立式螺旋开沟施肥机的制作方法

本发明属于农业机械技术领域，尤其涉及一种立式螺旋开沟施肥机。

背景技术：

我国丘陵山区果树种植面积大且近年来呈上升趋势。据统计，2013年在丘陵山地面积比例超过全国平均水平(60.97％)的省份，果园种植面积达到5936.99千公顷，占全国果园种植面积的47.99％(数据来源于中华人民共和国国家统计局)。开沟施肥是提高水果产量和质量的重要途径。目前在这一地区，该生产环节主要由人工完成。这一作业方式劳动强度大，成本高，效率低且易耽误农时。

目前国内研制的丘陵山区果园开沟施肥机还很少而且存在着或开沟深度不足，或机身偏大等问题。IKS-22型双轴开沟机，由云南农业大学工程技术学院张汝坤，吴福明等为解决因开沟刀具切土产生的力矩不平衡，导致开沟机激烈振动、跑偏等问题所研制。该机采用双轴立式结构，传动箱内的轴直接套接长短不一的刀杆，使安装在刀杆上的刀片同时进行切土、抛土和开沟作业。由于两组刀片切抛土壤时对沟上上下分段切抛，致使土壤更加细碎。同时，因双轴正反高速旋转，使抛出的细碎土壤能均匀覆盖在沟的墒面上。该机对土壤含水率适应性较宽，对不同类型土质适应性较强，切抛土壤时产生的力偶平衡，提高了机组作业的稳定性。但其采用的是功率为36.7～47.7kW的四轮式拖拉机作为配套动力，其机身过大，在丘陵山区的使用受到很大限制。IKL-25型立式旋转开沟机，由云南省农机所研制，该机用东风-12型手扶式拖拉机作为配套动力，其开沟部件由刀架和菱形刀片组成，菱形刀片安装在刀架上，刀片具有波形刃，一定程度上减小了切削阻力，但刀片是整体式刀片，磨损后需更换整个刀片，且波形刃制造比较困难。该机在作业中常会因转矩过大，导致传动件损坏，且机身振动大，土块抛得较远，不利于覆土。

目前国内大多螺旋开沟机所需功率大，机身振动大，回土多且无清理回土的装置，不适用于丘陵山区果园开沟作业。本发明集开沟、施肥于一体，使用小型手扶式拖拉机作为配套动力，有效克服了机身振动大，开沟回土多的问题，而且机身小，结构简单、操作方便，适合丘陵山区作业。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种立式螺旋开沟施肥机，该立式螺旋开沟施肥机集开沟、施肥于一体，有效克服了开沟振动大、开沟深度不足、开沟回土多的问题，而且机身小，结构简单、操作方便，适合丘陵山区作业。

本发明的技术方案是，设计一种立式螺旋开沟施肥机，包括手扶式拖拉机、法兰盘、旋转犁箱体、立式螺旋开沟刀、开沟犁、施肥装置，其特征在于：手扶式拖拉机后的变速箱输出轴正后方依次连接有法兰盘、旋转犁箱体，立式螺旋开沟刀与旋转犁箱体垂直连接，而且，从开沟犁向法兰盘方向看，旋转犁箱体与竖直方向存在偏向右侧的20°角，即立式螺旋开沟刀的入土角。施肥装置通过连接梁固定在变速箱后端的上方，以及用连接梁加强板支撑在连接梁靠近施肥箱桶的位置，连接梁加强板下端固定在破土连接架上。

本发明所述立式螺旋开沟刀包括六方输出轴、六方刀座、立式螺旋开沟刀片。所述立式螺旋开沟刀片包括主刀片和小刀片，四把主刀片中间均设置有使土壤断层的折弯角，边缘均设置有大致垂直于切土板的抛土板，小刀片是一块长方体，最先切入土壤，其四个角均可用于切土作业。

本发明所述开沟犁包括开沟犁主板，开沟犁副板，底座，开沟连接杆，开沟犁组件和加强板。开沟犁的两块副板由上、下两颗螺栓连接在开沟犁主板上，其中上端螺栓连接处，开沟犁副板开有圆弧槽，使其可以围绕下端螺栓旋转，以改变清理沟的宽度。通过调节开沟连接杆安装在破土连接架上的位置，可以改变清理沟的深度。

本发明所述施肥装置固定在肥料调节架的左侧，由小电机通过链传动带动施肥装置内的星轮式排肥器将化肥通过施肥管输出到开沟犁清理后的沟的沟底。小电机安装在连接梁的中间，由小电瓶提供动力。

本发明中，手扶式拖拉机通过旋转犁箱体内的传动部件将动力输出到立式螺旋开沟刀，法兰盘、 旋转犁箱体、破土连接架处在同一轴线上，开沟犁用破土连接架固定在旋转犁箱体的正后方。

本发明的有益效果主要是：

1、本立式螺旋开沟施肥机能够适用于丘陵山区果园开沟施肥作业；

2、本立式螺旋开沟施肥机开沟深度范围为30～35cm，满足果园开沟施肥要求；

3、利用开沟犁，能将螺旋开沟刀开沟后落回沟内的土壤清理出沟外，使实际开沟深度、宽度达到理论值，从而满足施肥要求；

4、该立式螺旋开沟施肥机机身小、刀具适应性强，所需配套动力仅为5Kw，节约了能耗。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是开沟装置俯视图；

图3是开沟犁立体示意图；

图4是立式螺旋开沟刀正视图；

图5是旋转犁箱体内部连接正视图。

图中：1、手扶式拖拉机；2、电瓶架；3、电瓶；4、变速箱；5、法兰盘；6、TG连接座；7、肥料箱连接梁；8、小电机；９、施肥箱；10、连接梁加强板；11、肥料调节架；12、施肥装置；13、开沟犁主板；14、破土连接架；15、开沟犁副板；16、加强板；17、开沟犁组件；18、开沟连接杆；19、底座；20、施肥管；21、六方刀座；22、刀柄；23、立式螺旋开沟刀小刀片；24、凸台；25、立式螺旋开沟刀主刀片；25a、抛土板；25b、切土板；25b1、切土部分；25b2、顺土部分；26、旋转犁箱体；27、开沟犁；28、立式螺旋开沟刀；29、六方输出轴；30、从动零度锥齿；31、零度伞齿轮轴；32、传动爪；33立式螺旋开沟刀片。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

这种立式螺旋开沟机，如图1所示，包括手扶式拖拉机1、法兰盘5、旋转犁箱体26、立式螺旋开沟刀28、开沟犁27、施肥装置12等，法兰盘5、旋转犁箱体26、开沟犁27依次连接在手扶式拖拉机1的变速箱4正后方，立式螺旋开沟刀28与旋转犁箱体26垂直连接，其立式螺旋刀由四个主刀片25和四个小刀片23组成，其类似于立式铣刀，对土壤进行铣削，并将大部分土壤抛出铣削出的沟外，剩余落回沟内的少部分土壤，由固定连接在立式螺旋开沟刀28后面的开沟犁27清理。与立式铣刀不同的是，立式螺旋开沟刀28相对前进方向，竖直方向存在偏向右侧的20°角，即立式螺旋开沟刀28的入土角，如图2所示，且为了减少主刀片25的磨损，将小刀片23安装在主刀片25的尖端，最先切削土壤。4个小刀片23比主刀片25强度大，四个角均可以用于切削。相对立式螺旋开沟刀28，开沟犁27的结构简单很多，它清理沟内土壤的宽度可以通过改变开沟犁副板15调节。法兰盘5、旋转犁箱体26、开沟犁27连接成的轴线正上方，在肥料箱连接梁7和肥料调节架11上固定有肥料箱，肥料箱连接梁7通过销连接在安装于变速箱4的TG连接座6上，施肥装置12安装在肥料箱的底部，由小电机8通过链传动带动施肥装置12内的星轮式排肥器将化肥通过施肥管20输出到开沟犁27清理后的沟的沟底，小电机8安装在肥料箱连接梁7的中间，由固定在安装于变速箱4的电瓶架2上的小电瓶3提供动力。

这种立式螺旋开沟刀28的动力传动路线是：变速箱4将动力通过法兰盘5内的传动爪32输出给旋转犁箱体26，而后输出到立式螺旋开沟刀28，如图1所示。旋转犁箱体26里边的传动部件具体动力连接方式是：零度伞齿轮轴31前端与在法兰盘5内的传动爪32连接，另一端与从动零度锥齿30连接，六方输出轴29连接于从动零度锥齿30的内孔，最后通过六方输出轴29将动力输出给螺旋开沟刀28，如图5所示。

所述立式螺旋开沟刀28，如图4所示，包括六方输出轴29、六方刀座21、立式螺旋开沟刀片33，具体特征是：六方输出轴29置于所述六方刀座21内，所述六方刀座21的最下端有一个凸台24，凸台24是正方体，除上下面外，其余四个面均有一个刀柄22，每个刀柄22均与凸台24相应的面垂直，且倾斜42°角，刀柄22的截面为梯形，刀柄22最上端距离凸台24顶面距离约为6-7mm，刀柄22长度为 64～69mm，厚度为15mm。4组立式螺旋开沟刀28通过内六角沉头螺钉分别固定安装于刀柄22上，包括立式螺旋开沟刀主刀片25和立式螺旋开沟刀小刀片23。主刀片25由切土板25b和抛土板25a构成，两者之间的角度约为98°，切土板25b又由切土部分25b1和顺土部分25b2构成，两者平滑相接，角度约为16°，两者构成的边缘圆弧直径为240mm，切土部分25b1和顺土部分25b2的角度，使得土壤断层，断层土壤被抛土板25a抛出沟外。抛土板25a有一个直角的缺口，在缺口边缘和抛土板25a边缘各有一块竖直的加强板16。切土板25b的切土部分25b1前端有一个钩状部分，在其钩状部分上连接有小刀片23。小刀片23是厚度为5mm，长度为100mm，宽度为40mm的长方体，中心对称开有连接孔，便于与主刀片25连接。其刀尖距离所述钩状部分的距离约为22mm。

所述开沟犁27，如图3所示，包括破土连接架14、开沟犁主板13、开沟犁副板15、底座19、开沟连接杆18、开沟犁组件17和加强板16，其具体特征是：开沟犁主板13通过螺栓连接在底座19上，开沟犁副板15由上、下两颗螺栓连接在开沟犁主板13上，其中上端螺栓连接处，两块开沟犁副板15均开有弧形槽，使得开沟犁副板15可围绕下端的螺栓旋转，其旋转角度约为20°。两块开沟犁主板13形状大致呈约20°的扇形，其下端折弯角度约124°，对称安装在底座19上，为了加强开沟器主板的强度，在扇形上端背面焊接有成直角的加强架，同时，为了方便破土连接架14穿过开沟器主板与后端的开沟连接杆18连接，开有40mm的缺口。开沟连接杆18上端有四个销孔，其上面的三个销孔均可与破土连接架14连接，用于调节开沟犁27入土深度，最下面的销孔用于连接开沟犁组件17，开沟连接杆18下端通过螺栓与底座19连接。开沟犁组件17是由两块直角梯形体的钢板组成，两块钢板通过销孔连接在开沟连接杆18上，用于连接加强板16。两块加强板16焊接在开沟犁组件17的两端，分别与两块开沟犁主板13接触。底座19大致呈三角，上端是厚度为8mm的三角形钢板，下端焊接有与水平地面平行的钢块，其中，三角形钢板与水平面的角度以及三角钢板与下端钢块的接触角度均为12°。

本实施例主要用于丘陵山区果园开沟施肥作业，当立式螺旋开沟刀28开出深度约为30cm的沟后，由开沟犁27通过改变其开沟犁副板15的张开的幅度，改变清理沟内回土的宽度，从而使沟形平整，达到后续施肥的要求，施肥管20被安装于紧贴开沟犁底座19离土壤仅5cm高度的地方，在立式螺旋开沟机前进的过程中，通过施肥装置12将肥料均匀施于开沟犁27所清理后的沟内，从而实现开沟施肥于一体的功能，节约了成本。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。