一种旋耕刀的柔性安装结构及翻压装置

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，特别是涉及一种旋耕刀的柔性安装结构及翻压装置。

背景技术

旋耕装置是一种操作简便应用广泛的翻压装置，在耕整地过程中可以一次作业做到灭茬碎土的作业效果，可以有效的疏松土壤，减少土壤压实，同时在绿肥粉碎翻压过程中可以将切割的绿肥粉碎并翻埋。

对于耕整地和绿肥翻压而言，作业环境较复杂，适应性强的翻压装置很少，无法满足作业环境的多样性，且遇到砂石较多的土壤或根系较为粗壮的绿肥，容易使翻压装置的旋耕刀因遭受强烈冲击力，自身强度不足而变形或损坏。

翻压装置工作部件一般都是与旋耕刀类似的刀，虽然其形状结构多种多样，采用的材料也各有差异，但安装结构一般均采用与旋耕机轴固定连接，翻压作业过程中旋耕刀均是与固定轴相对静止，没有自由度，如双天机械厂生产的KYDS-200型旋耕机、振兴机械1GMN-180旋耕机、神耕机械1GNZ-600B旋耕机、雷沃阿波斯1GKN-200旋耕机均采用此类结构,这种结构在长期的土壤耕作、翻埋绿肥过程中极易发生磨损和断裂失效。

目前旋耕装置的更新在结构上的变化不大，旋耕装置的改进也主要集中在旋耕刀辊的结构和材质、旋耕刀的类型、旋耕刀在刀辊上布置模式。伊朗学者Jafar HabibiAsl设计了三种不同类型的旋耕刀片，三种旋耕刀片分别为C型、L型及RC型，评估了不同叶片型旋转平面上的不同叶片数量、前进速度和刀辊速度。泰国亚洲理工学院(AIT)的SatitKaroonboonyanan通过试验得到表面经过HVOF喷涂WC/Co材料的旋耕刀的磨损率远低于未进行表面处理的旋耕刀。国内学者冯培忠对旋耕装置旋耕刀片的排列组合形式进行详细分析，旋耕刀片在旋耕刀辊上的布置模式主要为人字形排列和双头螺线排列方式，对两种安装模式进行对比后，提出了一种4n±2数列排列方式。上海水产大学海洋学院的吴子岳等针对旋耕装置在进行粉碎秸秆和灭茬时存在的问题，对旋耕装置提出了非等长刀切碎模型，根据模型数据对旋耕装置部件进行了相应优化。以上的研究主要是通过旋耕刀辊的结构和材质、旋耕刀的类型、旋耕刀在刀辊上布置模式等方面进行的,对旋耕刀的安装结构改进来实现减少旋耕刀磨损和断裂的文献和报道较少。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种旋耕刀的柔性安装结构及翻压装置，它改变了旋耕刀的安装结构和方法，即在安装结构上提供了一种柔性安装结构，可以在翻压作业时越过较大石块或粗壮根系等对旋耕刀造成强烈冲击力的物体，使旋耕刀发生一定的偏转，越过障碍物，能够有效的保护旋耕刀不受损坏及延长旋耕刀使用寿命。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明一种旋耕刀的柔性安装结构，包括柔性安装刀座和柔性缓冲结构，所述柔性安装刀座一端带有与旋耕刀连接端配合的连接套结构，另一端带有弧形安装端，所述弧形安装端靠近连接套部位开有滑道，对应另一侧带有凸台，所述弧形安装端环绕在旋耕刀安装轴上，带有凸台端连接在安装轴上，所述凸台与对应的另一个旋耕刀上的柔性安装刀座的滑道间连接柔性缓冲结构。

优选的，所述柔性缓冲结构包括浮子、浮子套筒、压簧、套筒护板及滚珠，在所述浮子套筒内一端设置压簧，通过压簧套置在安装刀座的凸台上；另一端设置浮子，浮子一端与压簧相接触，浮子另一端伸出浮子套筒，伸出浮子套筒的端部带有弧槽，滚珠一端嵌于弧槽内，另一端置于安装刀座的滑道内，沿滑道滚动；浮子套筒通过套筒护板连接柔性安装刀座。

优选的，所述套筒护板通过沉头螺栓连接柔性安装刀座及安装轴，套筒护板、柔性安装刀座及安装轴上开有沉头螺栓安装孔，所述安装孔对称位于凸台两侧，且安装孔的中心连线与安装轴中心相交于一点。

优选的，所述安装滚珠的浮子弧槽边缘设置有包边，带有包边的浮子弧槽边缘的入口直径小于滚珠的直径。

本发明一种翻压装置，包括安装轴及多个旋耕刀，在所述安装轴上等间距开有多个环形槽，所述旋耕刀通过权利要求1-4任一项所述柔性安装结构安装在环形槽上，每个环形槽上的两个旋耕刀呈中心对称安装，使安装轴上的旋耕刀整体呈双螺旋结构排列。

优选的，所述安装轴上开有多个环形槽，所述环形槽与所述柔性缓冲结构的套筒护板外缘相配合，环形槽的宽度与柔性安装刀座的宽度相同，环形槽的深度为5～8mm。

优选的，每个所述旋耕刀沿轴向所占相位角α为12-14°。

优选的，所述双螺旋结构的同一螺旋线上相邻两旋耕刀片的相位角φ为54-56°。

本发明的有益效果为：

1.本发明的旋耕刀柔性安装结构，包括柔性安装刀座和柔性缓冲结构，所述柔性安装刀座一端带有与旋耕刀连接端配合的连接套结构，另一端带有弧形安装端，所述弧形安装端环绕在旋耕刀安装轴上，靠近连接套部位开有滑道，对应另一侧带有凸台，所述凸台与对应的另一个旋耕刀上的柔性安装刀座的滑道间连接柔性缓冲结构。所述柔性缓冲结构中的压簧为压缩安装，可提供一定的预紧力，当在砂石较多的土壤中作业或遇到根系较为粗壮的绿肥时，柔性安装刀座受到冲击，通过柔性缓冲结构缓冲，在机器的前进作业状态下，顺利越过土壤中的障碍物而旋耕刀不受损伤。

2.本发明所述柔性缓冲结构是在所述浮子套筒内一端设置压簧，通过压簧套置在安装刀座的凸台上，另一端设置与压簧相接触的浮子，伸出浮子套筒的浮子端部带有弧槽，滚珠容置在弧槽及相对的安装刀座的滑道内，沿滑道滚动；浮子套筒通过套筒护板连接柔性安装刀座。柔性缓冲结构中的压簧为压缩安装，可提供一定的预紧力，在翻压过程中保证旋耕刀处于正常工作状态，当在砂石较多的土壤中作业或遇到根系较为粗壮的绿肥时，旋耕刀柔性安装刀座受到的冲击力过大会使浮子下移，压簧进一步压缩，同时滚珠在滑道中滑动，旋耕刀和柔性安装刀座发生一定角度的转动，在机器的前进作业状态下，顺利越过土壤中的障碍物而旋耕刀不受损伤。

3.本发明所述套筒护板通过沉头螺栓连接柔性安装刀座及安装轴，所述沉头螺栓安装孔对称位于凸台两侧，且安装孔的中心连线与安装轴中心相交于一点，保证整个装置的动平衡。

4.本发明为了防止滚珠从浮子中掉出，以及保证滚珠在浮子及滑道组成的空间中做滚动运动，浮子与滚珠安装后浮子做包边处理。

5.本发明用于翻压装置，包括安装轴及多个旋耕刀，在所述安装轴上等间距开有多个环形槽，所述旋耕刀通过柔性安装结构安装在环形槽上，每个环形槽上的两个旋耕刀呈中心对称安装，使安装轴上的旋耕刀整体呈双螺旋结构排列，沿安装轴轴向和圆周方向有规则的均匀排列，每个旋耕刀均按安装轴旋转13.85。顺序入土，受力均匀。同一切削区两把旋耕刀切土比相等，保证了耕作质量和刀片磨损的均匀。全部旋耕刀按左右弯刀顺序交错入土，避免了同向刀片相继入土，保证了轴向力均匀，减少了振动冲击，延长了传动件的寿命。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中A部放大结构示意图。

图3为旋耕刀安装排列结构示意图。

图4为图3的平面视图。

图5为本发明的旋耕刀及旋耕刀柔性安装刀座排列图。其中，横坐标为切削区数，纵坐标为相位角，纵轴每一格代表13.85°，即每个旋耕刀沿轴向所占相位角α为13.85°，同一螺旋线上相邻两旋耕刀片的相位角φ为55.4°，同一截面两柔性安装刀座夹角β为180°。

图中：1.旋耕刀，2.柔性安装刀座，21.滑道，22.凸台，23.连接套，3.柔性缓冲结构，31.浮子套筒，32.浮子，33.滚珠，34.压簧，35.套筒护板，4.安装轴，41.环形槽，5.沉头螺栓，6.紧定螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。

实施例：如图1所示，本发明一种旋耕刀的柔性安装结构，包括柔性安装刀座2和柔性缓冲结构3，所述柔性安装刀座2一端带有与旋耕刀1连接端配合的连接套23结构，另一端带有弧形安装端，所述弧形安装端靠近连接套23部位开有滑道21，对应另一侧带有凸台22，所述弧形安装端环绕在旋耕刀安装轴4上，带有凸台22端连接在安装轴4上，所述凸台22与对应的另一个旋耕刀1上的柔性安装刀座2的滑道21间连接柔性缓冲结构3。

如图2所示，所述柔性缓冲结构包括浮子32、浮子套筒31、压簧34、套筒护板35及滚珠33，在所述浮子套筒31内一端设置压簧34，通过压簧34套置在安装刀座2的凸台22上，与凸台22同心安装；另一端设置浮子32，浮子32一端与压簧34相接触，浮子32另一端伸出浮子套筒31，伸出浮子套筒31的端部带有弧槽，滚珠33一端嵌于弧槽内，另一端置于柔性安装刀座2的滑道21内，沿滑道21滚动；浮子套筒31通过套筒护板35连接柔性安装刀座2。

所述套筒护板35通过沉头螺栓5连接柔性安装刀座2及安装轴4，套筒护板35、柔性安装刀座2及安装轴4上开有沉头螺栓安装孔，所述安装孔对称位于凸台22两侧，且安装孔的中心连线与安装轴4中心相交于一点。

所述连接套23套置在旋耕刀1刀柄上，通过紧定螺栓6固定。所述旋耕刀1为现有结构。

所述柔性缓冲结构3中的压簧34在安装时为压缩安装，且一端套在凸台22上，为了防止滚珠33从浮子32中掉出，以及保证滚珠33在浮子32及滑道21组成的空间中做滚动运动，浮子32与滚珠33安装后，所述安装滚珠33的浮子弧槽边缘做包边处理，带有包边的浮子弧槽边缘的入口直径小于滚珠的直径，可防止滚珠掉出。在安装时将浮子加热，利用金属材料热胀冷缩原理，使得浮子弧槽边缘的入口直径增大，大于滚珠直径，即可装入，保证工作时滚珠可转动。

如图3、图4所示，本发明用于一种翻压装置，包括安装轴4及多个旋耕刀1，在所述安装轴4上等间距开有多个环形槽41，所述旋耕刀1通过所述柔性安装结构安装在环形槽41上，每个环形槽41上的两个旋耕刀1呈中心对称安装，使安装轴4上的旋耕刀1整体呈双螺旋结构排列。

本例所述安装轴4上开有多个环形槽41，所述环形槽41与所述柔性缓冲结构的套筒护板35外缘相配合，环形槽的宽度与柔性安装刀座的宽度一致，旋耕刀采用现有通用的旋耕刀，旋耕刀1安装在柔性安装刀座2上，环形槽41深度与缓冲结构相配合，为5-8mm。若环形槽41深度过大，对应的缓冲结构中浮子32、浮子套筒31、压簧34、套筒护板35的尺寸也需增大，浪费材料；若环形槽41深度过小，缓冲结构无法很好的发挥缓冲作用，因此，本例环形槽的宽度为15mm，深度为5mm，共开有14个，满足本例旋耕刀1的安装。

如图5所示，本例旋耕刀1及旋耕刀柔性安装刀座2采用4n+2数列排列方式，按双头螺旋线沿安装轴轴向和圆周方向有规则的均匀排列，本例每个所述旋耕刀沿轴向所占相位角α为12-14，本例α为13.85°。所述双螺旋结构的同一螺旋线上相邻两旋耕刀1刀片的相位角φ为54-56°，本例φ为55.4°。每个旋耕刀1均按安装轴4旋转13.85°顺序入土，受力均匀。同一切削区两把旋耕刀切土比相等，保证了耕作质量和刀片磨损的均匀。全部旋耕刀按左右弯刀顺序交错入土，避免了同向刀片相继入土，保证了轴向力均匀，减少了振动冲击，延长了传动件的寿命。

本发明的工作原理：如图2、图3所示，本发明用于翻压装置的旋耕刀安装上，通过柔性缓冲结构3将装有旋耕刀1的旋耕刀柔性安装刀座2一端与安装轴4连接，柔性缓冲结构3中的压簧34为压缩安装，可提供一定的预紧力，在翻压过程中保证旋耕刀处于正常工作状态，柔性缓冲结构3不工作，当在砂石较多的土壤中作业或遇到根系较为粗壮的绿肥时，旋耕刀柔性安装刀座2受到的冲击力过大会使浮子32下移，压簧34进一步压缩，同时滚珠33在滑道21中滑动，旋耕刀1和柔性安装刀座2发生一定角度的转动，在机器的前进作业状态下，顺利越过土壤中的障碍物而旋耕刀不受损伤。在压簧34弹力的作用下回到初始位置，直到下次遇到相同情况再转动，避免旋耕刀1受到的冲击力过大而损坏刀具。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。