CN204131917U - 一种变曲率铧式犁 - Google Patents
一种变曲率铧式犁 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204131917U CN204131917U CN201420536899.4U CN201420536899U CN204131917U CN 204131917 U CN204131917 U CN 204131917U CN 201420536899 U CN201420536899 U CN 201420536899U CN 204131917 U CN204131917 U CN 204131917U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mouldboard
- plow
- ploughshare
- line
- plowshoe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn - After Issue
Links
Landscapes
- Soil Working Implements (AREA)
Abstract
一种变曲率铧式犁，包括犁柱、犁铧以及与犁铧连接的犁壁，犁铧和犁壁连接的下表面设有犁托，犁托与犁柱固定连接，犁铧和犁壁的上表面构成犁体触土曲面，该犁体触土曲面是由平行于水平面的直元线在弯曲导线上按照元线角连续运动形成的曲面，所述的弯曲导线符合方程，其中，x的取值范围为0~18。本实用新型中，由该弯曲导线形成的犁体触土曲面，能够改变土壤在与其接触表面的运动状态，由原来的滑动接触占优势改变为以滚动接触为主，降低了土壤对犁体触土曲面的阻力及粘附性。
Description
技术领域
本实用新型涉及农用耕地机械领域，具体涉及一种变曲率铧式犁。
背景技术
耕地机械是对农田土壤进行机械处理使之适合于农作物生长的机械，用来翻耕土地的主要作业机械有铧式犁、圆盘犁等。铧式犁是世界上历史最早，数量最多，应用最广泛的耕地工具，以犁铧和犁壁为主要工作部件进行耕翻和碎土作业，作业效率高、功率利用合理、入土碎土能力强，作业后土壤松碎，对粘重土壤、荒地和杂草多的地块具有较强的适应能力，承担着耕整的重任。然而，在耕作过程中，特别是在粘重土壤中，传统抛物线曲面形成的铧式犁犁体粘附土壤严重，致使工作阻力大，铧式犁入土行程长，翻土、碎土性能弱，降低耕作效果，降低工作效率，增加燃油消耗。
现有技术中的铧式犁，铧式犁的碎土和翻土作用，完全由犁体来完成，犁体的形状、结构及其制造工艺水平对犁的作业质量和牵引阻力有很大影响。针对如何改进犁体部件结构，减小工作阻力这个问题，科研工作者们提出许多方法，主要有润滑法、加热法、振动法、材料改性法、电渗法、柔性结构法、磁场法、仿生非光滑改形法等。这些方法虽能在一定程度上减小工作阻力，但面临增加附属装置、增加生产成本、加工工艺困难或磨损严重等问题，所以研制开发一种结构简单、粘附作用小、耕作阻力小的铧式犁是客观需要的。
实用新型内容
由于铧式犁的工作阻力、粘土性能不仅与采用的材料有关，还和与土壤滑动接触的犁体触土曲面几何形状有关。本实用新型的目的是以一种变曲率曲线代替传统的抛物线作为犁体曲面准线的铧式犁，重新设计铧式犁的犁体曲面，解决现有抛物线曲面中铧式犁工作阻力大、高粘附、工作效率低和使用寿命短的问题。
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案为：一种变曲率铧式犁，包括犁柱、犁铧以及与犁铧连接的犁壁，犁铧和犁壁连接的下表面设有犁托，犁托与犁柱固定连接，犁铧和犁壁的上表面构成犁体触土曲面，该犁体触土曲面是由平行于水平面的直元线在弯曲导线上按照元线角连续运动形成的曲面，所述的弯曲导线符合方程 ，其中，x的取值范围为0~18。
所述的元线角是直元线与铧式犁前进方向的夹角，该元线角θ符合方程，其中，为弯曲导线的入土端与直元线之间沿铧式犁前进方向的高度。
当弯曲导线的参数方程在x取值范围为0~18mm内，在x和f(x)方向同时放大16.923倍时，得到开度L为220mm、弯曲导线首尾两端的切线的夹角为110o、犁铧安装角为30o曲线段，该曲线段形成的犁铧和犁壁的厚度均为5~30mm。其中，开度L是指该曲线段首尾两端之间的宽度，犁铧安装角是指犁铧与犁壁连接处的切线与水平方向的夹角。
所述的弯曲导线的入土端为犁铧入土端的犁刃线，末端终止于犁壁最上端的边缘线，所形成的犁体触土曲面为翻土型；或者，弯曲导线起始于弯曲导线所在平面位于犁铧尖端2/3铧刃长，所形成的的犁体触土曲面为碎土型。
所述的犁托上沿铧式犁耕地的方向设有一个犁侧板，犁侧板对铧式犁犁体的耕地方向具有正位调节作用。
所述的犁壁上设有螺栓孔，犁托上与犁壁连接的对应位置设有螺栓孔，犁壁与犁托之间通过沉头螺栓连接，便于犁壁与犁托的拆装，其中的沉头螺栓的个数为2~20个。进一步的，犁壁和犁托之间还设有一个形状与犁托背面形状相吻合的托板。
本实用新型中，犁铧和犁壁构成的犁体触土曲面由直元线沿着弯曲导线遵循元线角函数变化规律运动至犁壁顶边线最大高度，弯曲导线是犁体触土曲面与铧刃线的垂直平面相交点形成的截面线，其形式对工作阻力影响最大。本实用新型的铧式犁能够解决现有技术中心中，因采用其它方式完成减阻结构改进中产生的结构复杂问题，与现有技术相比，本实用新型采用表面改形的技术，并以普通铧式犁为设计对象，提供一种改善铧式犁犁体触土曲面的几何形状的变曲率铧式犁，能够降低工作过程中土壤作用于犁体触土曲面的阻力。
有益效果：1）、本实用新型通过一参数方程限定了犁体触土曲面的弯曲导线，而犁体触土曲面是由平行于水平面的直元线在该弯曲导线上按照一定的元线角连续运动形成的曲面，该弯曲导线具有变曲率特性，能够改变土壤在与其接触表面的运动状态，具体表现为：对其上运动的土壤产生引导效应，使土壤颗粒产生滚动、波动效应，并减小界面层的土壤颗粒数量，降低了土壤颗粒与犁体触土曲面的接触几率。
2）、该弯曲导线能够改变土壤在与其接触表面的应力状态，由于变曲率结构使土壤颗粒的运动方式发生了改变，由原来的滑动接触占优势改变为以滚动接触为主，降低了土壤对犁体触土曲面的阻力及粘附性，本实用新型的变曲率铧式犁耐磨性比传统铧式犁提高40%，脱附减阻性能提高40%。
3）、仅仅通过对犁体的触土曲面的改进就能实现铧式犁减阻脱附性能的提高，避免了传统改进方式带来工艺或者结构上的复杂性。
4）、本实用新型的铧式犁，其犁体触土曲面的弯曲导线是变曲率曲线，可在实际的耕深耕宽情况下，调整弯曲导线在x取值范围内的放大比例，以获得最优的开度L、犁铧的安装角以及弯曲导线首尾两端的切线的夹角，从而可以形成具有翻土特性、碎土特性或者兼有翻碎土特性的铧式犁，适用于多种土壤条件和农艺要求，而且设计与开发均简单。
附图说明
图1为本实用新型弯曲导线的参数方程曲线图和缩放实例曲线图；
图2为本实用新型的结构示意图；
图3为图2的侧向视图；
图4为本实用新型中犁托与犁侧板的位置关系图；
图5为本实用新型中元线角的曲线图；
图6为传统弯曲导线曲线图和本实用新型的弯曲导线曲线图。
附图标记：1、犁铧，2、犁壁，3、犁托，4、犁侧板，5、犁柱，6、弯曲导线，7、直元线，8、托板。
具体实施方式
如图2、3所示，一种变曲率铧式犁，包括犁铧1、犁壁2、犁托3、犁侧板4和犁柱5，犁铧1和犁壁2可拆卸连接在犁托3上，犁托3与犁柱5固定连接，犁托3上沿铧式犁耕地的方向设有一个犁侧板4。
其中，犁铧1和犁壁2的上表面构成犁体触土曲面，该犁体触土曲面是由平行于水平面的直元线7在弯曲导线6上按照一定的元线角连续运动形成的曲面，所述的弯曲导线6是由参数方程，其中，x的取值范围为0~18。进一步的，所述的弯曲导线6是在x取值范围为0~18mm内，在x和f(x)方向分别缩放相同比例得到的曲线段。
如图5所示，为所述元线角的参数方程曲线图，所述的元线角是直元线7与铧式犁前进方向的夹角，该元线角θ符合方程，其中，为弯曲导线6的入土端与直元线7之间沿铧式犁前进方向的高度。
本实用新型中，弯曲导线6也可以是在x取值范围为0~18mm内，在x和f(x)方向分别缩放不同比例得到的曲线段。如图1所示，实线图表示弯曲导线的参数方程在取值范围0≤x≤18mm的曲线图，虚线图表示对该参数方程的变曲率曲线在x、f(x)方向分别放大4.13倍和13.89倍得到的铧式犁。在实际应用中，实际的放大倍数是由需要耕作土地的耕作深度、耕作宽度、土壤条件、农艺要求来确定，直元线7沿放大后变曲率弯曲导线6按照元线角函数变化规律运动，即可形成犁体触土曲面。变曲率铧式犁能够使得土壤沿犁体触土曲面以部分滚动运动代替滑动运动减小粘附，减小工作阻力，以合适切土角入土，减小入土行程。
本实用新型中，犁铧1和犁壁2上表面连接构成的犁体触土曲面，是由直元线7沿着弯曲导线6自铧刃线开始沿元线角函数变化规律至顶边线最大高度形成的。传统铧式犁犁体触土曲面以抛物线作为弯曲导线，如图6所示，其中的虚线段表示传统铧式犁触土曲面的弯曲导线，实线段表示本实用新型铧式犁触土曲面的弯曲导线。其中，开度L是指该曲线段首尾两端之间的宽度，h是指曲线段首尾两端之间的高度，犁铧安装角是指犁铧与犁壁连接处的切线与水平方向的夹角，是指弯曲导线首尾两端的切线的夹角，当x在0~18mm内，在x和f(x)方向同时放大16.923倍时，得到开度L=220mm、=110o、=30o的曲线段。
变曲率犁体触土曲面的几何结构能够降低土壤颗粒与犁体触土曲面的接触几率，同时，由于该结构单体土壤颗粒的运动方式发生了改变，由原来的滑动接触占优势变为以滚动接触为主。上述原因都将使土壤对铧式犁犁体触土曲面的阻力及粘附性降低，与传统铧式犁相比，本实用新型能将脱附减阻性能提高40%以上。
通过调整弯曲导线6的起始位置，能够得到适用特性不同的铧式犁。其中，具有翻土特性的铧式犁为，弯曲导线6起始于犁铧1入土端的犁刃线，终止于犁壁2最上端的边缘线；具有碎土特性的铧式犁为：弯曲导线6起始于其所在平面位于犁铧尖端2/3铧刃长；兼有翻碎土特性的铧式犁为：弯曲导线6的起始位置介于前述二者之间。
本实用新型运用曲线拟合和几何测量，最终得出犁体触土曲面的变曲率几何结构，并将这种几何结构设置为犁体触土曲面的弯曲导线。本实用新型的变曲率铧式犁，犁壁2上设有螺栓孔，犁托3上与犁壁2连接的对应位置设有螺栓孔，犁壁2与犁托3之间通过2~20个沉头螺栓连接起来，便于安装维护。如图4所示，犁壁2和犁托3之间还设有一个形状与犁托3背面形状相吻合的托板8，增强了该铧式犁的连接强度。本实用新型的变曲率结构可应用于诸如锄头、除草铲等多种触土器具的表面。
Claims (6)
1.一种变曲率铧式犁，包括犁柱（5）、犁铧（1）以及与犁铧（1）连接的犁壁（2），犁铧（1）和犁壁（2）连接的下表面设有犁托（3），犁托（3）与犁柱（5）固定连接，其特征在于：犁铧（1）和犁壁（2）的上表面构成犁体触土曲面，该犁体触土曲面是由平行于水平面的直元线（7）在弯曲导线（6）上按照元线角连续运动形成的曲面，所述的弯曲导线（6）符合方程 ，其中，x的取值范围为0~18。
2.根据权利要求1所述的一种变曲率铧式犁，其特征在于：所述的元线角是直元线（7）与铧式犁前进方向的夹角，该元线角θ符合方程，其中，为弯曲导线（6）的入土端与直元线（7）之间沿铧式犁前进方向的高度。
3.根据权利要求1或2所述的一种变曲率铧式犁，其特征在于：所述的弯曲导线（6）的入土端为犁铧（1）入土端的犁刃线，末端终止于犁壁（2）最上端的边缘线。
4.根据权利要求1所述的一种变曲率铧式犁，其特征在于：所述的犁托（3）上沿铧式犁耕地的方向设有一个犁侧板（4）。
5.根据权利要求1所述的一种变曲率铧式犁，其特征在于：所述的犁壁（2）上设有螺栓孔，犁托（3）上与犁壁（2）连接的对应位置设有螺栓孔，犁壁（2）与犁托（3）之间通过2~20个沉头螺栓连接。
6.根据权利要求5所述的一种变曲率铧式犁，其特征在于：所述的犁壁（2）和犁托（3）之间还设有一个形状与犁托（3）背面形状相吻合的托板（8）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420536899.4U CN204131917U (zh) | 2014-09-18 | 2014-09-18 | 一种变曲率铧式犁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420536899.4U CN204131917U (zh) | 2014-09-18 | 2014-09-18 | 一种变曲率铧式犁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204131917U true CN204131917U (zh) | 2015-02-04 |
Family
ID=52408654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420536899.4U Withdrawn - After Issue CN204131917U (zh) | 2014-09-18 | 2014-09-18 | 一种变曲率铧式犁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204131917U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104221508A (zh) * | 2014-09-18 | 2014-12-24 | 河南科技大学 | 一种变曲率铧式犁 |
| CN104663023A (zh) * | 2015-03-07 | 2015-06-03 | 向青茂 | 能翻埋农作物茎秆的犁头 |
| CN109601050A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-04-12 | 石河子大学 | 用于治理土壤盐分表聚现象的水平翻耕技术 |
-
2014
- 2014-09-18 CN CN201420536899.4U patent/CN204131917U/zh not_active Withdrawn - After Issue
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104221508A (zh) * | 2014-09-18 | 2014-12-24 | 河南科技大学 | 一种变曲率铧式犁 |
| CN104221508B (zh) * | 2014-09-18 | 2016-02-17 | 河南科技大学 | 一种变曲率铧式犁 |
| CN104663023A (zh) * | 2015-03-07 | 2015-06-03 | 向青茂 | 能翻埋农作物茎秆的犁头 |
| CN109601050A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-04-12 | 石河子大学 | 用于治理土壤盐分表聚现象的水平翻耕技术 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104221508B (zh) | 一种变曲率铧式犁 | |
| CN205408439U (zh) | 一种自激振动式分层深松整地联合作业机 | |
| CN204131917U (zh) | 一种变曲率铧式犁 | |
| CN105165139A (zh) | 一种仿生深松铲 | |
| CN100333629C (zh) | 仿生减阻深松铲柄 | |
| CN105009723A (zh) | 一种心土层培肥的耕作方法及耕作机械 | |
| CN204669818U (zh) | 仿生减阻深松铲 | |
| CN205052074U (zh) | 一种仿生深松铲 | |
| CN102487611A (zh) | 复合式减阻深松铲 | |
| CN203301959U (zh) | 旱地耕整起垄机 | |
| CN207185108U (zh) | 一种深松铲 | |
| CN103782675A (zh) | 一柄多尖土壤深松铲 | |
| CN205510677U (zh) | 新式铧式犁犁体曲面 | |
| CN202043423U (zh) | 深松旋耕联合整地机 | |
| CN205213277U (zh) | 后缀式心土耕作犁 | |
| CN210052164U (zh) | 一种基于逆向工程技术的农机具触土部件仿生曲面结构 | |
| CN204090485U (zh) | 一种微耕机开沟器 | |
| CN204681738U (zh) | 一种弯腿式深松铲 | |
| CN105766086A (zh) | 新式铧式犁犁体曲面 | |
| CN202340370U (zh) | 一种用于深松机的深松刀 | |
| CN204669821U (zh) | 一种仿生减阻深松铲 | |
| CN208210591U (zh) | 双耕作轴耕作机 | |
| CN202503874U (zh) | 新型起垄犁 | |
| CN208821155U (zh) | 一种不粘泥板 | |
| CN205124259U (zh) | 一种分层深度可调的圆弧形分层深松铲 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20150204 Effective date of abandoning: 20160217 |
|
| C25 | Abandonment of patent right or utility model to avoid double patenting |