专利名称：单悬臂开沟机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于农业机械领域的农田开沟机，具体说涉及一种单悬臂开沟机。
背景技术：
中国实用新型专利《农田开沟机》(授权公告号CN2375068Y，专利号 99228497 )公开了一种单悬臂式农田开沟机，现已得到广泛的应用。由于是一 种与手扶拖拉机配套、设置于拖拉机头前部的开沟机。开沟时，开沟机的刀盘 要降入土中一定深度，因此手扶拖拉机前部要向下倾斜，但如果倾斜度过大， 不利于卧式柴油机的润滑油供及和使冷却水外溢，使用者也不便于操作。为了 降低使用者升降开沟机的劳动强度，保证柴油机的正常运转，因此，在非开沟 工作状态时，开沟机的刀盘离地不宜高。由于这个原因，开沟机在开沟结東转 移田块行走时，用户要常常拆下刀盘以便越过较高田埂或上桥、下坡。现有开 沟机的刀盘轴与刀盘上的孔的配合是用 一个普通单键或花键来传递扭矩的，这 种结构存在如下缺点1、虽然较双悬臂开沟机来讲这种单悬臂开沟机的刀盘拆 装已经较为方便，但是刀盘从刀盘轴上拆卸下来仍较为困难。无论是单个键还 是花键，刀盘轴上的键槽一般用铣刀加工，键槽的表面比较毛糙，键槽与轴的 平行度和槽宽的精度也较低。又因为刀盘是在泥水中转动，配合间隙处极易生 锈和进入泥土杂质，这些不利因素的叠加，使刀盘在工作一段时间后就难以从 刀盘轴上拆卸。在需要跨越较高圩埂、洼地时，农民仍然只好将整台开沟机从 拖拉机上拆下，费时费力。开沟时期正是农忙季节，如何使刀盘拆卸比较方便 快捷，是广大用户亟盼解决的现实问题。2、刀盘易装反方向。现有技术的轴与 轴孔的配合区段内的径向尺寸和形状是一致的，刀盘上的孔无论正反都可以装
配，在农忙时的匆忙中很容易造成反向装配的失误，如果刀盘装反了，就会造成刀的背面与土壤切削使负荷很大以至无法开沟的问题。3、可靠性差。第一，单键轴的键槽如果间隙大易损坏；第二，单键轴要有一个键，并且和花键轴一 样同时还需要一个平垫压在刀盘的外边，这两个零件体积都很小，掉落到地面 后与泥土混杂，容易在田间拆、装过程中遗失，影响使用而贻误农时。 实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的技术缺陷，提供 一种刀盘方便拆卸、装配时不会装反、可靠性好的单悬臂开沟机。本实用新型的技术方案之一是单悬臂开沟机，包括刀盘装置的刀盘轴和 刀盘，刀盘轴在与刀盘轴孔配合的区段，由内向外分为刀盘装配段和传递扭矩 的刀盘定位段两部分，刀盘装配段为圆柱体，刀盘定位段为棱柱体；与刀盘轴 的刀盘装配段和刀盘定位段相对应，刀盘轴孔也分为刀盘装配孔和刀盘定位孔， 刀盘装配孔为内圆柱孔，刀盘定位孔为内棱柱孔。本实用新型技术方案之二是技术方案之一的优化设计，刀盘轴的刀盘装配 段由内向外分为截顶圆锥体(即圆台体)段和圆柱体段；与此相对应，刀盘轴 孔的刀盘装配孔也相应地依次分为内截顶圆锥体孔和内圆柱孔。这样的结构更 有利于刀盘的拆卸。所述截顶圆锥体段和内截顶圆锥体孔的锥度为1: 5 ~ 1: 3。还可以衍生出将刀盘轴的整个刀盘装配段车成截顶圆锥体的结构方案，刀 盘轴孔的刀盘装配孔也为相应的内截顶圆锥体孔。这种方案更方便刀盘与轴的 拆卸、装配，也有利于提高刀盘与轴装配的同心度、垂直度。所述刀盘装配段 和刀盘定位段长度之比为3~4: 1。本实用新型的技术方案之三是所述刀盘定位段为螺紋柱，刀盘定位孔与 之相对应为内螺紋孔。刀盘定位段与刀盘定位孔的螺紋旋紧方向与刀盘工作时
的旋转方向的逆方向同向。即刀盘工作时，刀盘的转动会使得刀盘与刀盘轴的装配越旋越紧。所述刀盘轴的刀盘装配段和刀盘定位段长度之比为1: 2~3。可 以在刀盘轴的定位段5开设螺孔11,在刀盘定位孔上对应位置开设销轴孔12; 销轴穿过销轴孔(12)螺紧在螺孔ll上，以固定刀盘。本实用新型单悬臂开沟机，其刀盘装置所采用的技术方案解决了现有技术 长期存在的单键和花键刀盘装置拆卸费力、刀盘会装反不好使用和易损坏的缺 点。本实用新型结构简单，易于加工，拆卸装配极为方便、快捷、可靠。
图l、为本实用新型的第一种技术方案的刀盘轴示意图； 图2、为本实用新型的第一种技术方案的刀盘轴孔示意图，孔的形状与图l 刀盘轴的结构形状相对应； 图3、为图2的左视图；图4、为本实用新型第二种技术方案的刀盘轴结构示意图，刀盘轴装配段的内侧一小段是截顶圆锥体；图5、为与图4刀盘轴相对应的刀盘轴孔的结构示意图；图6、为刀盘轴的刀盘装配段全长是截顶圆锥体的刀盘轴结构示意图；图7、为与图6刀盘轴相对应的刀盘轴孔的结构示意图；图8、为刀盘轴的(刀盘定位段为六棱柱)的右视图；图9、为刀盘轴的(刀盘定位段为三棱柱)的右视图；图10、为刀盘轴的(定位段为鼓形断面棱柱)的右视图；图11、为刀盘轴与刀盘的装配关系示意图(刀盘定位段为螺紋柱，刀盘定位孔为内螺紋孔)；图12、为从图11中分解出来的刀盘轴的结构示意图。 图13、为从图11中分解出来的刀盘轴孔的结构示意图。
具体实施方式
现结合实施例对本实用新型作进一步详细说明。实施例l如图l、 2和3所示。单悬臂开沟机，包括刀盘装置的刀盘轴l和 刀盘2，刀盘轴在与刀盘轴孔配合的区段3由内向外分为刀盘装配段4和刀盘定 位段5两部分，最外端为螺杆段6。刀盘装配段和刀盘定位段长度之比为4: 1。 刀盘定位段为四棱柱体；与刀盘轴的刀盘装配段和刀盘定位段相对应，刀盘轴 孔也分为刀盘装配孔7和刀盘定位孔8两段，刀盘装配孔为内圆柱孔，刀盘定 位孔为内四棱柱孔。相互之间的偶合间隙较大，以方便拆、装。由于有棱形柱 定向特征的限制，使刀盘总能正确的装配。装配时，将刀盘的轴孔装配到刀盘 装配段4和刀盘定位段5，然后在刀盘轴的螺杆段旋上螺母，螺母柠紧后即可固 定刀盘。图8中的刀盘轴也可以不设螺杆段6，在刀盘轴的外端开螺孔10,用 垫片和带螺帽的螺栓来固定刀盘。图4是第一种结构的优化技术方案，其特征在于刀盘装配段4的最内侧 (图中左段)是一小段截顶圆锥体9，截顶圆锥体的锥度(K值)取1:5，截顶 圆锥体的长度3 6亳米；刀盘装配段4的其余部分为圆柱体。图5是与图4相 对应的刀盘轴孔的结构形状，图中，IO是内截顶圆锥体孔。刀盘轴与刀盘轴孔 的定位结构见图3、图8、图9、图10;可以是六角形截面，也可以是三角形或 其它形状的截面，刀盘轴孔的刀盘定位孔也制出相偶合的形状与配合尺寸。图ll给出了第三种技术方案的实施例，这是为了实现同一个目的(便于拆 装、防止装反)并且也具有相同思路的技术方案。图11中包括刀盘轴l和刀盘 2组成的刀盘装置。图12是根据图11中分解画出的刀盘轴1示意图，刀盘轴在 与刀盘轴孔配合的区段3由内向外分为刀盘装配段4和刀盘定位段5两部分， 最外端为螺杆段6，刀盘的刀盘定位段5为大螺距梯形螺牙的螺紋柱。刀盘装配 段4与刀盘定位段5的长度之比为1: 1-2。图13是从图11中分解出的刀盘轴
孔结构示意图，图中，刀盘轴孔中的刀盘装配孔7为圆柱形，刀盘定位孔8为 大螺距梯形螺牙的内螺紋孔。刀盘定位段5与刀盘定位孔8的旋紧方向与刀盘 工作时的旋转方向的逆方向同向。即刀盘工作时，刀盘的转动只会使得刀盘与 刀盘轴的装配旋紧而不会松脱，但为防止过于旋紧，可釆用双螺紋等大螺距。 本实用新型首先解决了现有技术长期存在的刀盘不方便拆装的问题。 开沟机刀盘不方便拆卸的问题之所以长期以来一直没有解决，主要是没有 认识到开沟机这种农业机械使用时所具有的独特性和其作业工况差的特殊性， 不能用常规的设计思路和普通的机械结构能够解决。其原因在于第一，键槽 和键的两侧壁毛糙。由于受农机低成本的限制，刀盘轴上的键和槽一般用铣刀 加工，不可能釆用精磨工艺，花键和键槽的两侧壁表面比较毛糙，刀盘轴套孔 键槽与轴的轴向平行度差，轴上花键的各个键之间的角度分布不精确，这就从 根本上产生了拆装阻力大的原因；第二，由于刀盘负荷大，对刀盘装配的同心 度、垂直度要求高，所以配合间隙也不宜过松，又无法用润滑油之类方法加以 保护；第三，工况恶劣。由于是裸露的部件，直接与泥水接触，极易生锈和进 入杂质。第四，农民在田间开沟条件简陋又缺少拆卸的专用工具，这些不利因 素的叠加所以使刀盘的拆、装困难。对于这些开沟机刀盘装置上所存在的特珠 的因素所造成的问题，无法用常规机械上的技术方案去解决。本实用新型不釆用常规的键与键槽的结构来传递扭矩，回避了轴上的花键 和轴孔内键槽粗糙以及角度不精确分布，轴向平行度差而使刀盘装配、拆卸时 轴向摩擦阻力大的缺陷。将装配段和传递扭矩的功能分成两段来处理。刀盘轴 与刀盘轴孔装配段的配合的主体部分是圆形，而圆形轴与轴孔的加工可以釆用 车、磨简单工艺就能得到比较高的尺寸精度和比较低的表面粗糙度，公差容易 保证，因此可以使刀盘轴与刀盘轴孔在批量生产条件下有一个稳定的配合间隙， 又没有键和键槽平行度差、花键轴角度不精确的问题，杜绝了过紧配合现象的
产生，使刀盘轴与轴孔的轴向拆装阻力减小，便于装配、拆卸。技术方案之一中，因为轴向长度比较短的刀盘定位段5的主要作用仅是传递扭矩，不承担保 证刀盘与轴的同心度和垂直度的功能，所以配合间隙可以适当放大，本实施例 中的间隙为1~2亳米，这样大的间隙使刀盘2在轴1上有3~5度的扭转角 度。这种实施例经多次长时间在田间开沟的秘密实践证明，刀盘拆卸时，松开 螺母，只要手抓住刀盘的外圆，利用定位段配合间隙较大，有一个自由扭转角 的条件，釆用反复扭转的方法就可以使刀盘与轴松动，配合一定的向外拉力， 即可将刀盘向外移动，当刀盘向外拉出一小段距离，脱离长度在8~9亳米刀盘 定位段5后，还可以釆用较大幅度反复扭转刀盘的方法将刀盘卸下，不需要拉 抓等专用拆卸工具，所以使刀盘的拆卸与装配比较方便。图4、图5是第二种技术方案实施例的结构示意图，在本实施例图4中，轴 与轴孔装配段内侧的一小段(长5亳米左右)有一个1:5锥度的截顶圆锥体9 ， 其余的圆柱形的装配段配合间隙放大到0.2亳米左右，因为刀盘轴截顶圆锥体9 与刀盘轴孔内截顶圆锥体孔IO有自动找正的特性，即使配合间隙大，也不影响 刀盘在刀盘轴上装配的同心度与垂直度。图6中装配段4全长为截顶圆锥体状， 其拆装更为方便，刀盘在刀盘轴上装配的同心度与垂直度也更好。图ll是技术方案之三的实施例示意图，其要点也是将刀盘与轴孔的配合分 为装配段和定位段两个功能段，不同于技术方案一和技术方案二的是刀盘定 位段5采用螺牙以传递扭矩，图12是从图11中分解出来的刀盘轴的结构示意 图，图中刀盘定位段5为梯形螺牙的螺紋柱，图13中刀盘轴孔的结构形状与图 12刀盘轴的结构形状相对应。装配时只要旋转刀盘即可上紧，开沟时刀盘只会 旋紧，不会从轴上松动滑脱。还可在螺杆6上另加一个普通螺母加以锁定，使 安全性提高。也可以在刀盘轴的定位段5开设螺孔11,在刀盘定位孔上对应位 置开设销轴孔U;销轴穿过销轴孔(12)螺紧在螺孔ll上，以固定刀盘。此时
可以将刀盘轴最外端的螺杆6省略掉。拆卸时只要发动机熄火，抓住刀盘外圆 反向转动，即可轻松卸下刀盘。本实用新型首先解决了现有技术长期存在的单键和花鍵刀盘装置拆卸费力 的重要问题。由于现有技术的开沟机是一种单悬臂式结构，其设计的初衷就是 为了使刀盘具有可拆卸的条件，以方便装配、运输和使用，但因为刀盘轴与刀 盘轴套的结构特征不适应其特殊需要，使得刀盘从刀盘轴上拆卸仍较为困难。 本实用新型的技术方案解决了这一难题，充分发挥出了单悬臂式结构的优势。 其次还由于刀盘轴以及轴孔是成阶梯形状变化的结构，刀盘只能定向装配，彻 底消除了刀盘会装反不好使用和易损坏的缺点。第三，取消了单键轴方案所需 要的一个小键，也不需要单键轴与花键轴都需要的压紧刀盘的平垫，也就不存 在因为这些小零件遗失而影响使用的问题。第四，多边形的结构抗扭强度好， 不容易损坏，使可靠性显著提高。第五，刀盘轴孔外侧的定位段的多边形棱柱 孔可以用简单的冲裁工艺完成，节约了成本。
权利要求1、一种单悬臂开沟机，包括刀盘装置的刀盘轴(1)和刀盘(2)，其特征是刀盘轴在与刀盘轴孔配合的区段(3)由内向外分为刀盘装配段(4)和刀盘定位段(5)两部分，刀盘装配段(4)为圆柱体，刀盘定位段(5)为棱柱体；与刀盘轴的刀盘装配段和刀盘定位段相对应，刀盘轴孔分为刀盘装配孔(7)和刀盘定位孔(8)，刀盘装配孔为内圆柱孔，刀盘定位孔为内棱柱孔。
2、 根据权利要求l所述的单悬臂开沟机，其特征是所述的刀盘装配段(4) 由内向外分为截顶圆锥体段(9)和圆柱体段；与此相对应，刀盘轴孔的刀盘装 配孔也相应地依次分为内截顶圆锥体孔(10)和内圆柱孔。
3、 根据权利要求2所述的单悬臂开沟机，其特征是所述的截顶圆锥体段 (9)和内截顶圆锥体孔(10)的锥度为1:5~1:3。
4、 根据权利要求1所述单悬臂开沟机，其特征是所述刀盘装配段(4) 为截顶圆锥体，所述刀盘装配孔(7)相应为内截顶圆锥体孔。
5、 根据权利要求4所述单悬臂开沟机，其特征是所述刀盘装配段和刀盘 定位段长度之比为3~4: 1。
6、 根据权利要求1~5之一所述单悬臂开沟机，其特征是所述刀盘定位 段(5)为螺紋柱，刀盘定位孔(8)与之相对应为内螺紋孔。
7、 根据权利要求6所述单悬臂开沟机，其特征是所述刀盘定位段(5) 与刀盘定位孔(8)的螺紋旋紧方向与刀盘工作时的旋转方向的逆方向同向。
8、 根据权利要求6所述的单悬臂开沟机，其特征是所述刀盘轴的刀盘装 配段和刀盘定位段长度之比为1: 2~3。
9、 根据权利要求6所述的单悬臂开沟机，其特征是所述刀盘轴的定位段 (5)设有螺孔(11)，在刀盘定位孔上对应位置开设销轴孔(12);销轴穿过销轴孔(l2)螺紧在螺孔(11)上，以固定刀盘。
专利摘要本实用新型公开了一种单悬臂开沟机，包括刀盘装置的刀盘轴和刀盘，其特征是刀盘轴在与刀盘轴孔配合的区段由内向外分为刀盘装配段和刀盘定位段两部分，刀盘装配段为圆柱体或截顶圆锥体，刀盘定位段为棱柱体；与刀盘轴的刀盘装配段和刀盘定位段相对应，刀盘轴孔分为刀盘装配孔和刀盘定位孔，刀盘装配孔为内圆柱孔或内截顶圆锥体孔，刀盘定位孔为内棱柱孔。本实用新型单悬臂开沟机，其刀盘装置所采用的技术方案解决了现有技术长期存在的单键和花键刀盘装置拆卸费力、刀盘会装反不好使用和易损坏的缺点。
文档编号A01B33/14GK201213356SQ20082003598
公开日2009年4月1日 申请日期2008年5月26日 优先权日2008年5月26日
发明者葛伟岸, 葛玉明 申请人:葛玉明