CN115104394A - 一种防过载保护装置及翻转犁 - Google Patents
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Abstract
本发明属于农业机械技术领域，尤其涉及一种防过载保护装置及翻转犁。其中，翻转犁包括底座、转动顶板、止退滑块、锁止组件以及防过载液压缸；本发明实施例提供的防过载保护装置，当负载在工作遇到的阻力超过一定值时，可通过锁止组件推动止退滑块，使转动顶板带动负载抬升，从而脱离受阻的位置，起到过载保护的效果。另外过载保护后，可通过防过载液压缸使止退滑块复位，使负载回复至工作位置，省去了现有技术中防过载保护装置过载后需要停机维护的操作，大大提升了本装置的自动化程度。
Description
技术领域
本发明属于农业机械技术领域，尤其涉及一种防过载保护装置以及具有该防过载保护装置的翻转犁。
背景技术
深耕翻转犁主要用于根系发达的经济作物种植土地的深翻作业，耕作深度可达110cm，深翻作业对土壤理化性质与微生物活动有很大影响，深翻结合施入有机肥，则可改善土壤结构和理化性状，增强土壤微生物活性，加速有机质分解，提高土壤熟化度和养分的有效性，增加果树根系的吸收范围，促进其生长吸收，深翻作业意义重大。
由于深翻作业时，犁铧入土较深，土地内可能存在石块、树根等障碍物，当犁铧的犁尖与障碍物碰撞时会由于阻力陡然增大或冲击对机具或拖拉机造成损坏，因此现有的犁铧上均设置有防过载结构设计。同时，深耕翻转犁由于深翻作业耕深较深，工作阻力较大，多采用剪切螺栓式防过载设计，即当犁铧阻力或冲击超过一定数值时，安全螺栓被剪断，释放冲击或过载力，但当螺栓被剪断后，犁铧需要重新更换螺栓后才能正常使用，因而需停机维护。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防过载保护装置，在发生过载保护后，可通过防过载液压缸使负载回复至工作位置，省去了现有技术中防过载保护装置过载后需要停机维护的操作，大大提升了本装置的自动化程度。
基于此，一种防过载保护装置，包括底座、转动顶板、止退滑块、锁止组件以及防过载液压缸；
所述转动顶板铰接于所述底座上，用于与负载连接并将负载保持在工作位置、或过载时转动带动负载相对底座抬升，所述转动顶板在转动方向上的侧面为倾斜的斜侧面；
所述止退滑块设于所述底座上，可相对所述底座平移；
所述防过载液压缸设于所述底座上，其伸缩端与所述止退滑块连接，用于在所述止退滑块平移的方向上施加水平过载力；
所述锁止组件铰接于所述止退滑块上，且锁止组件的底部与所述斜侧面相抵接，使转动顶板作用于锁止组件上的作用力的水平分力小于所述水平过载力时，锁止组件将转动顶板锁止在工作位置上。
如上所述的一种防过载保护装置，所述止退滑块上设有限位端面，所述转动顶板在工作位置时，所述锁止组件侧面与所述限位端面相抵接。
如上所述的一种防过载保护装置，所述斜侧面与水平面的夹角小于45°。
如上所述的一种防过载保护装置，所述斜侧面包括第一斜侧面和第二斜侧面，所述锁止组件包括第一锁止块和第二锁止块；所述第一锁止块与所述第一斜侧面相抵接；所述第二锁止块与所述第二斜侧面相抵接。
如上所述的一种防过载保护装置，所述锁止组件还包括第一铜基摩擦块和第二铜基摩擦块；
所述第一铜基摩擦块设于所述第一锁止块与第一斜侧面相抵接的底部上；
所述第二铜基摩擦块设于所述第二锁止块与第二斜侧面相抵接的底部上。
如上所述的一种防过载保护装置，所述止退滑块包括滑座、设于所述滑座上的第一侧翼和第二侧翼；
所述第一侧翼沿所述滑座的上后方延伸，所述第二侧翼沿所述滑座的下后方延伸，所述第一侧翼与所述第二侧翼之间形成一U型腔，所述转动顶板与底座的铰接端位于U型腔内。
如上所述的一种防过载保护装置，所述第一侧翼后侧还设有上铰接槽，所述第一锁止块铰接在上铰接槽内，且底部位于U型腔内；
所述第二侧翼后侧还设有下铰接槽，所述第二锁止块铰接在下铰接槽内，且底部位于U型腔内。
如上所述的一种防过载保护装置，所述防过载液压缸包括第一防过载液压缸和第二防过载液压缸，所述第一防过载液压缸的伸缩端与所述第一侧翼连接，所述第二防过载液压缸的伸缩端与所述第二侧翼连接。
如上所述的一种防过载保护装置，所述底座至少包括上层板、下层板、左侧板、右侧板；
所述左侧板和右侧板连接在所述上层板与下层板之间；且所述左侧板和右侧板之间形成滑动腔，所述滑座位于所述滑动腔内。
如上所述的一种防过载保护装置，所述底座还包括左支撑板和右支撑板，所述止退滑块还包括左支撑滑块和右支撑滑块；
所述左支撑板位于左侧板左侧，所述右支撑板位于右侧板右侧；所述左侧板和右侧板上均设有与所述滑动腔连通的长条形通孔；所述左支撑板上开设有左滑槽，所述右支撑板上开设有右滑槽；
所述左支撑滑块连接在所述滑座左侧，且一端穿过左侧板的长条形通孔，嵌入至左支撑板上的左滑槽内，所述右支撑滑块连接在所述滑座右侧，且一端穿过右侧板的长条形通孔，嵌入至右支撑板上的右滑槽内。
如上所述的一种防过载保护装置，所述止退滑块还包括第三铜基摩擦块组、第四铜基摩擦块组、第五铜基摩擦块组、第六铜基摩擦块组；
所述第三铜基摩擦块组、第四铜基摩擦块组设于滑座上，所述第三铜基摩擦块组位于滑座与左支撑滑块接触的侧面上，所述第四铜基摩擦块组位于滑座与右支撑滑块接触的侧面上；
所述第五铜基摩擦块组设于左支撑滑块上，位于左支撑滑块与左滑槽接触的侧面上；
所述第六铜基摩擦块组设于右支撑滑块上，位于右支撑滑块与右滑槽接触的侧面上。
本发明还提供了一种翻转犁，包括安装臂、犁铧安装板以及犁铧本体，所述犁铧本体安装在所述犁铧安装板上，所述安装臂上设有如上所述的一种防过载保护装置，所述犁铧安装板连接在所述转动顶板上。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
1、防过载保护装置应用于深耕犁上，通过转动顶板与负载连接，利用锁止组件、止退滑块来对转动顶板进行限位以及锁紧，从而使负载固定在工作位置上；另外增加防过载液压缸来阻挡止退滑块的移动，仅当负载在工作时，遇到的阻力超过一定值时，方可通过锁止组件推动止退滑块，使转动顶板带动负载抬升，从而脱离受阻的位置，起到过载保护的效果。另外本方案在过载保护后，可通过防过载液压缸使止退滑块复位，从而带动锁止组件以及转动顶板复位，使负载回复至工作位置，省去了现有技术中防过载保护装置过载后需要停机维护的操作，大大提升了本装置的自动化程度。
2、本方案可通过调节防过载液压缸施加在止退滑块上的水平过载力大小，以控制防过载保护装置启动过载保护动作时所受到的最大阻力，使本装置能够在不同的深翻土地环境中适用。
3、本方案还通过合理的力学结构设计，通过锁止组件与转动顶板斜侧面的配合，改变阻力作用于锁止组件上的作用力方向，使本装置最终启动过载保护动作时的过载力为该作用力的水平分力，从而使防过载液压缸施加水平过载力能够承受更大的阻力，起到四两拨千斤的效果。而且可降低防过载液压缸的配置，有效降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种防过载保护装置的结构示意图；
图2为图1中防过载保护装置的半剖视图；
图3为图1中底座的结构爆炸图；
图4为本发明实施例提供的一种防过载保护装置的受力分析图；
图5为本发明实施例提供的一种翻转犁的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图3所示，本发明实施例提供一种防过载保护装置，包括底座1、转动顶板2、止退滑块3、锁止组件4以及防过载液压缸5；本发明实施例防过载保护装置应用于翻转犁特别是深耕翻转犁上，通过转动顶板2与负载连接，利用锁止组件4、止退滑块3来对转动顶板2进行限位以及锁紧，从而使负载固定在工作位置上；另外增加防过载液压缸5来阻挡止退滑块3的移动，仅当负载在工作时，遇到的阻力超过一定值时，方可通过锁止组件4推动止退滑块3，使转动顶板2带动负载抬升，从而脱离受阻的位置，起到过载保护的效果。另外本方案在过载保护后，可通过防过载液压缸5使止退滑块3复位，从而带动锁止组件4以及转动顶板2复位，使负载回复至工作位置，省去了现有技术中防过载保护装置过载后需要停机维护的操作，大大提升了本装置的自动化程度。
具体而言，所述转动顶板2铰接于所述底座1上，用于与负载连接并将负载保持在工作位置、或过载时转动带动负载相对底座1抬升，所述转动顶板2在转动方向上的侧面为倾斜的斜侧面21；所述止退滑块3设于所述底座1上，可相对所述底座1平移；所述防过载液压缸5设于所述底座1上，其伸缩端与所述止退滑块3连接，用于在所述止退滑块3平移的方向上施加水平过载力；所述锁止组件4铰接于所述止退滑块3上，且锁止组件4的底部与所述斜侧面相抵接，使转动顶板2作用于锁止组件4上的作用力的水平分力小于所述水平过载力时，锁止组件4将转动顶板2锁止在工作位置上。本方案还通过合理的力学结构设计，通过锁止组件4与转动顶板2斜侧面的配合，改变阻力作用于锁止组件4上的作用力方向，使本装置最终启动过载保护动作时的过载力为该作用力的水平分力，从而使防过载液压缸5施加水平过载力能够承受更大的阻力，起到四两拨千斤的效果。而且可降低防过载液压缸的配置，有效降低成本。
如图4所示，FZ为犁铧工作时的阻力，F1为转动顶板2作用于锁止组件4上的作用力，FL为防过载液压缸5预设施加在止退滑块3上的水平过载力，F3为F1在水平方向上的分力；根据力矩平衡可知FZ*H1＝F1*H2；且F3＝F1*SinA，其中，A为F1与竖直方向的夹角角度，H1为阻力FZ到转动顶板2转轴的力臂，H2为止退滑块3的转轴到转动顶板2转轴的力臂；由于本方案转动顶板2转动，需要推动止退滑块3平移，则当F3大于FL时，才可推动止退滑块3平移，根据上述公式可得，F3＝*FZ，故F3与FZ之间的比值由距离H1、H2以及角度A的值控制，故本方案通过控制该比值小于1，即可达到施加较小的水平过载力能够承受更大的阻力的效果。
本发明实施例中，斜侧面21与水平面的夹角小于45°，该夹角的度数即等于上述角度A，根据上述公式分析，在H2与H1的数值不变的前提下，该夹角的角度越小，F3与FZ的比值则越小。即本本装置实现防过载液压缸施加水平过载力能够承受更大的阻力，起到四两拨千斤的效果。可降低防过载液压缸的配置，有效降低成本。
本发明实施例中，为了保证防过载液压缸5使止退滑块3复位时，能够带动锁止组件4以及转动顶板2能够回复在工作位置上，所述止退滑块3上设有限位端面301，所述转动顶板2在工作位置时，所述锁止组件4侧面与所述限位端面301相抵接。以图4中为例，通过限位端面301的结构设计，能够在复位转动的过程中，限制锁止组件4继续逆时针转动，从而锁定在工作位置上。
本发明实施例中，为了方便应用于翻转犁上，通常翻转犁两侧都会设置犁铧本体，故所述转动顶板2上下两侧面分为第一斜侧面201和第二斜侧面202，所述锁止组件4包括第一锁止块41和第二锁止块42；所述第一锁止块41与所述第一斜侧面201相抵接；所述第二锁止块42与所述第二斜侧面202相抵接。
另外，为了提高稳定性，本发明实施例中，所述锁止组件4还包括第一铜基摩擦块51和第二铜基摩擦块52；所述第一铜基摩擦块51设于所述第一锁止块41与第一斜侧面201相抵接的底部上；所述第二铜基摩擦块52设于所述第二锁止块42与第二斜侧面202相抵接的底部上。以增加接触摩擦面的耐磨性能同时使接触面的摩擦系数尽可能的保持稳定。
本发明实施例中，所述止退滑块3包括滑座31、设于所述滑座31上的第一侧翼321和第二侧翼322；所述第一侧翼321沿所述滑座31的上后方延伸，所述第二侧翼322沿所述滑座31的下后方延伸，所述第一侧翼321与所述第二侧翼322之间形成一U型腔；止退滑块3整体呈Y型；
所述转动顶板2与底座1的铰接端位于U型腔内；所述第一侧翼321后侧还开设有上铰接槽3211，所述第一锁止块41铰接在上铰接槽3211内，且底部位于U型腔内；所述第二侧翼322后侧还开设有下铰接槽3221，所述第二锁止块42铰接在下铰接槽3221内，且底部位于U型腔内。通过上铰接槽3211、下铰接槽3221来安装所述第一锁止块41和第二锁止块42，而且铰接槽的结构，可让位于锁止块的转动，使转动顶板2转动时，可带动第一锁止块41或第二锁止块42转动，从而再带动止退滑块3平移。
本发明实施例中，所述防过载液压缸5包括第一防过载液压缸501和第二防过载液压缸502，所述第一防过载液压缸501的伸缩端与所述第一侧翼321连接，所述第二防过载液压缸502的伸缩端与所述第二侧翼322连接。即上述FL的水平过载力由两个防过载液压缸分担，进一步降低防过载液压缸的配置要求。而且上下两侧设置，有利于保持止退滑块3的平稳移动。
本发明实施例中，参阅图3，底座的具体结构为：所述底座1至少包括上层板11、下层板12、左侧板13、右侧板14，所述左侧板13、右侧板14连接在所述上层板11与下层板12之间，所述左侧板13和右侧板14之间形成滑动腔15，所述滑座31位于所述滑动腔15内，通过简单的结构，形成本方案的底座1以及提供能够供滑座31移动的滑动腔15。
另外，为了使止退滑块3平移动作更为稳定，底座1还包括左支撑板131和右支撑板141；所述止退滑块3还包括左支撑滑块33和右支撑滑块34；所述左支撑板131位于左侧板13左侧，所述右支撑板141位于右侧板14右侧。所述左侧板13和右侧板14上均设有与所述滑动腔15连通的长条形通孔；所述左支撑板131上开设有左滑槽，所述右支撑板141上开设有右滑槽1411；所述左支撑滑块33连接在所述滑座31左侧，且一端穿过左侧板13的长条形通孔，嵌入至左支撑板131上的左滑槽内，所述右支撑滑块34连接在所述滑座31右侧，且一端穿过右侧板14的长条形通孔，嵌入至右支撑板141上的右滑槽1411内。本发明实施例中，通过设置左右支撑滑块，配合底座1上的左支撑板131和右支撑板141的结构，有效保持止退滑块3平移的稳定性，而且能够起到限位止退滑块3的效果，通过支撑滑块与滑槽的结构配合，限制止退滑块3的平移距离为滑槽的长度，从而防止移动过位的情况发生。
进一步地，本发明实施例中，为了提升止退滑块3平移的稳定性，所述止退滑块3还包括第三铜基摩擦块组、第四铜基摩擦块组36、第五铜基摩擦块组37、第六铜基摩擦块组38；所述第三铜基摩擦块组、第四铜基摩擦块组36设于滑座31上，所述第三铜基摩擦块组位于滑座31与左支撑滑块33接触的侧面上，所述第四铜基摩擦块组36位于滑座31与右支撑滑块34接触的侧面上；所述第五铜基摩擦块组37设于左支撑滑块33上，位于左支撑滑块33与左滑槽接触的侧面上；所述第六铜基摩擦块组38设于右支撑滑块34上，位于右支撑滑块34与右滑槽1411接触的侧面上。
本发明实施例还提供了一种翻转犁，如图5所示，翻转犁包括安装臂91、犁铧安装板92以及犁铧本体93，所述犁铧本体93安装在所述犁铧安装板92上，所述安装臂91上设有如上所述的一种防过载保护装置，所述犁铧安装板92连接在所述转动顶板2上。由于其具有上述防过载保护装置，故也同样具有过载后可自动复位的效果。
本发明实施例提供的一种防过载保护装置其过载保护过程如下：
当犁铧本体93在遇到障碍物时，障碍物在犁铧本体93上产生的阻力超过预先设定值时，犁铧本体93、犁铧安装板92、转动顶板2将绕铰接轴向上转动，锁止块由于受到来自转动顶板2推力，将绕与止退滑块3的铰接的销轴转动同时沿转动顶板2斜面滑动，同时锁止块将推动止退滑块3滑动并压缩防过载液压缸5；当犁铧本体93向上转动越过障碍物后，由于犁铧本体93受到的阻力减小，不再有足够的力推动止退滑块3滑动，此时，防过载液压缸5将在蓄能器压力逐步释放的过程中推动止退滑块3相后运动，直至锁止块卡住转动顶板2，犁铧本体93重新复位。待犁铧本体93重新遇到障碍物或由于土质等异常情况导致的阻力陡然增大并超过预设值，装置将重复上述过程使犁铧本体93越过障碍。
应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。此外，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种防过载保护装置，其特征在于，包括底座、转动顶板、止退滑块、锁止组件以及防过载液压缸；
所述转动顶板铰接于所述底座上，用于与负载连接并将负载保持在工作位置、或过载时转动带动负载相对底座抬升，所述转动顶板在转动方向上的侧面为倾斜的斜侧面；
所述止退滑块设于所述底座上，可相对所述底座平移；
所述防过载液压缸设于所述底座上，其伸缩端与所述止退滑块连接，用于在所述止退滑块平移的方向上施加水平过载力；
所述锁止组件铰接于所述止退滑块上，且锁止组件的底部与所述斜侧面相抵接，使转动顶板作用于锁止组件上的作用力的水平分力小于所述水平过载力时，锁止组件将转动顶板锁止在工作位置上。
2.根据权利要求1所述的一种防过载保护装置，其特征在于，所述止退滑块上设有限位端面，所述转动顶板在工作位置时，所述锁止组件侧面与所述限位端面相抵接。
3.根据权利要求1所述的一种防过载保护装置，其特征在于，所述斜侧面与水平面的夹角小于45°。
4.根据权利要求2所述的一种防过载保护装置，其特征在于，所述斜侧面包括第一斜侧面和第二斜侧面，所述锁止组件包括第一锁止块和第二锁止块；所述第一锁止块与所述第一斜侧面相抵接；所述第二锁止块与所述第二斜侧面相抵接。
5.根据权利要求4所述的一种防过载保护装置，其特征在于，所述锁止组件还包括第一铜基摩擦块和第二铜基摩擦块；
所述第一铜基摩擦块设于所述第一锁止块与第一斜侧面相抵接的底部上；
所述第二铜基摩擦块设于所述第二锁止块与第二斜侧面相抵接的底部上。
6.根据权利要求4所述的一种防过载保护装置，其特征在于，所述止退滑块包括滑座、设于所述滑座上的第一侧翼和第二侧翼；
所述第一侧翼沿所述滑座的上后方延伸，所述第二侧翼沿所述滑座的下后方延伸，所述第一侧翼与所述第二侧翼之间形成一U型腔，所述转动顶板与底座的铰接端位于U型腔内。
7.根据权利要求6所述的一种防过载保护装置，其特征在于，所述第一侧翼后侧还设有上铰接槽，所述第一锁止块铰接在上铰接槽内，且底部位于U型腔内；
所述第二侧翼后侧还设有下铰接槽，所述第二锁止块铰接在下铰接槽内，且底部位于U型腔内。
8.根据权利要求6所述的一种防过载保护装置，其特征在于，所述防过载液压缸包括第一防过载液压缸和第二防过载液压缸，所述第一防过载液压缸的伸缩端与所述第一侧翼连接，所述第二防过载液压缸的伸缩端与所述第二侧翼连接。
9.根据权利要求6所述的一种防过载保护装置，其特征在于，所述底座至少包括上层板、下层板、左侧板、右侧板；
所述左侧板和右侧板连接在所述上层板与下层板之间；且所述左侧板和右侧板之间形成滑动腔，所述滑座位于所述滑动腔内。
10.根据权利要求9所述的一种防过载保护装置，其特征在于，所述底座还包括左支撑板和右支撑板，所述止退滑块还包括左支撑滑块和右支撑滑块；
所述左支撑板位于左侧板左侧，所述右支撑板位于右侧板右侧；所述左侧板和右侧板上均设有与所述滑动腔连通的长条形通孔；所述左支撑板上开设有左滑槽，所述右支撑板上开设有右滑槽；
所述左支撑滑块连接在所述滑座左侧，且一端穿过左侧板的长条形通孔，嵌入至左支撑板上的左滑槽内，所述右支撑滑块连接在所述滑座右侧，且一端穿过右侧板的长条形通孔，嵌入至右支撑板上的右滑槽内。
11.根据权利要求10所述的一种防过载保护装置，其特征在于，所述止退滑块还包括第三铜基摩擦块组、第四铜基摩擦块组、第五铜基摩擦块组、第六铜基摩擦块组；
所述第三铜基摩擦块组、第四铜基摩擦块组设于滑座上，所述第三铜基摩擦块组位于滑座与左支撑滑块接触的侧面上，所述第四铜基摩擦块组位于滑座与右支撑滑块接触的侧面上；
所述第五铜基摩擦块组设于左支撑滑块上，位于左支撑滑块与左滑槽接触的侧面上；
所述第六铜基摩擦块组设于右支撑滑块上，位于右支撑滑块与右滑槽接触的侧面上。
12.一种翻转犁，其特征在于，包括安装臂、犁铧安装板以及犁铧本体，所述犁铧本体安装在所述犁铧安装板上，所述安装臂上设有如权利要求1至11中任一项所述的一种防过载保护装置，所述犁铧安装板连接在所述转动顶板上。
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