CN202444739U - 滑切式减阻深松铲 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及农业耕整地作业机械领域的一种滑切式减阻深松铲，包括铲柄和通过螺栓连接在铲柄上的仿形铲尖，其特征在于，铲尖连接段的铲尖安装平面(RC)与水平面夹角(α)为20°～24°；在上端点(B)处钩形工作段内准线(BC)的切线与铅锤面之间形成的滑切角(β)为30°～40°；钩形工作段内准线(BC)是按多项式方程

形成的曲线。本实用新型深松铲与市场上现有其他类型的深松铲相比，降低了耕作阻力，特别是在深松深度和作业速度增加时，工作阻力降低效果明显，有利于节约能源消耗；同时，实现减少深松作业后地表形成大的土块和大的缝隙，使地表平整，有利于防止水土流失。

Description

滑切式减阻深松铲

技术领域

本实用新型涉及农业耕整地作业机械领域的一种深松铲。 

背景技术

传统耕地作业会形成坚硬的犁底层，影响土壤的蓄水保墒，并易造成水土流失、土壤退化等问题。深松技术是重要的农业保护性耕作技术之一，可以解决传统耕地作业产生的不良后果，为农业可持续发展提供了一项技术保障。但深松机具的能耗较大，特别是随着深松深度和机器前进速度的增加机具牵引阻力显著增大，因此减少深松机耕作阻力，对于节约能耗具有重要的意义。 

深松铲是深松机具上实现疏松土壤，打破犁底层，不翻转土壤的保护性耕作部件，现有的深松铲柄主要采用直线、折线或圆弧过渡段结构连接深松铲尖和机架，深松铲尖主要有凿形、箭形和双翼形。用现有的深松铲进行深松作业时，工作部件对土壤产生挤压、破碎和抬升，从而导致机具的土壤耕作阻力居高不下，并且由于对土壤的抬升作用，作业后地表会形成大的土块和大的缝隙，易造成水土流失、影响后续播种质量。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种新型结构的滑切式减阻深松铲，以解决作业后地表形成大的土块和大的缝隙问题，并且能够降低深松作业的工作阻力，节约能源消耗， 

本实用新型滑切式减阻深松铲，如图1至8所示，它包括一个铲柄1，一个通过螺栓3连接在铲柄上的仿形铲尖2，所述的铲柄部分由自上而下的机架连接段H₁、钩形工作段BC、DQR和铲尖连接段L组成。在钩形工作段内准线BC的前部设有刃角 

为50°～60°的刃口，刃口前轮廓线与铲柄工作段内准线BC平行。铲尖连接段的铲尖安装平面RC与水平面夹角α为20°～24°；在上端点B处钩形工作段内准线BC的切线与铅锤面之间形成的滑切角β为30°～40°；钩形工作段内准线是由多项式方程 

形 成的曲线以内准线上端点B为回转中心按逆时针方向旋转ε角度制得，式中：以钩形工作段内准线BC的上端点为坐标原点，x轴正向为曲线的凸向水平向前、Y轴正向为铅垂向上，x₁取值范围满足-115.989≤x₁≤0，ε取值范围满足38°≤ε≤48°；外准线(DQR)可以是由直线或曲线形成； 

所述的仿形铲尖(2)是模仿土壤动物爪趾的结构形状，使前部刃线(mnp)是按抛物线方程制得的曲线，上端面后部为矩形，其特征在于：铲尖楔角γ为19°～20°，前部刃角θ为50°～60°(一般取60°)，刃线mnp是按如下方程式制得的曲线： 

$y_2=\frac{2\sqrt{3}}{H_2}{x}_2^2$

式中：H₂为铲尖宽度；以前部刃线端点n为坐标原点，x轴正向向上，Y轴为铲尖对称轴、正向指向后端，x₂取值范围满足-0.5H₂≤x₂≤0.5H₂，H₂取值范围满足40≤H₂≤70。 

本实用新型的有益效果是：通过控制以上结构参数实现减少深松作业后地表形成大的土块和大的缝隙，使地表平整，有利于防止水土流失，有益于提高后续播种作业质量；并且实现减少深松铲作业时的耕作阻力的效果。研究表明，与市场上现有其他类型(深松铲柄采用直线、折线或圆弧过渡型，深松铲尖采用凿形、箭形和双翼形)的深松铲相比，用该深松铲进行深松作业，特别是在深松深度和作业速度增加时，工作阻力降低效果明显，有利于节约能源消耗。 

附图说明

图1是滑切式深松铲结构示意图； 

图2是图1的左视图； 

图3是滑切式深松铲柄结构示意图； 

图4是图3中所示A-A向剖面视图； 

图5是图3中所示E向视图； 

图6是铲尖结构示意图； 

图7是图6的俯视图； 

图8是图7所示f-f向剖面视图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。 

参照图1至图8，滑切式深松铲由一个钩形深松铲柄1，一个通过螺栓3连接在深松铲柄1上的仿形铲尖2组成。钩形铲柄1由自上而下的机架连接段H₁、钩形工作段BC、DQR和铲尖连接段L组成。在内准线的前部设有刃角 

为50°～60°的刃口，刃口前轮廓线与铲柄工作段内准线BC平行。铲尖连接段的铲尖安装平面与水平面夹角α为20°～24°；在上端点B处钩形工作段内准线BC的切线与铅锤面之间形成的滑切角β为30°～40°；钩形工作段内准线是由多项式方程 形成的曲线以内准线上端点B为回转中心按逆时针方向旋转ε角度制得，式中：以钩形工作段内准线BC的上端点为坐标原点，x轴正向为曲线的凸向水平向前、Y轴正向为铅垂向上，x₁取值范围满足-115.989≤x₁≤0，ε取值范围满足38°≤ε≤48°；外准线DQR可以是由直线或曲线形成； 

铲柄结构在保证深松作业状态下，保证其强度和刚度的要求，并按照机架结构的安装要求设计连接孔。如图6和图7所示，仿形铲尖2上端面后部为矩形、前部刃线(mnp)是按抛物线方程制得的曲线，其特征在于：铲尖楔角ξ为19°～20°，前部刃角θ为50°～60°(一般取60°)，刃线mnp是按如下方程式制得的曲线： 

$y_2=\frac{2\sqrt{3}}{H_2}{x}_2^2$

式中：H₂为铲尖宽度；以前部刃线端点n为坐标原点，x轴正向向上，Y轴为铲尖对称轴、正向指向后端，x₂取值范围满足-0.5H₂≤x₂≤0.5H₂，H₂取值范围满足40≤H₂≤70。具有入土快和阻力小的优点。 

设计实例： 

以实现最大耕深为400mm为例，深松铲柄采用不低于GB/T 700规定的Q275钢制造，铲柄宽度L₂和厚度σ的取值分别是75mm和30mm，按照机架结构的安装要求设计连接孔或卡具。机架连接段H₁的结构尺寸范围是255mm。铲尖连接段L、L₄和螺栓孔位L₁的取值分别 是130mm、145mm和40mm。 

内准线BC是由多项式方程 

形成的曲线以内准线上端点B为回转中心按逆时针方向旋转ε角度为40°制得，求得BC段的x、y坐标(单位：mm)计算列表如下： 

x	0	85.42017	126.3856	156.3209	176.73	189.1171
							y	0	-125.136	-189.514	-240.746	-280.626	-310.946
x	194.9864	195.8419	193.18785	188.5283	183.36729	178.9095
							y	-333.498	-350.075	-362.4688	-372.473	-381.8796	-393.663

外准线DQR由两段直线DQ和QR组成，其中DQ与铅垂面之间夹角为β、QR与铲尖安装平面垂直。 

深松铲尖采用GB/T 711规定的65锰钢制造。仿形铲尖2上端面后部为矩形、前部刃线(mnp)是按抛物线方程制得的曲线，铲尖宽度H₂和厚度H₃分别按60mm和10mm取值。铲尖长度L₃的取值为175mm，螺栓孔位L₁的取值为40mm。铲尖楔角ξ一般取为19°，前部刃角θ一般取60°，由刃线mnp方程 

确定mnp段的x₂、y₂坐标(单位：mm)计算列表如下： 

x2	-30	-25	-20	-15	-10	-5	0
								y2	51.96	36.083333	23.09333	12.99	5.773333	1.443333	0
x2	5	10	15	20	25	30
								y2	1.443333	5.773333	12.99	23.09333	36.0833333	51.96

Claims (2)

1.一种滑切式减阻深松铲，包括铲柄(1)和通过螺栓(3)连接在铲柄(1)上的仿形铲尖(2)，所述的铲柄(1)由自上而下的机架连接段(H₁)、钩形工作段和铲尖连接段组成；在钩形工作段内准线的前部设有刃角

为50°～60°的刃口，刃口前轮廓线与钩形工作段内准线(BC)平行，其特征在于：铲尖连接段的铲尖安装平面(RC)与水平面夹角(α)为20°～24°；在上端点(B)处钩形工作段内准线(BC)的切线与铅锤面之间形成的滑切角(β)为30°～40°；钩形工作段内准线(BC)是按多项式方程

形成的曲线以内准线上端点(B)为回转中心按逆时针方向旋转ε角度制得，式中：以钩形工作段内准线(BC)的上端点为坐标原点，x轴正向为(BC)曲线的凸向水平向前、Y轴正向为铅垂向上，x₁取值范围满足-115.989≤x₁≤0，ε取值范围满足38°≤ε≤48°；外准线(DQR)可以是由直线或曲线形成。

2.根据权利要求1所述的滑切式减阻深松铲，其特征在于：所述的仿形铲尖(2)是模仿土壤动物爪趾的结构形状，使前部刃线(mnp)是按抛物线方程制得的曲线，上端面后部为矩形，铲尖楔角(ξ)为19°-20°，前部刃角(θ)为50°～60°，刃线mnp是按如下方程式制得的曲线：

$y_2=\frac{2\sqrt{3}}{H_2}{x}_2^2$

式中：H₂为铲尖宽度；以前部刃线端点n为坐标原点，x轴正向向上，Y轴为铲尖对称轴、正向指向后端，x₂取值范围满足-0.5H₂≤x₂≤0.5H₂，H₂取值范围满足40≤H₂≤70。

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