基于支撑滑切原理的可调式秸秆粉碎装置的制作方法

本发明属于农业机械技术领域，具体地，涉及一种基于支撑滑切原理的可调式秸秆粉碎装置。

背景技术：

在现代农业生产中，需要经常将粉碎后的农作物秸秆均匀地覆盖地表，这样可有效改观土壤理化特性、培肥地力等。农作物秸秆主要采用秸秆粉碎装置进行粉碎，目前应用较为广泛的粉碎装置为卧式秸秆粉碎还田机。随着农作物产量的不断提高和不同类型作物秸秆还田技术的推广应用，秸秆粉碎还田机需要经常面对秸秆量大、一机多用(如玉米、小麦、水稻等)的问题，需要根据田间不同秸秆情况进行刀具更换或调节。

目前常用的秸秆粉碎还田机，采用的粉碎动刀主要有锤爪型、Y型(或L型)和直刀型，粉碎定刀一般为开有锯齿状刃口的平面梯形刀片，直接焊接于上壳体的内侧。但该机器不重视粉碎定刀的作用，设置的粉碎定刀较短，粉碎动刀和粉碎定刀的切割重合距离较小，很难达到支撑切割的效果，另外，由于转速要求相对较高，有相当多的秸秆是被撕裂的，纤维比较长，而且损坏的粉碎定刀很难更换。

秸秆粉碎质量不好，将会直接影响后期进行的土壤耕作或播种作业质量，因此需要一种能够方便进行支撑切割和粉碎刀更换调节的秸秆粉碎装置，以提高对不同状况秸秆的适应能力。

技术实现要素：

针对现有技术不足，本发明提供了一种基于支撑滑切原理的可调式秸秆粉碎装置。包括悬挂板1、右侧板2、粉碎带轮3、上壳体4、左侧板5、定刀调节架6、粉碎刀辊7和粉碎定刀8,所述悬挂板1设置在粉碎装置大致中间位置，其一端与上壳体4固接，另一端与拖拉机尾部连接，从而将粉碎装置通过悬挂板1挂接在拖拉机后侧；所述右侧板2和左侧板5分别设置在粉碎装置的两侧，沿垂直方向布置，将悬挂板1、上壳体4、定刀调节架6、粉碎刀辊7和粉碎定刀8设置在左右侧板之间；所述粉碎带轮3设置在右侧板2的外侧，与粉碎刀辊7同轴设计，工作时通过粉碎带轮3的转动带动粉碎刀辊7同时旋转；所述上壳体4设置在右侧板2和左侧板5之间，将粉碎刀辊7包围在上壳体4内；所述定刀调节架6排布在上壳体4的外侧，包括固定座601、固定盖602、销轴603、拉紧弹簧604、定位手柄605和定刀架606；所述粉碎刀辊7包括刀轴701、刀座702、L型改进刀703和并联直刀704；所述粉碎定刀8的后部一端设有凹槽，另一端设有圆弧状凸起，粉碎定刀8为平面刀片，其工作刃口曲线为等角螺线。

所述定刀调节架6的固定座601设置成左右对称的中空扇形结构，前部设有多个凹槽，后部设有圆形孔，固定座601还设置有底座，底座上设有圆形孔；固定盖602分为前后两个部分，前部整体上呈圆弧状延伸，前端设有圆形孔，后部整体上呈中空结构，用于接纳前部，其左右侧壁上均设有圆形孔；定位手柄605整体上呈圆柱体状，其两端设有凸起的球状体；定刀架606整体上呈椭圆形，其上端面前部设有圆形孔，后部设有狭槽，左右侧壁前部设有椭圆形孔，后部设有圆形孔；拉紧弹簧604对称设置于定刀架606的左右两侧；通过调节定位手柄605位于固定座601上方不同的卡槽内，实现粉碎定刀8的同步调节和固定。

所述固定盖602、拉紧弹簧604、定刀架606和粉碎定刀8均位于固定座601的中空扇形结构中，其中粉碎定刀8的后部一端容纳在定刀架606的狭槽内，另一端容纳在固定盖602内，粉碎定刀8的圆弧状凸起与固定盖602的圆弧状相适应；固定盖602和定刀架606的前部通过螺栓进行固接，固定座601、固定盖602、定刀架606和粉碎定刀8的后部通过销轴603进行铰接，粉碎定刀8的凹槽配置在销轴603的轴上，确保固定盖602、定刀架606和粉碎定刀8固定连接；拉紧弹簧604一端与销轴603连接，另一端与定位手柄605连接，因定位手柄605凸起的球状体对拉紧弹簧604进行限位；定位手柄605安装在定刀架606前部椭圆形孔中，在拉紧弹簧604的作用下配置在固定座601扇形前端的凹槽中；固定座601通过螺栓与上壳体4进行固接。

所述定刀固定架6与粉碎定刀8采用双排交错排列方式。

所述粉碎刀辊7的刀轴701呈辊形，通过轴承安装在右侧板2和左侧板5上；刀座702按双螺旋排列焊接在刀轴701上；由两片L型改进刀703和一个并联直刀704组成一组粉碎动刀，通过销轴铰接在刀座702上，其中并联直刀704由两片直刀和一个T型板对称焊接而成，其中直刀片两侧均开有锯形齿。

以所述粉碎定刀8平面与粉碎刀辊7的旋转轴线的交点为极点O，τ为滑切角，等角螺线的曲线方程为：该等角螺线的特性是经过极点O的各条射线与刀刃曲线在该点的切线方向所夹锐角均相等，且均等于刀片刃线的给定滑切角。

所述粉碎定刀8在工作刃口位置开双侧刃口。

本发明的有益效果为：本发明充分利用支撑切割和滑切的粉碎原理，将粉碎定刀作为切割刃，利用等角螺线完成了对粉碎定刀的刃口曲线设计，将粉碎动刀作为切割支撑，在保证对秸秆的捡拾能力和撕裂能力的情况下，创新地形成了支撑滑切式粉碎还田装置，能有效降低作业功耗；定刀调节架实现了粉碎动刀的摆动调节，采用多排布置可实现粉碎定刀的不同组合，能够满足秸秆的不同粉碎需求，且粉碎定刀更换调节方便，能有效保证粉碎装置的工作性能；且本发明适用于对应用较为广泛的卧式秸秆粉碎还田机的进一步改进，结构简单紧凑，可行性强，具备较好的推广效益。

附图说明

图1为本发明可调式秸秆粉碎装置整体示意图；

图2为本发明可调式秸秆粉碎装置俯视图；

图3为本发明可调式秸秆粉碎装置剖视图；

图4为本发明可调式秸秆粉碎装置的定刀调节架与粉碎定刀轴测图及其分解视图；

图5为本发明可调式秸秆粉碎装置的定刀刃口等角螺线示意图；

图6为本发明可调式秸秆粉碎装置的粉碎刀辊示意图；

图7为本发明可调式秸秆粉碎装置的并联直刀示意图；

图8为本发明可调式秸秆粉碎装置的支撑滑切工作原理图；

标号说明：1--悬挂架，2--右侧板，3--粉碎带轮，4--上壳体，5—左侧板，6—定刀调节架，601--固定座，602--固定盖，603--销轴，604--拉紧弹簧，605--定位手柄，606--定刀架，7--粉碎刀辊，701--刀轴，702--刀座，703--L型改进刀，704--并联直刀，8--粉碎定刀，9--秸秆，O--极点(粉碎定刀平面与粉碎刀辊轴线交点)，M--切割点，V--切割点速度，Vr--切割点切向速度，Vm--切割点法向速度，τ--滑切角，C0--等角螺线曲线与X轴的交点。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

如图1、图2、图3所示，基于支撑滑切原理的可调式秸秆粉碎装置，包括悬挂板1、右侧板2、粉碎带轮3、上壳体4、左侧板5、定刀调节架6、粉碎刀辊7和粉碎定刀8。其中，

悬挂板1设置在粉碎装置大致中间位置，其一端与上壳体4固接，另一端与拖拉机(未示出)尾部连接，从而将粉碎装置通过悬挂板1挂接在拖拉机后侧。

右侧板2和左侧板5分别设置在粉碎装置的两侧，大体上呈多边形板状，沿垂直方向布置，将悬挂板1、上壳体4、定刀调节架6、粉碎刀辊7和粉碎定刀8设置在左右侧板之间。

粉碎带轮3设置在右侧板2的外侧，与粉碎刀辊7同轴设计，通过皮带轮(未示出)外接动力，工作时通过粉碎带轮3的转动带动粉碎刀辊7同时旋转。

上壳体4设置在右侧板2和左侧板5之间，大体上呈轴向半圆柱体状，将粉碎刀辊7包围在上壳体4内。

如图4所示，定刀调节架6排布在上壳体4的外侧，包括固定座601、固定盖602、销轴603、拉紧弹簧604、定位手柄605和定刀架606。其中，固定座601设置成左右对称的中空结构，大体上呈垂直方向设置的扇形，前部设有多个凹槽，后部设有圆形孔，固定座601还设置有底座，底座上设有圆形孔。固定盖602分为前后两个部分，前部整体上呈圆弧状延伸，前端设有圆形孔，后部整体上呈中空结构，用于接纳前部，其左右侧壁上均设有圆形孔。定位手柄605整体上呈圆柱体状，其两端设有凸起的球状体。定刀架606整体上呈椭圆形，其上端面前部设有圆形孔，后部设有狭槽，左右侧壁前部设有椭圆形孔，后部设有圆形孔。拉紧弹簧604对称设置于定刀架606的左右两侧。如图5所示，粉碎定刀8的后部一端设有凹槽，另一端设有圆弧状凸起，粉碎定刀8为平面刀片，其工作刃口曲线为等角螺线，以粉碎定刀8平面与粉碎刀辊的旋转轴线的交点为极点O，τ为滑切角，等角螺线的曲线方程为：该等角螺线的特性是经过极点O的各条射线与刀刃曲线在该点的切线方向所夹锐角均相等，且均等于刀片刃线的给定滑切角，另外，粉碎定刀8在工作刃口位置开双侧刃口。

装配时，固定盖602、拉紧弹簧604、定刀架606和粉碎定刀8均位于固定座601的中空结构中，其中，粉碎定刀8的后部一端容纳在定刀架606的狭槽内，另一端容纳在固定盖602内，其圆弧状凸起与固定盖602的圆弧状相适应。固定盖602和定刀架606的前部通过螺栓进行固接，固定座601、固定盖602、定刀架606和粉碎定刀8的后部通过销轴603进行铰接，此时粉碎定刀8的凹槽配置在销轴603的轴上，确保固定盖602、定刀架606和粉碎定刀8固定连接。拉紧弹簧604一端与销轴603连接，另一端与定位手柄605连接，因定位手柄605凸起的球状体对拉紧弹簧604进行限位，防止脱落。定位手柄605安装在定刀架606前部椭圆形孔中，在拉紧弹簧604的作用下配置在固定座601扇形前端的凹槽中。固定座601通过螺栓与上壳体4进行固接。

应当意识到，通过调节定位手柄605位于固定座601上方不同的卡槽内，可实现粉碎定刀8的同步调节和固定。

如图1和2所示，定刀固定架6与粉碎定刀8采用双排交错排列方式，根据实际需求可以设置成任意多个。同时，也可以分别采用不同滑切角的粉碎定刀8，实现粉碎定刀8的不同组合，配合调节定位手柄605的位置，从而满足田间不同情况秸秆的粉碎作业需求。

如图6、图7所示，粉碎刀辊7包括刀轴701、刀座702、L型改进刀703和并联直刀704。其中，刀轴701呈辊形，通过轴承安装在右侧板2和左侧板5上，与粉碎带轮3同轴设置。刀座702按双螺旋排列焊接在刀轴701上。由两片L型改进刀703和一个并联直刀704组成一组粉碎动刀，通过销轴铰接在刀座702上，其中并联直刀704由两片直刀和一个T型板对称焊接而成，以便穿入销轴时能够有效减少左右晃动，在高速旋转通过粉碎定刀8位置时，大大减小了干涉的可能。另外，直刀片两侧均开有锯形齿。

应当意识到，粉碎动刀可以根据实际需求设置成任意多个。

如图8所示，，粉碎定刀8与并联直刀704对中布置，形成支撑滑切粉碎方式。工作时，粉碎刀辊7与上壳体4、左侧板5和右侧板2组成粉碎室，高速旋转的粉碎刀辊7将秸秆卷入粉碎室，与粉碎定刀8配合，形成支撑滑切式粉碎式，将秸秆以剪切、撕裂的方式进行粉碎，并抛回地面。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。