬力旱地拖拉機相比，水田拖拉機輪胎窄、花紋高，目的是讓拖拉機依靠自身重量盡快讓輪胎沉入水田底部的硬底層上，使拖拉機行走在硬底層上，依靠輪胎與硬底層土壤之間的摩擦力和花紋橡膠塊對硬底層土壤的剪切作用獲得前進驅動力。水田土壤稀軟，承載能力差，拖拉機在水田中行駛時輪胎壓出很深的輪轍，兩條輪轍隨拖拉機一起向前推進，整機行駛阻力大;另外，拖拉機輪胎在水田中滑轉率高，操作者經常有“有力用不上”的感覺。實踐表明，沉式原理對小馬力輕量級拖拉機是行之有效的，但對大馬力重量級拖拉機是行不通的。大馬力拖拉機自身重量大，對水田硬底層的破壞性強，會讓水田泥腳逐年加深，作業阻力逐年增大，效率逐年降低，陷車可能性逐年增大；會讓水田表面很平整，但底部布滿輪轍暗溝，影響后續機插秧作業質量。我國北方90-140馬力段的大馬力旱地拖拉機隨處可見，但南方很難見到70馬力以上的水田拖拉機，絕大部分都在55馬力以下，隨著土地經營規模的不斷擴大，如何解決大馬力拖拉機下水田問題，這是我國南方稻作區面臨的重大難題。
[0005]為解決上述問題，研究人員想到了各種方法，履帶拖拉機接地面積大，土壤壓實效應小，但旱地履帶拖拉機作業效率比同馬力輪式拖拉機低，且購機成本及維護費用都比較高，所以旱地履帶拖拉機在拖拉機市場中所占比例很小;對于水田履帶拖拉機，由于水田表層土壤稀軟、承載能力差，土壤對履刺的前推驅動能力差，增大履刺高度會惡化拖拉機的道路行駛平順性，所以市場上很少有80馬力及以上水田履帶拖拉機。雙排輪驅動可降低拖拉機接地壓強，但成本高，對窄路的通過性差。機耕船接地面積大，在水田中不下陷，但兩輪驅動機耕船發動機不超過25馬力，作業效率低，四輪驅動機耕船重心低，驅動輪半徑小，驅動阻力大，所以市場上尚沒有80馬力及以上機耕船產品。
[0006]綜上所述，旱地土壤因為受到大馬力農業機械的反復輾壓，土壤壓實嚴重，耕作阻力大、能耗大、作業幅寬不能隨拖拉機馬力數的增大而明顯增大;大馬力水田拖拉機破壞稻田硬底層，輪轍深、拖拉機行走阻力大，驅動力不足，容易陷車，如何解決80馬力以上大馬力拖拉機下水田問題，這已經是稻農們擴大水田經營規模的制約性因素。
【發明內容】
[0007]本實用新型的目的是為了解決上述技術問題，提供一種結構極為簡單，靈活適用于旱地和水田作業和正常道路行駛，能大幅度減輕旱地土壤壓實效應，大幅度增強拖拉機驅動力、提高水田作業效率、避免傷及硬底層的大馬力拖拉機輪。
[0008]技術方案包括輪輞，所述輪輞外圈表面沿軸向設有多片板狀的輪棘，相鄰輪棘間填充橡膠墊，所述橡膠墊的外表面高于輪棘的上端。
[0009]所述輪棘的高度為100-200mm。
[0010]所述橡膠墊經螺栓固定在輪輞上。
[0011]還包括有輔助輪輞，所述輔助輪輞經螺栓固定在輪輞的一側，所述輔助輪輞的外圈表面沿軸向設有多片板狀的輔助輪棘。
[0012]所述輔助輪輞的外圓直徑與所述輪輞相等，所述輔助輪棘的高度與所述輪棘的高度相等。
[0013]所述輪輞的寬度為對應馬力拖拉機旱地橡膠輪寬度的1.3-1.6倍。
[0014]發明人對【背景技術】中存的問題進行了深入研究發現:造成旱地土壤壓實、水田輪轍深、拖拉機行走阻力大等現象的根本原因是農田拖拉機在田間作業過程中獲取驅動力的原理存在問題。拖拉機在旱地作業過程中的牽引力來自輪胎與表層土壤之間的摩擦力，而摩擦力與正壓力即拖拉機自身重量成正比例，大馬力拖拉機為發揮其強勁驅動力，就要通過增加配重鐵、輪胎注水等方式增大整機重量，從而加劇了土壤壓實、增大作業阻力與能耗。人們通常認為拖拉機通過增重只要驅動力的增加量大于作業阻力增加量，都是值得的，這就造成了深層土壤的永久性年復一年壓實效應，以至于要付出更大的代價進行深松作業。深松阻力更大，需要更大馬力、更大重量的拖拉機，造成更深層土壤的壓實，這是一種惡性循環，造成土壤退化、生態失衡。與旱地拖拉機驅動力獲取原理相類似，水田拖拉機的驅動力主要與其自身重量成正比，但拖拉機在水田中作業阻力大，為獲得更大的驅動力，大馬力水田拖拉機必須有足夠大的使用重量，但是拖拉機在水田中的行駛阻力隨著輪轍深度的增大而急劇增大，所以增大重量獲得的額外驅動力常常被輪轍加深造成的前進阻力所抵消。
[0015]基于上述研究發現，發明人對現有的大馬力拖拉機輪進行改進，在取消了過去在輪輞外套裝橡膠輪胎的結構形式，在輪輞外圈表面沿軸向(即垂直于拖拉機的行進方向)設置多片板狀的輪棘，在田間作業時，輪棘會在拖拉機自身重量作用下刺入土壤耕層中，一方面可以松動土壤，減輕拖拉機后面掛接的耕作農機具(例如旋耕機、鏵式犁等)的作業負荷；另一方面可以減小驅動輪滑轉率，提高拖拉機田間牽引能力，提高作業效率。
[0016]基于帶有輪棘的輪輞不適用于在田間道路或馬路上行走，否則會造成路面和輪棘相互損傷的問題，發明人在相鄰輪棘間填充橡膠墊，并使橡膠墊的外表面高于輪棘的上端，同時將橡膠墊與輪輞采用螺栓連接，這樣，當安裝上橡膠墊時，就不影響拖拉機在路面上的正常行駛。通過取下或安裝橡膠墊可以自由切換拖拉機的田間作業和正常路面行駛兩種狀
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[0017]輪棘對拖拉機的驅動力來源于插入土壤的輪棘對土壤的剪切力與擠壓力，這種剪切力和擠壓力客觀上起到了預耕作效果，并且由于輪輞上輪棘接地面積小，在拖拉機自重作用下可以快速完全地刺入土壤中，輪輞接觸到被輪棘松動的軟基土壤表面，隨著下沉量的增加輪輞接地面積急劇增大，從而阻止整機繼續下沉導致過分壓實土壤。由于輪棘為拖拉機提供的驅動力取決于其刺入土壤的深度、輪棘寬度及土壤力學特性等因素，與拖拉機自身重量沒有關系。因此，可以大幅度降低拖拉機自身重量，同時輪輞寬度大于同馬力拖拉機旱地橡膠輪寬度，從而進一步減輕對土壤的壓實效應，考慮到耕深農藝要求100-250_范圍內；所述輪棘的高度優選在100-200mm，當輪輞在被輪棘松動的軟基土壤上下沉30_50mm時，輪棘的刺入深度剛好與農藝上要求的耕深基本相同。輪棘過高會嚴重損傷水田硬底層，會使輪棘對旱地土壤的松動預耕深度大于后續耕作農機具的作業深度，增大預耕能耗;過低會降低輪棘對拖拉機的牽引驅動力，會降低預耕深度、弱化預耕效