CN110771285A - 绿肥翻压—果树施肥联合作业机开沟刀的柔性安装结构 - Google Patents

绿肥翻压—果树施肥联合作业机开沟刀的柔性安装结构 Download PDF

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Abstract

一种绿肥翻压——果树施肥联合作业机开沟刀的柔性安装结构，属于农业机械技术领域。包括完全齿轮、不完全齿轮、扭转弹簧Ⅰ和扭转弹簧Ⅱ，完全齿轮与开沟圆盘间设置有扭转弹簧Ⅰ，不完全齿轮与开沟圆盘间设置扭转弹簧Ⅱ，所述两个扭转弹簧安装方式相同，一端安装在完全齿轮轴或不完全齿轮轴上，另一端安装在开沟刀齿轮安装槽上端，为完全齿轮、不完全齿轮提供预紧力，完全齿轮和不完全齿轮的有齿段啮合。本发明具有在开沟时越过土壤中较大根系、石块等对开沟刀造成突然冲击力的物体的功能，能有效的保护开沟刀工作时不受损坏。

Description

绿肥翻压—果树施肥联合作业机开沟刀的柔性安装结构
技术领域
本发明属于农业机械技术领域，特别是涉及一种绿肥翻压——果树施肥联合作业机开沟刀的柔性安装结构。
背景技术
在果树成长过程中，除草和施肥是果园的重要田间管理作业，通过除草和施肥，可以防止病、虫、草害的发生。科学有效地控制草害和施肥是保证果树健康生长，实现果品高产、优质的关键技术之一。
施肥开沟而言，果园施肥开沟深度满足要求，并且能够适应果树地面土壤条件。通过对国内果园施肥机的研究，现有的施肥机种类繁多，但施肥深度满足要求，机具的适应性强的机具很少，无法满足果园地面情况复杂，多砂石，容易使开沟装置开沟刀因工作扭矩大而损坏。
与土壤接触的耕作机械如旋耕机、开沟施肥机等，其工作部件一般都是与旋耕刀类似的刀，均，虽然其形状结构多种多样，采用的材料也各有差异，但安装结构一般均采用与旋耕机轴或开沟盘刚性固定连接，旋耕作业或开沟施肥过程中旋耕刀或开沟刀均是与固定轴和固定盘等相对静止，没有自由度，如双天机械厂生产的KYDS-200型旋耕机、黑龙江省农业机械工程科学研究院研制的3ZS-2型中耕除草机、高密益丰厂生产的2F-30型自走式多功能开沟施肥机均采用此类结构，这种结构在长期的土壤耕作、开沟施肥过程中极易发生磨损和断裂失效。
中国农大李朋涛、黄建宏等国内外研究者通过研究发现，与土壤接触的刀具失效形式主要为磨损和断裂，并提出相关优化和解决方案：如中国农大的李朋涛研究了旱作土壤中旋耕刀失效速率模型及选型，以农机最小服务成本为目标函数，以每日各类农机分配使用量为变量参数，利用规划原理给出了一种基于失效管理的土壤耕作机械最小成本规划方案；何大刚从材料的硬度和金相组织分析了犁铧的磨损规律黄建洪通过扫描电镜对农机刀片进行失效分析，分别研宄了刃口和刃面的磨损机理，认为在刃面上有适当数量和形态的与基体结合牢固的碳化物能提高刃面抗划伤能力，而刃口上的碳化物则会促使崩刃。郝建军针对农机刀具对耐磨性要求高的特点，研宄了氩弧熔覆自熔性合金熔覆层在农机刀具上的应用。陈卓君在壤土、砂土和黏土3种土壤中对激光处理的9S iCr材料进行磨损试验，考察了激光硬化工艺参数对9SiCr旋耕刀基体显微硬度的影响。以上的研究主要是通过优化管理和使用、改变刀具材料等方面进行的，对刀具的安装形式和特殊安装结构来实现减少耕作机械刀具磨损和断裂的文献和报道尚未发现。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供一种用于果树施肥的开沟装置。它改变了与土壤接触的耕作机械刀具的安装形式和方法，即在安装结构上提供了一种柔性安装结构，可在刀具耕作时遇到土壤中的障碍物产生较大阻力时，由柔性安装结构使刀具发生一定角度的偏转，越过障碍物，避免产生应力集中进而减小对刀具的冲击伤害，进而减轻刀具的磨损过程，避免刀具因应力集中而损坏。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明一种绿肥翻压——果树施肥联合作业机开沟刀的柔性安装结构，包括完全齿轮、不完全齿轮、扭转弹簧Ⅰ和扭转弹簧Ⅱ，完全齿轮与开沟圆盘间设置有扭转弹簧Ⅰ，不完全齿轮与开沟圆盘间设置扭转弹簧Ⅱ，所述两个扭转弹簧安装方式相同，一端安装在完全齿轮轴或不完全齿轮轴上，另一端安装在开沟刀齿轮安装槽上端，为完全齿轮、不完全齿轮提供预紧力，完全齿轮和不完全齿轮的有齿段啮合。
优选地，所述不完全齿轮包括沿圆周连接的不完全齿轮轮齿段、不完全齿轮无齿段和不完全齿轮未加工段，不完全齿轮未加工段圆弧为部分齿顶圆，不完全齿轮无齿段圆弧为部分齿根圆，不完全齿轮未加工段和不完全齿轮无齿段连接处形成阻挡e齿，防止不完全齿轮顺时针转动越过e齿点。
优选地，所述不完全齿轮轮齿段弧段对应的圆心角为80-100度，不完全齿轮未加工段弧段对应的圆心角为120-140度。
优选地，所述开沟装置是在其旋转轴上间隔设置多个开沟圆盘构成，所述开沟圆盘设置多个开沟刀，所述开沟刀一端均通过所述柔性安装结构安装在开沟圆盘上，另一端伸出开沟圆盘并沿开沟圆盘同向设置，在遇到坚硬障碍物时，开沟刀通过预紧弹簧装置实现打滑越过障碍物。
优选地，所述开沟圆盘前端还设置有清除开沟刀前杂草根系的前犁刀。
本发明的有益效果为：
1.本发明的开沟装置具有在开沟时越过土壤中较大根系、石块等对开沟刀造成突然冲击力的物体的功能，能有效的保护开沟刀工作时不受损坏。开沟刀通过一对不完全齿轮和两组扭转弹簧柔性安装在开沟圆盘上，给扭簧一定的扭转预紧力，保证在正常开沟作业情况下刀轴不发生转动，开沟圆盘处于正常状态。当开沟刀在作业时遇到土壤中的较大树根、石头等较大阻力时，开沟刀轴受到的扭矩大于预紧弹簧的预紧扭矩，此时刀轴会沿着安装点转动一定角度，在机器的前进作业状态下，顺利越过土壤中的障碍物而不损伤开沟刀。
2.本发明在开沟刀前端还设置有前犁刀，用于把开沟刀前的根系和杂草根系铲断，避免其缠绕在开沟刀上，增大开沟刀的使用寿命。
附图说明
图1为本发明施肥装置的开沟圆盘结构示意图。
图2为图1中预紧弹簧装置示意图。
图3为本发明使用状态示意图。
图4为图3的左视图。
图中：
1.开沟装置，11.开沟圆盘，12.开沟刀，13.安装槽，14.固定销，15.完全齿轮，151.完全齿轮轮齿，152.完全齿轮扭簧，16.不完全齿轮，161.不完全齿轮轮齿段，162.不完全齿轮无齿段，163.不完全齿轮扭簧，164.不完全齿轮未加工段，2.犁前刀，3.链传动，4.覆土器，5.施肥箱，6.中间变速箱，7.机架，8.排肥管，9.尾轮。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
实施例：如图1-图2所示，本发明用于绿肥翻压——果树施肥联合作业机的开沟装置1是在其旋转轴间隔设置多个开沟圆盘11，所述开沟圆盘11采用的是一种开沟刀带有柔性安装结构控制的柔性开沟圆盘，即沿开沟圆盘11设置多个开沟刀12，所述开沟刀12一端均通过柔性安装结构安装在开沟圆盘11 上，另一端伸出开沟圆盘11并沿开沟圆盘11同向设置，具体地，开沟刀12 安装端通过固定销14固定安装在完全齿轮151上，保证只在遇到坚硬障碍物的特殊工况下开沟刀12随完全齿轮151转动，在遇到坚硬物体时实现打滑越过障碍物；如图2所示，所述开沟圆盘11开有安装槽13，柔性安装结构置于安装槽13内，本发明所述柔性安装结构包括完全齿轮151、不完全齿轮161、扭转弹簧Ⅰ152和扭转弹簧Ⅱ163，完全齿轮151与开沟圆盘11间设置有扭转弹簧Ⅰ152，不完全齿轮153与开沟圆盘11间设置扭转弹簧Ⅱ163，扭转弹簧Ⅰ152和扭转弹簧Ⅱ163的预紧扭矩分别为M1和M2，所述两个扭转弹簧安装方式相同，一端安装在完全齿轮轴或不完全齿轮轴上，另一端安装在开沟刀齿轮安装槽13上端。
如图2所示，本例所述不完全齿轮轮齿段1561弧段对应的圆心角为80-10 0度，本例设置3根齿，分别为a、b、c齿，a齿端连接不完全齿轮无齿段16 2，不完全齿轮轮齿段161末端为d点，也是与不完全齿轮未加工段164的交点，不完全齿轮未加工段164圆弧为部分齿顶圆，其弧段对应的圆心角为120- 140度，不完全齿轮无齿段162圆弧为齿根圆，两者分设于不完全齿轮轮齿段 1561两侧，并连接形成阻挡e齿，e齿的作用是防止不完全齿轮16顺时针转动越过e齿点；所述完全齿轮15与不完全齿轮16的有齿段啮合。
当开沟装置1不工作时，在两个预紧扭矩为M1和M2的扭转弹簧作用下，不完全齿轮16的c齿与完全齿轮15的啮合部对应齿啮合，且由于d齿到e齿间为不完全齿轮未加工段164，所以完全齿轮15啮合部停留在不完全齿轮153 的c齿上。
开沟装置1在正常工作状态下，完全齿轮15和不完全齿轮16具有扭转弹簧的预紧力，开沟刀12开沟阻力无法克服预紧力，所以完全齿轮15和不完全齿轮16不转动；开沟刀152随开沟圆盘15逆时针转动，不能顺时针转动，原因是完全齿轮15的啮合部和不完全齿轮16的c齿啮合，此时两个齿轮卡住不转动。当开沟圆盘在工作时，在土壤中遇到粗根或石头等坚硬物体时不能正常切削土壤，所受转矩突然增大并超过预紧扭矩M1和M2时，完全齿轮151会发生逆时针转动，不完全齿轮16顺时针转动，不完全齿轮16与完全齿轮15的啮合的齿从d点逆时针转动到a齿并开始打滑，开沟刀12自身沿安装点转动一定角度，最后顺利越过障碍物。开沟刀12顺利越过障碍物后，又在两个预紧扭矩为M1和M2的扭转弹簧的作用下回到初始位置，直到下次遇到相同情况再转动，避免开沟刀12受到的扭矩过大而损坏刀具。
本例在开沟装置1前端还设置有犁前刀2，用于把开沟装置1的开沟刀12 前的杂草根系铲断，避免其缠绕在开沟刀12上。
本发明的工作原理：
如图3、图4所示，本发明用于果园中耕施肥机上，设置在机架7工作前端，本例的机架7设置的开沟装置1包括对称设置的两个开沟圆盘11，其工作时，通过设置于其前端的犁前刀2铲除地面杂草根系，放置杂草缠绕在开沟刀 12上，然后通过所述本例的柔性开沟圆盘11开出肥沟，通过连接施肥箱的排肥管8排肥，覆土器4覆土，完成施肥工作。本例的开沟刀12可在遇到坚硬物体时实现打滑越过障碍物。如图2所示，开沟刀12通过一对不完全齿轮和两组扭转弹簧柔性安装在开沟圆盘11上，给扭簧一定的扭转预紧力，保证在正常开沟作业情况下刀轴不发生转动，开沟圆盘11处于正常状态。当开沟刀1 2在作业时遇到土壤中的较大树根、石头等较大阻力时，开沟刀轴受到的扭矩大于预紧弹簧的预紧扭矩，此时刀轴会沿着安装点转动一定角度，在机器的前进作业状态下，顺利越过土壤中的障碍物而不损伤开沟刀12。

Claims (5)

1.一种绿肥翻压——果树施肥联合作业机开沟刀的柔性安装结构，其特征在于：包括完全齿轮、不完全齿轮、扭转弹簧Ⅰ和扭转弹簧Ⅱ，完全齿轮与开沟圆盘间设置有扭转弹簧Ⅰ，不完全齿轮与开沟圆盘间设置扭转弹簧Ⅱ，所述两个扭转弹簧安装方式相同，一端安装在完全齿轮轴或不完全齿轮轴上，另一端安装在开沟刀齿轮安装槽上端，为完全齿轮、不完全齿轮提供预紧力，完全齿轮和不完全齿轮的有齿段啮合。
2.根据权利要求1所述绿肥翻压——果树施肥联合作业机开沟刀的柔性安装结构，其特征在于：所述不完全齿轮包括沿圆周连接的不完全齿轮轮齿段、不完全齿轮无齿段和不完全齿轮未加工段，不完全齿轮未加工段圆弧为部分齿顶圆，不完全齿轮无齿段圆弧为部分齿根圆，不完全齿轮未加工段和不完全齿轮无齿段连接处形成阻挡e齿，防止不完全齿轮顺时针转动越过e齿点。
3.根据权利要求2所述绿肥翻压——果树施肥联合作业机开沟刀的柔性安装结构，其特征在于：所述不完全齿轮轮齿段弧段对应的圆心角为80-100度，不完全齿轮未加工段弧段对应的圆心角为120-140度。
4.一种用于绿肥翻压——果树施肥联合作业机的开沟装置，其特征在于：所述开沟装置是在其旋转轴上间隔设置多个开沟圆盘构成，所述开沟圆盘设置多个开沟刀，所述开沟刀一端均通过所述柔性安装结构安装在开沟圆盘上，另一端伸出开沟圆盘并沿开沟圆盘同向设置，在遇到坚硬障碍物时，开沟刀通过预紧弹簧装置实现打滑越过障碍物。
5.根据权利要求4所述用于绿肥翻压——果树施肥联合作业机的开沟装置，其特征在于：所述开沟圆盘前端还设置有清除开沟刀前杂草根系的前犁刀。
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