CN109819722B - 一种入土角可调的双行自锁式开沟器 - Google Patents

Abstract

一种入土角可调的双行自锁式开沟器属农业机械技术领域，本发明中左右入土角调节组件关于机架中心线对称设置，二变位轮的中心孔与中轴中二段轴Ⅰ的二键槽键连接；二轴承Ⅰ内圈与中轴的左右段轴Ⅱ过盈连接，二轴承Ⅰ外圈与机架中左右挡板的中心孔Ⅲ过盈连接；左右入土角限位机构的二连杆和二弹簧位于机架的左右支架内，左右入土角限位机构的二顶尖与左右入土角调节组件中二变位轮的轮齿滑动连接；二螺母与中轴两端螺纹连接；本发明能方便调节入土角，且入土角变位轮能自锁，能有效抵抗土壤阻力变化带来的冲击和振动，使开沟器在作业过程中始终保持开沟姿态的稳定，开沟器两侧受力均衡，整机的疲劳载荷和不平衡力矩小。

Description

一种入土角可调的双行自锁式开沟器

技术领域

本发明属农业机械技术领域，具体涉及一种入土角可调的双行自锁式开沟器。

背景技术

开沟器是播种机械、施肥机械的关键部件，主要安装在播种机前部，在播种、施肥过程中起到开出符合农艺要求的种沟、肥沟的作用，为种子创造良好的种床环境。现有开沟器按照入土角的不同主要分为锐角式开沟器、钝角式开沟器，按照运动方式的不同可以分为滑动式开沟器、滚动式开沟器，这些类型的开沟器在开沟作业过程中保持安装位置固定不变，作业中的入土角和入土隙角保持不变。由于不同作物不同的农艺要求、不同土壤条件下的开沟器作业状态不同，现有开沟器存在以下突出问题：当播种机在不同地形条件下进行作业时，可能会开出不能符合农艺要求的沟深，沟宽的种沟。严重干扰种子的生长和发育。而在实时作业过程中又不能根据实际地形、土壤条件进行开沟状态的调整。

综观上述开沟器的结构与性能现状，急需一种能根据土壤状态、作物种植农艺要求而进行入土角随时可调整的开沟器。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够克服上述缺陷、入土角可调的双行式自锁开沟器。

本发明由左入土角调节组件A、左入土角限位机构B、中轴C、机架D、右入土角限位机构E、右入土角调节组件F、螺母Ⅰ1、轴承Ⅰ2、轴承Ⅱ3和螺母Ⅱ4组成，其中左入土角调节组件A中变位轮21的中心孔Ⅰi与中轴C中左段轴Ⅰ6的键槽Ⅰ7键连接；左入土角调节组件A的卡环22固接于中轴C的环槽Ⅰ8；右入土角调节组件F中变位轮的中心孔Ⅱ与中轴C中右段轴Ⅰ14的键槽Ⅱ13键连接；右入土角调节组件F的卡环固接于中轴C的环槽Ⅱ12；轴承Ⅰ2内圈与中轴C的左段轴Ⅱ9过盈连接，轴承Ⅰ2外圈与机架D中左挡板24的中心孔Ⅲp过盈连接；轴承Ⅱ3内圈与中轴C的右段轴Ⅱ11过盈连接，轴承Ⅱ3外圈与机架D中右挡板33的中心孔Ⅱu过盈连接；左入土角限位机构B的连杆l和弹簧m位于机架D的左支架26内，左入土角限位机构B的顶尖o与左入土角调节组件A中变位轮21的轮齿滑动连接；右入土角限位机构E的连杆和弹簧位于机架D的右支架内，右入土角限位机构E的顶尖与右入土角调节组件F中变位轮的轮齿滑动连接；螺母Ⅰ1与中轴C左端螺纹连接；螺母Ⅱ4与中轴C右端螺纹连接。

所述的左入土角调节组件A和右入土角调节组件F结构相同方向相反，均由开沟器16、螺栓Ⅰ17、螺栓Ⅱ18、定位盘19、手柄Ⅰ20、变位轮21、卡环22组成，其中定位盘19的盘面上设有中心孔Ⅰd、螺栓孔对c，定位盘19的盘边设有上螺纹孔e和下螺纹孔f；变位轮7的轮面上设有中心孔Ⅱi、螺纹孔对g，中心孔Ⅱi上设有键槽Ⅲh，变位轮7的圆周上设有轮齿组j，轮齿组j由14-20个轮齿组成，轮齿的齿廓曲线方程式为：

X′_t＝cos(t·360)+cos(2·t·360)

y′_t＝4sin(t·360)·2+sin(t·360)·2

(0≤t≤π)

定位盘19经螺栓Ⅰ17和螺栓Ⅱ18与变位轮21固接；手柄Ⅰ20下端与定位盘5的上螺纹孔e螺纹连接；开沟器16上端与定位盘5的下螺纹孔f螺纹连接。

所述的左入土角限位机构B、右入土角限位机构E的结构完全相同，均由手柄Ⅱk、连杆l、弹簧m、销轴n和顶尖o组成，其中连杆l上端固接手柄Ⅱk，连杆l下端经螺纹固接顶尖o，弹簧m套于连杆l；顶尖o下端为半球面，球半径为1.5～3mm，平面γ-λ与平面σ-τ之间是锥状螺旋线包络而成的曲面，锥状螺旋底圆半径r＝5～6.5mm、螺距p＝3～5mm、圈数m＝6～9，方程为：

θ＝360·t；x_t＝6.5·cos(6θ)；y_t＝6.5·sin(6θ)；z_t＝18·t(0≤t≤2π)(t和θ为参数)。

所述的中轴C由自左至右顺序排列的左段轴Ⅰ6、左段轴Ⅱ9、中段轴10、右段轴Ⅱ11和右段轴Ⅰ14组成，其中左段轴Ⅰ6近右端设有键槽Ⅰ7，左段轴Ⅰ6左端设有螺纹Ⅰ5；右段轴Ⅰ14近左端设有键槽Ⅱ13，右段轴Ⅰ14右端设有螺纹Ⅱ15；左段轴Ⅰ6与左段轴Ⅱ9连接处设有环槽Ⅰ8；右段轴Ⅰ14与右段轴Ⅱ11连接处设有环槽Ⅱ12。

所述的机架D由壳体23、左挡板24、螺栓Ⅲ25、左支架26、螺栓Ⅳ27、横管28、立板29、螺栓Ⅴ30、右支架31、螺栓Ⅵ32、右挡板33组成，其中壳体23为圆环体，壳体23左端上方设有孔Ⅰq，壳体23右端上方设有孔Ⅱs；左挡板24上设有中心孔Ⅲp,右挡板33上设有中心孔Ⅱu；左挡板24固接于壳体23近左端，右挡板33固接于壳体23近右端；左支架26上设有中孔Ⅰr、右支架31上设有中孔Ⅱt；左支架26经螺栓Ⅲ25、螺栓Ⅳ27固接于壳体23左端正上方，右支架31经螺栓Ⅴ30、螺栓Ⅵ32固接于壳体23右端正上方；立板29经横管28固接于壳体23正后方。

本发明的工作过程如下：

整机通过悬挂架挂接在拖拉机上，机组前进时，开沟器主体进行开沟作业，当需要对入土角进行调节时，拖拉机停止，此时将左入土角限位机构B、右入土角限位机构E轻轻提起，拨动开沟器入土角调节手柄Ⅰ20来实现入土角的变化，每拨动入土角变位轮上的一个齿，入土角会变化24°。在开沟作业的状态下，入土角限位机构B在弹簧弹力，独特的入土角变位轮轮齿曲线，以及入土角限位机构B下端能抵抗较大冲击力的顶尖o的相互配合下，实现开沟器作业状态下的稳定。因此，每当需要对入土角进行调节时，都可重复上述过程。

入土角变位轮具有正向旋转，反向自锁的性能。当限位弹簧调节把手被提起时，入土角变位轮可以转动，由于入土角变位轮和入土角变位轮定位圆盘以及开沟器是刚性连接在一起的，因此通过拨动开沟器入土角调节把手可以实现开沟器入土角的改变，入土角变位轮每转动一个齿，开沟器入土角相应转动18°～36°，增加入土角变位轮的齿数可以实现开沟器入土角更高的变化精度。当限位弹簧调节把手在正常的状态下，弹簧弹力会使其底部锥状螺旋包络面紧紧地压在入土角变位轮上，在机组向前作业的过程中，在土壤反力的作用下形成一个反向力矩，可以使开沟器保持稳定的作业状态。

本发明的有益效果在于：

1.采用入土角变位轮机构实现开沟器的单向入土角调节，反行程自锁，使入土角的调节更加方便和迅速，当机组不进行作业时，可将开沟器收起，在入土角变位轮自锁作用下不会运动。

2.入土角限位机构采用独特的入土角变位轮轮齿曲面与锥螺旋包络面相互配合，能有效抵抗土壤阻力变化带来的冲击和振动，使开沟器在作业过程中始终保持开沟姿态的稳定。

3.两侧入土角变位轮定位圆盘安装在同一根主轴上，可以使两个开沟器入土角始终保持一致，保证开沟作业过程中机组两侧的受力平衡，从而减小整机的疲劳载荷和不平衡力矩。

附图说明

图1为入土角可调的双行自锁式开沟器的主视图

图2为入土角可调的双行自锁式开沟器的俯视图

图3为主轴C的结构示意图

图4为左入土角调节组件A的结构示意图

图5为定位盘19的轴测图

图6为变位轮7的结构示意图

图7为变位轮7曲线描述图

图8为左入土角限位机构B、右入土角限位机构E的主视图

图9为左入土角限位机构B、右入土角限位机构E的顶尖o示意图

图10为机架D的轴测图

其中：A.左入土角调节组件 B.左入土角限位机构 C.中轴 D.机架 E.右入土角限位机构 F.右入土角调节组件 1.螺母Ⅰ 2.轴承Ⅰ 3.轴承Ⅱ 4.螺母Ⅱ 5.螺纹Ⅰ 6.左段轴Ⅰ7.键槽Ⅰ 8.环槽Ⅰ 9.左段轴Ⅱ 10.中段轴 11.右段轴Ⅱ 12.环槽Ⅱ 13.键槽Ⅱ 14.右段轴Ⅰ 15.螺纹Ⅱ 16.开沟器 17.螺栓Ⅰ 18.螺栓Ⅱ 19.定位盘 20.手柄Ⅰ 21.变位轮 22.卡环 23.壳体 24.左挡板 25.螺栓Ⅲ 26.左支架 27.螺栓Ⅳ 28.横管 29.立板 30.螺栓Ⅴ31.右支架 32.螺栓Ⅵ 33.右挡板 c.螺栓孔对 d.中心孔Ⅰ e.上螺纹孔 f.下螺纹孔 g.螺纹孔对 h.键槽Ⅲ i.中心孔Ⅱ j.轮齿组 k.手柄Ⅱ l.连杆 m.弹簧 n.销轴 o.顶尖 p.中心孔Ⅲ q.孔Ⅰ r.中孔Ⅰ s.孔Ⅱ t.中孔Ⅱ u.中心孔

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明由左入土角调节组件A、左入土角限位机构B、中轴C、机架D、右入土角限位机构E、右入土角调节组件F、螺母Ⅰ1、轴承Ⅰ2、轴承Ⅱ3和螺母Ⅱ4组成，其中左入土角调节组件A中变位轮21的中心孔Ⅰi与中轴C中左段轴Ⅰ6的键槽Ⅰ7键连接；左入土角调节组件A的卡环22固接于中轴C的环槽Ⅰ8；右入土角调节组件F中变位轮的中心孔Ⅱ与中轴C中右段轴Ⅰ14的键槽Ⅱ13键连接；右入土角调节组件F的卡环固接于中轴C的环槽Ⅱ12；轴承Ⅰ2内圈与中轴C的左段轴Ⅱ9过盈连接，轴承Ⅰ2外圈与机架D中左挡板24的中心孔Ⅲp过盈连接；轴承Ⅱ3内圈与中轴C的右段轴Ⅱ11过盈连接，轴承Ⅱ3外圈与机架D中右挡板33的中心孔Ⅱu过盈连接；左入土角限位机构B的连杆l和弹簧m位于机架D的左支架26内，左入土角限位机构B的顶尖o与左入土角调节组件A中变位轮21的轮齿滑动连接；右入土角限位机构E的连杆和弹簧位于机架D的右支架内，右入土角限位机构E的顶尖与右入土角调节组件F中变位轮的轮齿滑动连接；螺母Ⅰ1与中轴C左端螺纹连接；螺母Ⅱ4与中轴C右端螺纹连接。

如图1、图2、图4至图7所示，所述的左入土角调节组件A和右入土角调节组件F结构相同方向相反，均由开沟器16、螺栓Ⅰ17、螺栓Ⅱ18、定位盘19、手柄Ⅰ20、变位轮21、卡环22组成，其中定位盘19的盘面上设有中心孔Ⅰd、螺栓孔对c，定位盘19的盘边设有上螺纹孔e和下螺纹孔f；变位轮7的轮面上设有中心孔Ⅱi、螺纹孔对g，中心孔Ⅱi上设有键槽Ⅲh，变位轮7的圆周上设有轮齿组j，轮齿组j由14-20个轮齿组成，轮齿的齿廓曲线方程式为：

X′_t＝cos(t·360)+cos(2t·360)

y′_t＝4sin(t·360)·2+sin(t·360)·2

(0≤t≤π)

定位盘19经螺栓Ⅰ17和螺栓Ⅱ18与变位轮21固接；手柄Ⅰ20下端与定位盘5的上螺纹孔e螺纹连接；开沟器16上端与定位盘5的下螺纹孔f螺纹连接。

如图1、图2、图8、图9所示，所述的左入土角限位机构B、右入土角限位机构E的结构完全相同，均由手柄Ⅱk、连杆l、弹簧m、销轴n和顶尖o组成，其中连杆l上端固接手柄Ⅱk，连杆l下端经螺纹固接顶尖o，弹簧m套于连杆l；顶尖o下端为半球面，球半径为1.5～3mm，平面γ-λ与平面σ-τ之间是锥状螺旋线包络而成的曲面，锥状螺旋底圆半径r＝5～6.5mm、螺距p＝3～5mm、圈数m＝6～9，方程为：

θ＝360·t；x_t＝6.5·cos(6θ)；y_t＝6.5·sin(6θ)；z_t＝18·t(0≤t≤2π)(t和θ为参数)。

如图3所示，所述的中轴C由自左至右顺序排列的左段轴Ⅰ6、左段轴Ⅱ9、中段轴10、右段轴Ⅱ11和右段轴Ⅰ14组成，其中左段轴Ⅰ6近右端设有键槽Ⅰ7，左段轴Ⅰ6左端设有螺纹Ⅰ5；右段轴Ⅰ14近左端设有键槽Ⅱ13，右段轴Ⅰ14右端设有螺纹Ⅱ15；左段轴Ⅰ6与左段轴Ⅱ9连接处设有环槽Ⅰ8；右段轴Ⅰ14与右段轴Ⅱ11连接处设有环槽Ⅱ12。

如图10所示，所述的机架D由壳体23、左挡板24、螺栓Ⅲ25、左支架26、螺栓Ⅳ27、横管28、立板29、螺栓Ⅴ30、右支架31、螺栓Ⅵ32、右挡板33组成，其中壳体23为圆环体，壳体23左端上方设有孔Ⅰq，壳体23右端上方设有孔Ⅱs；左挡板24上设有中心孔Ⅲp,右挡板33上设有中心孔Ⅱu；左挡板24固接于壳体23近左端，右挡板33固接于壳体23近右端；左支架26上设有中孔Ⅰr、右支架31上设有中孔Ⅱt；左支架26经螺栓Ⅲ25、螺栓Ⅳ27固接于壳体23左端正上方，右支架31经螺栓Ⅴ30、螺栓Ⅵ32固接于壳体23右端正上方；立板29经横管28固接于壳体23正后方。

Claims (2)

1.一种入土角可调的双行自锁式开沟器，由左入土角调节组件(A)、左入土角限位机构(B)、中轴(C)、机架(D)、右入土角限位机构(E)、右入土角调节组件(F)、螺母Ⅰ(1)、轴承Ⅰ(2)、轴承Ⅱ(3)和螺母Ⅱ(4)组成，其中左入土角调节组件(A)中变位轮(21)的中心孔Ⅱ(i)与中轴(C)中左段轴Ⅰ(6)的键槽Ⅰ(7)键连接；左入土角调节组件(A)的卡环(22)固接于中轴(C)的环槽Ⅰ(8)；右入土角调节组件(F)中变位轮的中心孔Ⅱ与中轴(C)中右段轴Ⅰ(14)的键槽Ⅱ(13)键连接；右入土角调节组件(F)的卡环固接于中轴(C)的环槽Ⅱ(12)；轴承Ⅰ(2)内圈与中轴(C)的左段轴Ⅱ(9)过盈连接，轴承Ⅰ(2)外圈与机架(D)中左挡板(24)的中心孔Ⅲ(p)过盈连接；轴承Ⅱ(3)内圈与中轴(C)的右段轴Ⅱ(11)过盈连接，轴承Ⅱ(3)外圈与机架(D)中右挡板(33)的中心孔Ⅱ(u)过盈连接；左入土角限位机构(B)的连杆(l)和弹簧(m)位于机架(D)的左支架(26)内，左入土角限位机构(B)的顶尖(o)与左入土角调节组件(A)中变位轮(21)的轮齿滑动连接；右入土角限位机构(E)的连杆和弹簧位于机架(D)的右支架内，右入土角限位机构(E)的顶尖与右入土角调节组件(F)中变位轮的轮齿滑动连接；螺母Ⅰ(1)与中轴(C)左端螺纹连接；螺母Ⅱ(4)与中轴(C)右端螺纹连接；所述的中轴(C)由自左至右顺序排列的左段轴Ⅰ(6)、左段轴Ⅱ(9)、中段轴(10)、右段轴Ⅱ(11)和右段轴Ⅰ(14)组成，其中左段轴Ⅰ(6)近右端设有键槽Ⅰ(7)，左段轴Ⅰ(6)左端设有螺纹Ⅰ(5)；右段轴Ⅰ(14)近左端设有键槽Ⅱ(13)，右段轴Ⅰ(14)右端设有螺纹Ⅱ(15)；左段轴Ⅰ(6)与左段轴Ⅱ(9)连接处设有环槽Ⅰ(8)；右段轴Ⅰ(14)与右段轴Ⅱ(11)连接处设有环槽Ⅱ(12)；所述的机架(D)由壳体(23)、左挡板(24)、螺栓Ⅲ(25)、左支架(26)、螺栓Ⅳ(27)、横管(28)、立板(29)、螺栓Ⅴ(30)、右支架(31)、螺栓Ⅵ(32)、右挡板(33)组成，其中壳体(23)为圆环体，壳体(23)左端上方设有孔Ⅰ(q)，壳体(23)右端上方设有孔Ⅱ(s)；左挡板(24)上设有中心孔Ⅲ(p),右挡板(33)上设有中心孔Ⅱ(u)；左挡板(24)固接于壳体(23)近左端，右挡板(33)固接于壳体(23)近右端；左支架(26)上设有中孔Ⅰ(r)、右支架(31)上设有中孔Ⅱ(t)；左支架(26)经螺栓Ⅲ(25)、螺栓Ⅳ(27)固接于壳体(23)左端正上方，右支架(31)经螺栓Ⅴ(30)、螺栓Ⅵ(32)固接于壳体(23)右端正上方；立板(29)经横管(28)固接于壳体(23)正后方；其特征在于，所述的左入土角调节组件(A)和右入土角调节组件(F)结构相同方向相反，均由开沟器(16)、螺栓Ⅰ(17)、螺栓Ⅱ(18)、定位盘(19)、手柄Ⅰ(20)、变位轮(21)、卡环(22)组成，其中定位盘(19)的盘面上设有中心孔Ⅰ(d)、螺栓孔对(c)，定位盘(19)的盘边设有上螺纹孔(e)和下螺纹孔(f)；变位轮(21)的轮面上设有中心孔Ⅱ(i)、螺纹孔对(g)，中心孔Ⅱ(i)上设有键槽Ⅲ(h)，变位轮(21)的圆周上设有轮齿组(j)，轮齿组(j)由14-20个轮齿组成，轮齿的齿廓曲线方程式为：

X′_t＝cos(t·360)+cos(2·t·360)

y′_t＝4sin(t·360)·2+sin(t·360)·2

(0≤t≤π)

定位盘(19)经螺栓Ⅰ(17)和螺栓Ⅱ(18)与变位轮(21)固接；手柄Ⅰ(20)下端与定位盘(19)的上螺纹孔(e)螺纹连接；开沟器(16)上端与定位盘(19)的下螺纹孔(f)螺纹连接。

2.按权利要求1所述的入土角可调的双行自锁式开沟器，其特征在于：所述的左入土角限位机构(B)、右入土角限位机构(E)的结构完全相同，均由手柄Ⅱ(k)、连杆(l)、弹簧(m)、销轴(n)和顶尖(o)组成，其中连杆(l)上端固接手柄Ⅱ(k)，连杆(l)下端经螺纹固接顶尖(o)，弹簧(m)套于连杆(l)；顶尖(o)下端为半球面，球半径为1.5～3mm，平面γ-λ与平面σ-τ之间是锥状螺旋线包络而成的曲面，锥状螺旋底圆半径r＝5～6.5mm、螺距p＝3～5mm、圈数m＝6～9，方程为：

θ＝360·t；x_t＝6.5·cos(6θ)；y_t＝6.5·sin(6θ)；z_t＝18·t(0≤t≤2π)(t和θ为参数)。

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