CN1216519C - 农田开沟机 - Google Patents

Abstract

采用锥盘离合器的农田开沟机，包括设置在机架上的变速箱、刀盘、带动刀盘轴转动的传动装置与离合器，其特征是：其中的离合器采用锥盘离合器。锥盘离合器的优化结构：在轴上设有锥形的主动盘与从动盘，两者由弹簧压紧在一起，同时采用螺旋式分离器作为操纵机构。优化的螺旋式分离器：从动轴一端设有分离爪，轴上还设置有轴向通道，通道中放置顶杆，顶杆的一端顶着分离爪，另一端顶着从动盘。本发明克服了传统开沟机上离合器分离不清、结构不够紧凑等缺点：其离合器的分离效果更好，在分离状态下分离机构对从动盘起着制动的作用，可以彻底消除跟转现象，有效地防止刀盘伤人事故。优化设计的锥盘离合器径向尺寸大幅度减少，结构更简单、紧凑。

Description

农田开沟机

技术领域

本发明属机械领域，涉及一种农田开沟机。

背景技术

随着农业机械化的发展，各种农业机械也发展得越来越完备，其中的农田开沟机也发展很快，已经出现了大型的后置式开沟机，小型的前置式开沟机。各种开沟机的各个部件，例如刀盘、刀片，限深器等也在不断改进。其结构基本包括设置在机架上的箱体、刀盘及带动刀盘转动的传动装置与离合器。现有技术中开沟机所使用的离合器，主要有牙嵌离合器和平盘式摩擦离合器，特别是多片式平盘摩擦离合器；而圆锥式摩擦离合器(以下简称锥盘离合器)从未有人使用。因为传统观念认为：多盘式平盘摩擦离合器的径向尺寸和操纵机构远比锥盘离合器紧凑。现有的锥盘离合器确实存在着一些不足：1、传统锥盘离合器的结构不如多片式紧凑，是因为摩擦面积小，摩擦力小，能传递的转矩小，如果适当加大弹簧的压力，可以增加摩擦力从而提高转矩，但是操纵力也会随之加大，以至达到无法操作的程度，也就是将锥盘分离的操纵力会变大，操作者用手拉就会十分费力。所以其分离机构多采用杠杆，而杠杆结构的径向尺寸确实较大。还有采用“通过操纵环操纵……”的方案，所谓“操纵环”是一侧盘的中心轴上有槽，槽中有拨叉环的机构。其结构也不够紧凑。2、传统锥盘离合器的主动盘与从动盘分别安装在两根轴上，是结构不够紧凑的另一原因。但是传统的平盘摩擦离合器也存在着很多不足：1、分离效果差，甚至分离不清。由于平盘离合器在分离状态下，其从动片以及从动轴处于可自由转动的状态，并且从动片在轴向上也可以自由移动，在主动片高速运转时，气流、灰尘以及震动等很小的摩擦力等很多因素都会导致从动片跟转。装配主动片的主动盘由两个轴承安装在从动轴上，尽管滚珠轴承的摩擦系数很小，转动灵活，但也仍会对轴产生一定的摩擦力。轴承上的这种微小摩擦力也成为跟转的一个因素。随着开沟机设计的小型化，轻型化，这种跟转力已经足以造成危害：刀盘的优化设计使其重量从近30kg降低到了10kg左右，这么轻的刀盘在离合器分离以后，很容易被主动片和上述“跟转力”带动，而且会越转越快。这种现象会带来很大的安全隐患，因为：刀盘上有许多削刀，开沟机停止开沟在田头转弯或在路面上行驶时，高速转动的刀盘会对操作者和行人带来很大的危险。这一问题已经成为开沟机设计上的一大难点，多年存在却无法解决。2、传统平盘离合器的结构复杂，重量较大。一个通用的离合器由26种、共69个零件组成，重量约10.5kg。3、由于结构复杂，其维修、更换零件以及调试的难度都较大，只能由接受过专业培训的技术工人进行维修和调试。从动片、主动片的空间很小，3个分离杠杆与分离轴承之间的调节距离允差0.3毫米，不是熟练操作者无法准确调试；调试不正确，就会产生结合力不足、烧伤摩擦面或者明显分离不清的问题；开沟机的使用者都是农民和机修工，一般很难掌握其维修、调试技术，造成使用的不便。4、由于结构复杂，造成其制造成本较高。5、操纵件容易损坏。分离时分离爪、分离轴承受到很大压力，又处在高速运转状态下，摩擦很严重，分离轴承常常损坏，开沟机作为农业机械，工作条件比较差，它又比其他农业机械接触更多的泥水、尘土和杂物，使得离合器分离不清问题更加严重。

发明内容

本发明的任务是提供一种采用锥盘离合器的农田开沟机，这种开沟机采用锥盘离合器，特别是新结构的锥盘离合器，以克服多片式平盘离合器分离不清、径向尺寸比较大、结构不够紧凑等缺点，采用新结构锥盘离合器的农田开沟机应在很多方面超过传统的开沟机，例如其分离效果应更好，能够分离得十分清楚，彻底消除跟转现象；新型锥盘离合器的结构大幅度简化、紧凑，重量减轻；其维修、调试方面也应十分简单，容易掌握，便于一般使用人员操作；同时，其制造成本应有较大的降低；最后，新结构的工作应十分可靠，不存在分离轴承因高速运转和摩擦严重而损坏的问题。

本发明的技术方案如下：采用锥盘离合器的农田开沟机，包括设置在机架上的变速箱、刀盘、带动刀盘轴转动的传动装置与离合器，其特征是：其中的离合器采用锥盘离合器。优化方案中，锥盘离合器的结构为：在轴上设有锥形的主动盘与从动盘，两者由弹簧压紧在一起，同时设有操纵机构，操纵机构采用螺旋式分离器。这里所说的螺旋式分离器，是一对偶件，可以是传统平盘离合器所使用的螺旋式分离器，例如手扶拖拉机使用的分离爪、轴承盖这样一对偶件；也可以是专为本锥盘离合器设计的螺旋式分离器，例如申请实施例中的螺旋式分离器；还可以是其他螺旋分离机构，例如一种螺旋分离器的结构是：一个可在轴上扭转的套环，套环的一侧圆周上设置有一个或一个以上的斜齿，与之相对应的还有一个套在轴上但不可转动的轴承盖，轴承盖上也有数目、斜度相同的啮合斜齿，齿啮合时两者距离最短，两齿顶相对距离最长。再例如一种螺旋分离器的结构是螺套式分离器：一个可在轴上扭转的螺套，螺套的外圆或内圆加工有螺纹，与之相对应的还有一个套在轴上但固定在箱体或机架等物件上不可转动的轴承盖，轴承盖的内圆或外圆也加工有和前一个螺套相配合的螺纹，螺套和轴承盖通过螺纹类似螺栓和螺母一样拧在一起，通过拉动螺套上的杠杆实现螺套的轴向位移，从而实现分离和结合的目的。螺纹可以采用单螺纹或双螺纹及多线螺纹等，牙型可以采用普通螺牙或者梯形、矩形螺牙等。如果用拨叉及操纵环的现有操纵机构技术，存在两个缺点：第一、要在箱体或机架上设置拨叉杠杆的联接机构，例如拨叉杆的支点必须是用一根轴，要有轴的支座，于是就要设计专用的机架或箱体，或要在机架和箱体上设置装配的构件，会给制造带来困难。本实施例中用于开沟机，开沟机的机架或箱体以及许多配件都要生产专用件，显然不经济，以至于无法成批生产推广；第二、使用者不方便。农业机械中关于操纵离合器的方法已经被千万农民所熟知，采用新的操纵方法会增加操作者的难度。采用通用的分离爪、轴承盖这一对偶件作螺旋式分离操纵装置，就不要生产专用的箱体、机架和其他配件，生产十分方便，也适应用户的使用习惯。

锥盘离合器的结构中所说的“锥形的主动盘与从动盘”，是指：可以将主动盘设置为锥碗形，从动盘在内与之配合；也可以是将从动盘设置为锥碗形，主动盘在内与之配合。本申请的优化方案有：离合器的主动盘与从动盘设置在同一根轴上。具体推荐以下方案：离合器盘上设置一个一侧有锥碗的皮带轮，即主动盘，以传递来自拖拉机发动机的动力；主动盘在从动轴上可自由转动，两端有限位使其不可轴向移动；同轴装配一个外圆与主动盘锥碗相配合的从动内锥盘，即从动盘，从动盘与轴花键配合，可以轴向滑动，但不可转动，在弹簧力的作用下紧压入主动盘的锥碗，利用两锥盘圆锥面的摩擦力结合以传递转矩。弹簧的一端有压紧螺母，可以调节弹簧的压力。从动盘和主动盘结合时主动盘的空腔中有较大的间距，当两锥盘的摩擦面发生磨损产生间隙后，调节一端的压紧螺母，使从动盘向主动盘里面进给，可以补偿锥面的磨损量。为了提高摩擦系数和耐磨性，还可以在锥面结合处加上各种衬层。此衬层可以采用粘合式或装配式等多种方案，采用装配式的优势在于能够方便地更换。螺旋式分离器推荐以下方案：从动轴的一端设有分离爪(等通用件)，从动轴上设置有轴向通道，通道中放置顶杆，顶杆的一端顶着分离爪，另一端顶着从动盘。分离时扭转分离爪驱动顶杆即可将从动盘从主动盘锥碗中顶出，达到切断动力分离的目的。同时顶杆与分离爪也处于压紧制动状态，从动轴、从动盘也就不能自由转动。为了避免顶杆和分离爪之间的摩擦，顶杆不能直接顶在分离爪的平面上，顶杆和分离爪两平面之间还要设置一个内孔与从动轴键配合可轴向移动但不可转动的平垫。所说的“从动轴轴向通道”可以设置在轴的外侧，也可以设置在轴的中心。

本发明提供的采用锥盘离合器的农田开沟机，克服了传统开沟机上离合器分离不清、结合不足、结构复杂、调节难、径向尺寸比较大、结构不够紧凑等缺点：采用新结构的离合器后，开沟机在很多方面超过了传统技术，其离合器的分离效果更好，能够分离得十分清楚。在分离状态下分离机构对从动盘起着制动的作用，所以彻底消除了跟转现象。在不进行开沟作业时，可有效地防止刀盘转动伤人事故。新结构离合器采用螺旋分离机构后，其优点是：1、可以使压紧弹簧的弹力很大以保证两个锥盘有足够的摩擦力的前提下操纵力却不大，否则，采用拨叉机构就会使机构很庞大、松散；2、这种螺旋式分离机构可以用专用件，更适合用目前开沟机上常用的借用手扶拖拉机上的分离爪、轴承盖这一对通用组合偶件，使生产、维修很方便；与其配套的拉杆、机架等全部零件都不必变化，更对用户方便的是操作方式不变，具有传统操作习惯；3、径向尺寸减小，结构更简单，从通用离合器原来的26种、共69个零件，改变到本设计的9种、16个零件；本发明的重量明显减轻；与传统的通用离合器约10.5kg的重量相比，本设计减少了30％。其维修、调试方面变得十分简单，不需要专业培训，一般使用人员即可掌握；同时，因零件的减少，制造成本也有较大的降低。新结构的工作十分可靠，不存在分离轴承因高速运转和摩擦严重而损坏的问题。从动轴上设置通道放置顶杆的机构，能以很小的零件传递较大的分离力，使结构十分紧凑。同时也为螺旋分离机构的设置创造了条件。综上所述可见，如果不采用这种螺旋分离机构，就不能解决弹簧压力要大而操纵力要小的矛盾，不采用在从动轴上设置顶杆通道，也就不可能使机构紧凑，同时为了设置拨叉杠杆还要在机架、变速箱箱体上制作联接件，会使机构十分庞大、松散。又由于采用了分离爪、轴承盖等手扶拖拉机通用的螺旋分离器，使得制造方便，又适应使用习惯，这一系列技术难题的解决才可能将锥盘式摩擦离合器应用于开沟机。

附图说明

图1为实施例1开沟机中离合器的结构示意图。

图2是本发明实施例2的结构示意图。

图3是本发明实施例3的结构示意图。

具体实施方式

实施例1，采用锥盘离合器的农田开沟机，包括设置在机架上的变速箱、刀盘及带动刀盘转动的传动装置与离合器。其特征是：其中的离合器采用锥盘离合器，该离合器的结构参照图1：离合器为分离状态。图中离合器部分已经水平剖开，16是从动轴，从动盘3通过花键与从动轴16联接，从动盘3可以在从动轴16上串动，但不可以自由转动；主动盘4通过轴承6与从动轴16固定，轴承6两侧有挡图用来限制轴承6位移，主动盘4可以在从动轴16上自由转动，主动盘4通过柔性传动装置例如链条或三角带5驱动；分离爪8套在从动轴16上，平面顶着顶杆9，相对的另一斜齿面与装配在齿轮箱12上的轴承盖9啮合，齿轮箱12与机架11紧固，分离爪8的下部与拉杆10绞联，当分离爪8被拉杆10拉紧扭转，分离爪8的齿顶爬上轴承盖9的齿顶，从动盘3被顶杆7推离主动盘4，使两个锥盘处于分离状态；松开拉杆10，分离爪8回转，齿顶退入轴承盖9的齿根凹谷中，在从动盘3外侧大弹簧2的作用下，从动盘3被压入主动盘4的锥碗中，两个锥盘结合；两锥面之间有耐磨衬层18以提高锥面使用寿命。该耐磨衬层18可以与主动盘4配合，也可以与从动盘3配合，可以采用粘合方式，也可以采用装配方式；采用装配方式将更加利于更换。从动盘3转动，进而驱动从动轴16转动，通过变速箱12的转换，从动轴16将动力传递给刀盘轴14，刀盘轴14则带动刀盘13转动，削刀15开始削土工作。从动轴16上铣出一个或一个以上的凹槽，中间贯穿顶杆9，顶杆9的截面必须小于凹槽，以保证顶杆9能够在凹槽中顺畅的滑动，在从动轴16上套上轴承6，轴承6内圈与凹槽形成封闭的通道；为了防止轴承6在从动轴16上轴向串动，还要在轴承6两端的从动轴16上设置挡圈20或者销钉等紧固件来固定轴承内圈。大弹簧2外侧有压紧螺母1并用并紧螺母19并紧，同时插上开口销17。

实施例2，参照图2：从动轴16上设置一个专用套，在套的轴向打上通孔，作为设置顶杆9的通道。轴承内圈固定联接在专用套上。

实施例3，参照图3：离合器处于分离状态。一个弓形推杆的两端各有一个套环，一端套在分离爪上，另一端套在从动盘的操纵槽内；拉动分离爪，受到螺旋力的作用，弓形推杆便将从动盘向外推离主动盘，离合器即分离；反之，松开分离爪，分离爪不再给弓形推杆施加力，受到从动盘外侧弹簧力的作用，弓形推杆向箱体一侧自由移动，从动盘被紧紧压入主动盘，离合器结合。

Claims (9)

1、一种采用锥盘离合器的农田开沟机，包括设置在机架上的变速箱、刀盘、带动刀盘轴转动的传动装置与离合器，其特征是：其中的离合器采用锥盘离合器，其具体结构为：在轴上设有锥形的主动盘与从动盘，两者由弹簧压紧在一起，同时设有操纵机构，操纵机构采用螺旋式分离器。

2、按照权利要求1所述的采用锥盘离合器的农田开沟机，其特征是：所说的螺旋式分离器结构是：从动轴的一端设有分离爪偶件，从动轴上设置有轴向通道，通道处放置顶杆，顶杆的一端顶着分离爪，另一端顶着从动盘。

3、按照权利要求2所述的采用锥盘离合器的农田开沟机，其特征是：所说的螺旋式分离器结构是螺套式分离器：设有一个可在轴上扭转的套环，套环的一侧圆周上设置有一个或一个以上的斜齿，与之相对应的还有一个套在轴上但不可转动的偶件，偶件上也有数目、斜度相同的啮合斜齿。

4、按照权利要求2所述的采用锥盘离合器的农田开沟机，其特征是：所说的从动轴轴向通道，设置在轴的外侧，或设置在轴的中心。

5、按照权利要求1～4之一所述的采用锥盘离合器的农田开沟机，其特征是：锥盘离合器主动盘与从动盘的两个锥面结合处之间有耐磨衬层。

6、按照权利要求1或2或4所述的采用锥盘离合器的农田开沟机，其特征是：具体结构为，离合器盘上设置一个一侧有锥碗的主动盘，主动盘在从动轴上可自由转动，两端有限位使其不可轴向移动，同轴装配一个外圆与主动盘锥碗相配合的从动内锥盘，从动盘与轴花键配合，可以轴向滑动，但不可转动，在弹簧力的作用下紧压入主动盘的锥碗。

7、按照权利要求2所述的采用锥盘离合器的农田开沟机，其特征是：从动轴上设置有专用套，在套的轴向上设有通孔，作为设置顶杆的通道，轴承内圈固定联接在专用套上。

8、按照权利要求1-4之一所述的采用锥盘离合器的开沟机，其特征是：主动盘与从动盘设置在同一根轴上。

9、按照权利要求2或4所述的采用锥盘离合器的开沟机，其特征是：所说的分离爪偶件采用手扶拖拉机上的偶件。

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