CN112544131A - 一种混刀分段式双螺旋粉垄刀具 - Google Patents
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Abstract
一种混刀分段式双螺旋粉垄刀具，涉及农业机械技术领域，组成构件包括结构相同的左粉垄刀具和右粉垄刀具，两刀具错位90°安装，每个刀具包括圆柱刀轴，刀轴表面环绕的部分镂空分段式螺旋叶片，叶片上排布的粉垄刀片，叶片断开处刀轴上放置的中部弯刀和刀轴上端均匀排布的上部弯刀，中部弯刀以下的刀轴为断开式刀轴。采用本发明能够有效降低粉垄深松作业功耗，表层土壤破碎度高，不扰乱土壤分层状态，且作业平稳。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械领域，具体为一种混刀分段式双螺旋粉垄刀具。
背景技术
粉垄耕作技术是一种新型的高产耕作技术，而粉垄机是实现粉垄耕作的主要装备。目前粉垄机旋削刀具的振动大，大多数粉垄刀具工作时，切削阻力较大，功率消耗很大，导致能源的浪费，降低了粉垄机的使用寿命及驾驶舒适性，影响了粉垄机及粉垄耕作技术的推广应用。因此，对粉垄刀具进行改进优化，降低粉垄机旋削刀具的振动具有重要意义。
国内对粉垄机也进行了一些研究，取得了一些成果，针对粉垄作业提出一些改进方案。例如，中国专利201910862746.6公开了一种采用反螺旋叶片钻头的气动深松粉垄机及使用方法，采用反螺旋叶片钻头的气动深松粉垄机，通过将相邻螺旋绞龙叶片设置为不连续且旋向相反，相邻旋向相反的螺旋绞龙叶片提土与压土同时进行，土壤在两片相邻螺旋叶片之间上下翻动，可以实现土壤的粉碎，但是工作时会打乱土层分布，稳定性差，可靠性不高，工作效果受速度影响太大，适用性较差。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷，针对粉垄刀具切削阻力大、功率损耗高、振动较大的问题，本发明提供了一种混刀分段式双螺旋粉垄刀具，刀具受力更为均匀，土壤破碎度更高，能有效降低切削阻力，减小振动，达到较好的工作效果。
本发明所采用的技术方案为：一种混刀分段式双螺旋粉垄刀具，组成构件包括左粉垄刀具和右粉垄刀具，左粉垄刀具和右粉垄刀具的组成构件和结构相同，左粉垄刀具和右粉垄刀具对称后错位90°安装，左粉垄刀具的组成元件包括刀轴、粉垄刀、第一把中部弯刀、第二把中部弯刀、上部弯刀、左刀具的第一段右螺旋叶片、左刀具的第二段右螺旋叶片、左刀具的第三段右螺旋叶片、左刀具的第四段右螺旋叶片、左刀具螺旋叶片上的镂空以及左刀具的斜刀，
所述左粉垄刀具的结构和连接关系为：左粉垄刀具的四段右螺旋叶片均布在轴向刀轴上，第一把中部弯刀以下的刀轴为断开式刀轴，四段右螺旋叶片与刀轴为光滑固定连接，每一段螺旋叶片绕刀轴旋转180°，左刀具的第一段右螺旋叶片与左刀具的第二段右螺旋叶片的起点所在水平平面重合，左刀具的第一段右螺旋叶片的终点与左刀具的第四段右螺旋叶片的起点所在竖直平面重合，左刀具的第一段右螺旋叶片的起点所在竖直平面与左刀具的第二段右螺旋叶片的终点所在竖直平面重合，左刀具的第三段右螺旋叶片的起点所在竖直平面与左刀具的第一段右螺旋叶片起点所在竖直平面重合，刀轴最上端光滑固定连接有四把上部弯刀，左刀具的第一段右螺旋叶片和左刀具的第二段右螺旋叶片上分别光滑固定连接一把左刀具的斜刀。
所述刀轴的形状为圆柱体，呈空心状态，第一把中部弯刀以下的刀轴为断开式刀轴，刀轴的外部周向环绕有四段分段式的螺旋叶片。
所述左粉垄刀具与右粉垄刀具的刀轴外部两螺旋叶片分段处上光滑固定连接第一把中部弯刀和第二把中部弯刀，两把弯刀错位分布，第一把中部弯刀所处的竖直平面与左刀具的第四段右螺旋叶片起始段夹角为60°，第一把中部弯刀和第二把中部弯刀径向夹角为55°，弯刀刃口方向与对应粉垄刀刃口方向相同，安装方向与粉垄刀相反。
所述粉垄刀根据安装刀具的不同分为左刀具粉垄刀与右刀具粉垄刀，呈镜像对称状态后错位90°安装。
所述左粉垄刀具的四段右螺旋叶片在刀轴轴向均布，每一段螺旋叶片上设有镂空。
单螺旋叶片环绕刀轴180°。
所述左粉垄刀具与右粉垄刀具的刀轴最上端各均匀安装的四把上部弯刀，轴向间隔90°均布四把。
每一段螺旋叶片上光滑固定连接两把粉垄刀，上端第二把粉垄刀与左刀具的第四段右螺旋叶片起始端夹角为35°，上端第一把粉垄刀与上端第二把粉垄刀在第四段右螺旋叶片轴向上间隔110°分布。
本发明的突出优点在于：
1、采用分段式双螺旋螺旋叶片和断开式刀轴可以降低深松作业的功率消耗和切削阻力，并达到内部土壤松散的耕作效果。
2、安装在刀轴的外部螺旋叶片分段处上的第一把中部弯刀和第二把中部弯刀能够有效针对从左刀具螺旋叶片上的镂空处掉落的土壤进行破碎，并且中部弯刀和中部弯刀还可以阻挡由于刀轴下部的左刀具的第一段右螺旋叶片和左刀具的第二段螺旋叶片的抬升作用而上升的最下层土壤的继续上升，达到不破坏土层还能破碎土壤的效果。
3、安装在刀轴最上端的四把上部弯刀能够对因为左刀具的第三段右螺旋叶片和左刀具的第四段右螺旋叶片抬升作用而上升的土壤进行再次切割和阻挡土块上升，从而提高粉垄刀具工作时的土壤破碎度，达到更好的破碎效果以及保持土层分布状态的稳定，保护土层分层状态不受破坏具有更好的保水性。
附图说明
图1是本发明所述的混刀分段式双螺旋粉垄刀具的结构示意图。
图2是本发明所述的混刀分段式双螺旋粉垄刀具左刀具的结构示意图。
图3是本发明所述的混刀分段式双螺旋粉垄刀具的粉垄刀安装角度示意图。
图4是本发明所述的混刀分段式双螺旋粉垄刀具的中部弯刀安装角度示意图。
图中标记为：刀轴1、粉垄刀2、第一把中部弯刀3、第二把中部弯刀4、上部弯刀5、左刀具的第一段右螺旋叶片6、左刀具的第二段右螺旋叶片7、左刀具的第三段右螺旋叶片8、左刀具的第四段右螺旋叶片9、左刀具螺旋叶片上的镂空10、左刀具的斜刀11、左刀具刀轴断开处12、上端第一把粉垄刀13，上端第二把粉垄刀14。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步描述，所述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。
首先需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1至图4所示，本发明所述的混刀分段式双螺旋粉垄刀具，由左粉垄刀具和右粉垄刀具构成，左粉垄刀具和右粉垄刀具的组成构件和结构相同，左右对称后错位90°安装，左粉垄刀具的组成元件包括刀轴1、粉垄刀2、第一把中部弯刀3、第二把中部弯刀4、上部弯刀5、左刀具的第一段右螺旋叶片6、左刀具的第二段右螺旋叶片7、左刀具的第三段右螺旋叶片8、左刀具的第四段右螺旋叶片9、左刀具螺旋叶片上的镂空10、左刀具的斜刀11、左刀具刀轴断开处12。具体结构和连接关系为：
左粉垄刀具的四段右螺旋叶片均布在轴向刀轴1上，刀轴1的形状为圆柱体，呈空心状态，第一把中部弯刀3以下的刀轴1为断开式刀轴，四段右螺旋叶片与刀轴为光滑固定连接，每一段螺旋叶片绕刀轴旋转180°，左刀具的第一段右螺旋叶片6与左刀具的第二段右螺旋叶片7的起点所在水平平面重合，左刀具的第一段右螺旋叶片6的终点与左刀具的第四段右螺旋叶片9的起点所在竖直平面重合，左刀具的第一段右螺旋叶片6的起点所在竖直平面与左刀具的第二段右螺旋叶片7的终点所在竖直平面重合，左刀具的第三段右螺旋叶片8的起点所在竖直平面与左刀具的第一段右螺旋叶片6起点所在竖直平面重合，刀轴最上端光滑固定连接有四把上部弯刀5，左刀具的第一段右螺旋叶片6和左刀具的第二段右螺旋叶片7上分别光滑固定连接一把左刀具的斜刀11，所有部件之间连接均为螺栓固定连接。
如图2至图3所示，每一段螺旋叶片上光滑固定连接两把粉垄刀，上端第二把粉垄刀14与左刀具的第四段右螺旋叶片9起始端夹角为35°，上端第一把粉垄刀13与上端第二把粉垄刀14在第四段右螺旋叶片9轴向上间隔110°分布，
如图4所示，左粉垄刀具与右粉垄刀具的刀轴外部两螺旋叶片分段处上光滑固定连接第一把中部弯刀3和第二把中部弯刀4，中部弯刀3所处的竖直平面与左刀具的第四段右螺旋叶片9起始段夹角为60°，第一把中部弯刀3和第二把中部弯刀4径向夹角为55°，弯刀刃口方向与对应粉垄刀2刃口方向相同，安装方向与粉垄刀2相反。
在本发明中，采用分段式双螺旋螺旋叶片和断开式刀轴可以降低深松作业的功率消耗和切削阻力，并达到内部土壤松散的耕作效果。
在本发明中，安装在刀轴1的外部螺旋叶片分段处上的第一把中部弯刀3和第二把中部弯刀4能够有效针对从左刀具螺旋叶片上的镂空10处掉落的土壤进行破碎，并且第一把中部弯刀3和第二把中部弯刀4还可以阻挡由于刀轴1下部的左刀具的第一段右螺旋叶片6和左刀具的第二段螺旋叶片7的抬升作用而上升的最下层土壤的继续上升，达到不破坏土层还能破碎土壤的效果。
在本发明中，安装在刀轴1最上端的四把上部弯刀5能够对因为左刀具的第三段右螺旋叶片8和左刀具的第四段右螺旋叶片9抬升作用而上升的土壤进行再次切割和阻挡土块上升，从而提高粉垄刀具工作时的土壤破碎度，达到更好的破碎效果以及保持土层分布状态的稳定，保护土层分层状态不受破坏具有更好的保水性。
工作原理及过程：
所述的混刀分段式双螺旋粉垄刀具，当左右粉垄刀具一边反向旋转，一边向前移动，左刀具的斜刀11接触土壤后土壤先逐渐产生破裂、垄起，形成土块，但由于螺旋叶片镂空，其对土壤的推挤作用减小，形成的土块较小，当左刀具的第一段右螺旋叶片6与左刀具的第二段右螺旋叶片7的粉垄刀接触土壤后，随着刀片前移和旋转，与最下层土壤接触的粉垄刀片切削最下层使土壤分离、破碎，成土块，左刀具的第一段右螺旋叶片6与左刀具的第二段右螺旋叶片7上安装的左刀具的斜刀11在右螺旋叶片入土时产生的滑切作用可以减少阻力，而这些土块和推挤产生的土块在左刀具的第一段右螺旋叶片6与左刀具的第二段右螺旋叶片7的作用下，一边旋转一边向上运动，但由于右螺旋叶片部分镂空，运动到左刀具螺旋叶片上的镂空10土块，一部分在重力作用下穿过右螺旋叶片，落到其下方，另一部分在惯性的作用下越过左刀具螺旋叶片上的镂空10部位，后在右螺旋叶片作用下继续一边旋转一边向上运动，直到最下层土壤被第一把中部弯刀3和第二把中部弯刀4阻挡并且再次切割，最下层土壤不会再继续上升。中层土壤和上层土壤会由于下层土壤的垄起以及左刀具的第三段右螺旋叶片8和左刀具的第四段螺旋叶片9的对土壤的抬升作用而向上运动，但由于这部分土块的旋转速度小于粉垄刀2的旋转速度，当这部分土块和粉垄刀片相遇时，粉垄刀2会对其产生切割作用，穿过左刀具螺旋叶片上的镂空10和部分分段式螺旋叶片的土壤除了会因为粉垄刀2而被切割，向下掉落的土壤会被安装在刀轴的外部两螺旋叶片分段处上的第一把中部弯刀3和第二把中部弯刀4进一步破碎。同时由于螺旋叶片镂空，这些土块旋转速度相对较慢，最后在离心作用下抛出的距离也较小，抛出后安装在刀轴1最上端的四把上部弯刀5对这些土块进行再次切割和阻挡，在这个过程中，由于速度差切割作用，土块再次被粉垄刀2、第一把中部弯刀3和第二把中部弯刀4、四把上部弯刀5交替切割，从而提高粉垄刀具工作时的土壤破碎度，达到更好的破碎效果以及保持系统的稳定并且不破坏土层的分层状态，刀轴1为空心圆柱体且第一把中部弯刀3以下的刀轴1为断开式刀轴可减小刀具受阻提升工作速度，刀具移过土体土壤后，表层下面的碎土块在重力的作用下回落，垄起，且碎土程度高。
Claims (8)
1.一种混刀分段式双螺旋粉垄刀具，其特征在于，组成构件包括左粉垄刀具和右粉垄刀具，左粉垄刀具和右粉垄刀具的组成构件和结构相同，左粉垄刀具和右粉垄刀具对称后错位90°安装，左粉垄刀具的组成元件包括刀轴、粉垄刀、第一把中部弯刀、第二把中部弯刀、上部弯刀、左刀具的第一段右螺旋叶片、左刀具的第二段右螺旋叶片、左刀具的第三段右螺旋叶片、左刀具的第四段右螺旋叶片、左刀具螺旋叶片上的镂空以及左刀具的斜刀，
所述左粉垄刀具的结构和连接关系为：左粉垄刀具的四段右螺旋叶片均布在轴向刀轴上，第一把中部弯刀以下的刀轴为断开式刀轴，四段右螺旋叶片与刀轴为光滑固定连接，每一段螺旋叶片绕刀轴旋转180°，左刀具的第一段右螺旋叶片与左刀具的第二段右螺旋叶片的起点所在水平平面重合，左刀具的第一段右螺旋叶片的终点与左刀具的第四段右螺旋叶片的起点所在竖直平面重合，左刀具的第一段右螺旋叶片的起点所在竖直平面与左刀具的第二段右螺旋叶片的终点所在竖直平面重合，左刀具的第三段右螺旋叶片的起点所在竖直平面与左刀具的第一段右螺旋叶片起点所在竖直平面重合，刀轴最上端光滑固定连接有四把上部弯刀，左刀具的第一段右螺旋叶片和左刀具的第二段右螺旋叶片上分别光滑固定连接一把左刀具的斜刀。
2.根据权利要求1所述的混刀分段式双螺旋粉垄刀具，其特征在于，所述刀轴的形状为圆柱体，呈空心状态，第一把中部弯刀以下的刀轴为断开式刀轴，刀轴的外部周向环绕有四段分段式的螺旋叶片。
3.根据权利要求1所述的混刀分段式双螺旋粉垄刀具，其特征在于，所述左粉垄刀具与右粉垄刀具的刀轴外部两螺旋叶片分段处上光滑固定连接第一把中部弯刀和第二把中部弯刀，两把弯刀错位分布，第一把中部弯刀所处的竖直平面与左刀具的第四段右螺旋叶片起始段夹角为60°，第一把中部弯刀和第二把中部弯刀径向夹角为55°，弯刀刃口方向与对应粉垄刀刃口方向相同，安装方向与粉垄刀相反。
4.根据权利要求1所述的混刀分段式双螺旋粉垄刀具，其特征在于，所述粉垄刀根据安装刀具的不同分为左刀具粉垄刀与右刀具粉垄刀，呈镜像对称状态后错位90°安装。
5.根据权利要求1所述的混刀分段式双螺旋粉垄刀具，其特征在于，所述左粉垄刀具的四段右螺旋叶片在刀轴轴向均布，每一段螺旋叶片上设有镂空。
6.根据权利要求1所述的混刀分段式双螺旋粉垄刀具，其特征在于，单螺旋叶片环绕刀轴180°。
7.根据权利要求1所述的混刀分段式双螺旋粉垄刀具，其特征在于，所述左粉垄刀具与右粉垄刀具的刀轴最上端各均匀安装的四把上部弯刀，轴向间隔90°均布四把。
8.根据权利要求1所述的混刀分段式双螺旋粉垄刀具，其特征在于，每一段螺旋叶片上光滑固定连接两把粉垄刀，上端第二把粉垄刀与左刀具的第四段右螺旋叶片起始端夹角为35°，上端第一把粉垄刀与上端第二把粉垄刀在第四段右螺旋叶片轴向上间隔110°分布。
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| CN202011544483.3A CN112544131A (zh) | 2020-12-24 | 2020-12-24 | 一种混刀分段式双螺旋粉垄刀具 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116274326A (zh) * | 2023-02-06 | 2023-06-23 | 东北大学 | 新型原位双轴四段式土壤修复装置 |
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2020
- 2020-12-24 CN CN202011544483.3A patent/CN112544131A/zh active Pending
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