铧式犁

中国传统铧式犁由古代木制耕地工具耒耜演变而来。耒耜始创于传说中的神农氏时期， 距今约5000年。耒为一根曲柄歧头的木棒，耜为耒端的横木。耒耜最初是由单人操作,后发展为两人相对、共同操作的“耦耕”法，再发展成一人在后推耒首，一个以绳向前牵曳的人力牵引式，最后用牛拉代替人力牵引，从而完成了向犁的演变(图 1)。中国用牛耕地至晚开始于殷代武丁至帝乙年间。商代的耒耜为木制，至西周时期出现了青铜犁铧。战国年间已开始使用铁制犁铧，并有了当时称为“勾庛”的曲面犁壁。到唐代已形成结构相当完善的畜力铧式犁。唐末陆龟蒙著<耒耜经>中所描述的犁与近代使用的传统畜力犁基本相同(图2)。唐代以后对犁的改进是在元代增加了刀,即犁刀。20世纪50年代初，中国开始生产和推广西方型畜力犁和经过改进的水田犁；1957年生产拖拉机牵引式五铧犁；60年代初生产悬挂式犁；到70年代中期，生产的旱地和水田铧式犁系列共30多种型号,分别与牵引力为5～25千瓦的拖拉机配套。

欧洲在 8世纪出现带有木制犁铧和犁壁的撒克逊犁。16世纪初发展成为由十几匹马牵引的大型畜力犁。1730年,装有木制犁壁的荷兰犁传入英国,经改进后成为欧洲有名的若泽罕犁。1785年英国开始生产铁制犁铧。1788年美国T.杰弗逊提出双曲抛物面犁体曲面的数学模型。1851年英国制成了用蒸汽机带动钢丝绳牵引的天平式双向犁，这是用机械动力代替人、畜力耕地的开始。1868年,美国开始使用中层较软、外层较硬的3层复合钢板制造犁壁，使其兼有必要的强度和耐磨性。直至19世纪末使用内燃机的拖拉机出现后，铧式犁仍始终是最主要的配套农具之一。1922年，英国制成了第一台悬挂铧式犁，使犁与拖拉机形成一体，最终改变了由拖拉机牵引畜力犁的作业方式。

铧式犁的主要工作部件是犁体，此外还有犁刀、覆茬器和安全器。

犁体 由犁铧、犁壁、犁侧板（或犁床）、犁托等组成（图 5），犁铧和犁壁的工作面组成犁体曲面。耕地时，土垡沿犁体曲面上升、破碎并翻转。铧式犁的耕作性能主要取决于犁体曲面的类型和参数：窜垡型犁体使土垡向上窜起后翻入犁沟中；滚垡型犁体则使土垡原地滚翻。曲面较陡、较短的犁体碎土性能强，但翻土能力较差；曲面较平缓、较长、扭曲度较大的犁体则与之相反。 普通铧式犁犁体耕翻的土垡断面为矩形。70年代初法国研制了土垡断面大致呈菱形的铧式犁体，被称为菱形犁体。其优点是在多铧犁上各犁体的纵向间距可比普通减少约1/3，而不致引起土垡拥塞。

犁刀 有直犁刀和圆盘刀两种，安装在犁体前方靠未耕地的一侧，用以垂直切开土壤，使犁体耕起的土垡整齐，耕翻后犁沟清晰，有利于提高耕地质量。

覆茬器 其作用是在土垡被犁体耕起前，先将靠未耕地一侧上层部分的土壤耕起并翻入犁沟内，随后由犁体耕翻的土垡将其覆盖，从而可使表层杂草大部分埋在下面。覆茬器的类型有铧式、切角式、圆盘式和覆草板式4种（图6）。铧式覆茬器也称小前犁。 安全器 为避免犁在遇到地下障碍物时造成损坏,常在铧式犁上装设安全器。整机式安全器装在牵引式犁的拉杆与拉环之间，有销钉式和弹簧式两种，遇障碍物时销钉被切断或弹簧被压缩，使犁同拖拉机脱开。单体式安全器装在每个犁体的犁柱上，有销钉式、弹簧式、滚力式等多种类型，当某个犁体遇到障碍物时，该犁体能自动向上抬起，越过障碍物。越障后，有的能自动复位，有的需人工复位。

铧式犁是一种耕地的农具，为全悬挂式铧式犁，由在一根横梁端部的厚重的刃构成，通常系在一组牵引它的牲畜或机动车上，也有用人力来驱动的，用来破碎土块并耕出槽沟从而为播种做好准备。

按牵引动力不同分为畜力犁和机力犁。机力犁按挂接方式不同分牵引犁、悬挂犁和半悬挂犁；按用途不同则有通用犁、深耕犁、开荒犁、水田犁、山地犁、果园犁等之分。此外还可按结构的不同分为双向犁、调幅犁等；按作业犁体的数量分为单铧犁、双铧犁、三铧犁等；按犁的重量和适应土壤的类型则可分为重型犁、中型犁和轻型犁。在铧式犁的基础上增加旋耕、松土或平地等部件可构成各种类型的联合耕作机。

双向犁是在耕地的往返行程中，能使土垡始终向田块的同一方向翻转的铧式犁。起初是为了在耕斜坡地时使之总是向下翻垡而设计的，所以又称山地犁。它有多种型式：有的只用一个犁体，可以向左翻垡，也可转换成向右翻垡，如中国在20世纪70年代创制的摆式双向犁（图 3）；欧美各国曾发展的天平式、键式和滚翻式等双向犁，现已不再使用，60年代以来着重发展翻转式双向犁（图4）,犁上装有翻垡方向相反的两种犁体，在往返行程中交替使用，其耕翻质量较好，但犁的重量大。

土壤基本耕作机械用以对土壤进行翻耕、松碎或深松、碎土所用的机械，包括桦式犁、圆盘犁、凿式犁和旋耕机等。

土壤耕作最常用的机具。它的主要工作部件是由犁铧、犁壁等组成的犁体。犁铧和犁壁的工作面为连续、光滑的犁体曲面，其形状和参数根据不同的土壤和耕作要求选取，并与机组的行进速度有关。不同的犁体曲面具有不同的翻土、松土、碎土和覆盖杂草残茬等作用。图1为中国南方系列铧式犁中的悬挂水田六铧犁。80年代初出现的调幅犁是铧式犁传统结构的一个较大突破。调幅犁的调幅程度通过改变主梁与机器前进方向的夹角大小而变化，以适应在各种土壤条件下耕作时的不同阻力。双向犁是铧式犁的一种特殊形式，带有左翻和右翻两组犁体(普通铧式犁都用右翻犁体)，或带有翻垡方向可以变换的一组犁体，使犁在耕作的来回行程都向同侧翻土，耕后地表不留沟埂。这种犁常用于斜坡地、灌溉地、小块地和形状不规则地块的耕翻作业。

圆盘犁的工作部件是与铅垂面约成20°倾角、而与前进方向成40°~50°偏角的凹面圆盘。作业时，圆盘在土壤反力作用下转动前进，由圆盘刃口切下的土垡沿凹面升起并翻转下落。圆盘犁能切碎干硬土块，切断草根和小树根。它适用于多石、多草和潮湿粘重的土壤以及高产绿肥田的秸秆还田后的耕翻作业，但在一般土壤条件下，其翻土、碎土和覆盖性能均不如铧式犁。

它的工作部件是1~3列带刚性铲柱的凿形松土铲，耕地时松土而不翻转土层，耕后地表留有残茬覆盖，可减少水土流失，适用于干旱、多石和水土流失严重地区的土壤基本耕作。耕深一般为30厘米，用于干旱地的土壤改良时最大耕深可达45~75厘米。

工作部件旋耕刀滚是在一根水平横轴上按多头螺纹均匀配置的一组切土刀片，由拖拉机动力输出轴通过传动装置驱动，旋转切土和碎土，一次作业即可达到种床准备要求。它主要用于水田、蔬菜地和果园的耕作。表土耕作机械 表土耕作机械包括圆盘耙、钉齿耙、镇压器和中耕机等。

由成组排列的凹面圆盘配置而成。圆盘的刃口平面与地面垂直，而与前进方向成一偏角(作业状态)。它用于翻耕后的碎土平整、收获后的浅耕灭茬和果园的松土除草等项作业。

工作部件为等距、间隔配置在耙架上的若干排钉齿，可用于松碎耕地后的土壤、破碎雨后地表形成的硬壳和作物苗期除草等作业。

由圆盘耙组、缺口圆盘耙组、星形耙组和轧滚等工作部件前后配置而成，用于水田耕翻后的碎土、平整作业。根据地区和土壤条件的不同，可用这些工作部件组合成不同形式的水田耙。

用于耙后或播种后的表层碎土和压实作业，工作部件为镇压轮。镇压轮有圆筒形、环形或V形等，工作时活套在轮轴上。

用于作物生长期间的松土、除草、开沟和培土等项作业，常用的工作部件有除草铲、松土铲、通用铲和培土器等。在中耕机上加装施肥装置，可在中耕除草的同时施加肥料。水稻田的中耕可采用人力手推齿滚式水田中耕机，或由动力驱动的除草轮式水田中耕机。

联合耕作机械能一次完成土壤的基本耕作和表土耕作──耕地和耙地。其形式可以是两台不同机具的组合，如铧式犁-钉齿耙、铧式犁-旋耕机等;也可以是两种不同工作部件的组合，由铧式犁犁体与立轴式旋耕部件组成的耕耙犁等。

铧式犁和中耕机上常装有工作部件能自动避开树干并自动复位的装置。除树干周围的小块面积土壤外，可同时耕作果树行间和株间的土壤。