专利名称：组合式播种施肥开沟器的制作方法
技术领域：
本发明属于农业机械技术领域，具体涉及ー种组合式播种施肥开沟器。
背景技术：
东北地区机械化作业多是均匀垄种植，为了实现农田秸杆循环和保护性耕作，要求改连年垄上种植为行间交替种植。行间互作保护性耕作模式是吉林省重点实施的保护性耕作模式之一，即上一年的玉米根茬保留在地表不动在两留茬行间进行播种，种行与留茬行每年交换一次交替种植。我国免耕播种机的研究起步比较晚，由于种植方式、土地条件以及经济发展等多种原因，国外的免耕播种机不能完全适应我国的使用条件。我国地块较小，农民的购买能力低，免耕播种机多设计为悬挂式，故机具不能设计得太重，否则拖拉机的液压提升将造成困扰，但是免耕播种机是在未耕地上直接播种，机器没有足够的重量，土壌工作部件难以入土。因而目前我国自行开发研制的免耕播种机主要是解决土壌耕作部件的入土问题以及防止秸杆残茬堵塞等问题。行间互作的保护性耕作模式，需要在拖拉机轮胎压实过的行间进行开沟播种施月巴，而拖拉机对土壤的压实造成土壤坚实度増加，对播种开沟质量造成了影响，再加上行间有杂草和一定的秸杆覆盖，对开沟器的破土、切茬土能力有了较高的要求，所以研究ー种新型的开沟器显得尤为重要。缺ロ圆盘工作时与前进方向产生一定的倾角和偏角，由圆盘切开土壤并将土壤ー侧向外推移形成沟槽。在这个过程中圆盘受到三个カ的作用，即正应カ，剪应カ，以及圆盘刃口受力，正应カ克服扰动土壤与未扰动土壤之间的界面阻力使土壤产生侧移，剪应カ为圆盘与土壤之间相对运动阻力，圆盘刃口受力为圆盘楔入土壌的阻力，所以圆盘开沟器必须有较大的正压カ才能切开土壤开出种沟；芯铧式开沟器开沟器为鋭角开沟器，工作时芯铧水平刃切开土壤，土壌沿曲面上升向两侧推移，侧板使土壤继续分开，种子从开沟器两侧间落入沟内，芯铧式开沟器在工作时由于向上抬起土壌，故芯铧切土刃受到土壌向下的压力，侧板推土过程受到土壤侧向下的压力，故整体土壌对芯铧式开沟器有向下的压カ，且随着芯铧式开沟器的入土深度的増加和土壤坚实度的増大，该向下的力也逐渐増大，导致芯铧式开沟器入土深度不易控制。
发明内容
本发明的目的是要提供一种所需正压カ小、破土切土性能强、通过性好的组合式播种施肥开沟器。圆盘开沟器与芯铧式开沟器的配合使用，可以降低缺ロ圆盘开沟器入土所需的正压力，以及克服芯铧式开沟器单独使用时入土深度不易控制的问题，组合式开沟器入土性能好，通过能力強。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是由播种开沟铲7、播种管8、播种开沟器库9和播种铲柄10组成芯铧式开沟器，播种开沟器铲柄10下端与播种开沟铲7和播种管(8)固接；播种开沟器铲柄10上端与播种开沟器库9活动连接；由圆盘开沟器铲柄I、弹簧臂2、拉杆3、施肥轴4、连接板座5、开沟刀6、播种开沟器库9、施肥管连接弯板12、施肥管13、缺ロ圆盘开沟刀14轴承座15、轴承16组成缺ロ圆盘开沟器，其中的圆盘开沟器铲柄I下端经螺栓与拉杆3右端活动连接；圆盘开沟器铲柄I中部与弹簧臂2右端连接；弹簧臂2左端与连接板座 5上端连接；连接板座5下端和连接拉杆3左端同时固接于施肥轴4 一端，施肥轴4另一端经轴承16与固接于缺ロ圆盘开沟刀14的轴承座15活动连接；施肥管连接弯板12固接于连接板座5侧面，施肥管13固接于施肥管连接弯板12 ；刮土板11左端与芯铧式开沟器中的播种开沟器库9固接，刮土板11右端与缺ロ圆盘开沟器中的连接板座5侧面固接，芯铧式开沟器和缺ロ圆盘开沟器在横向交错排列，横向间距b为5-8cm，纵向间距L 为 70_180cm。上述组合式播种施肥开沟器中，缺ロ圆盘开沟刀14的刃ロ曲线由两段平滑曲线构成，圆盘刀刃ロ曲线方程为破土刃方程为y = -0. 1489x2 + 4. 164x - 22.552，式中X的取值范围满足13. 18彡X彡19. 4，单位mm ;切土刃方程为y = 4E_05x6 - 0. 0014x5+ 0. 0188x4 - 0. 1042x3 + 0. 2669x2 - 0. 0864x + 0. 0072，式中 x 的取值范围满足
13.18，単位mm。该曲线是由标准缺ロ圆盘刀和滑刀式开沟器的曲线合成而得到的。标准的缺ロ圆盘刀的刃ロ曲线是段圆弧形，这种结构有利于切茬破土，同时在エ作过程中能将根茬挑起便于切断，但是这种形状的刃ロ同时也对土壤产生了撕拉作用，造成土壤扰动増大，且在挑起根茬的过程中对根茬的切断作用不明显。滑刀式开沟器为钝角开沟器，滑刀与土壤之间的作用可视为滑切，在滑切过程中土壤受到刃ロ的挤压，直到应カ达到破坏极限时而发生剪切断裂，土壌沿刃ロ向下运动。故新的刃ロ曲线保留了圆弧形切入的土壌的部分并增大了切入角度，而另一部分选择了滑刀开沟器的工作曲线，将两者组合进行优化拟合得到，新的刃ロ能更好的破土切茬，在挑动秸杆的过程中能由滑切作用刃线进行直接切断，离开土壌时减少了土壌的扰动。上述组合式播种施肥开沟器中，播种开沟铲7的底部要高于缺ロ圆盘开沟刀14的最低点。上述组合式播种施肥开沟器中，缺ロ圆盘开沟器结构简単，开沟性能好，但入土需要较大的正压力，在我国免耕播种机多设计为悬挂式，机具重量小，将影响缺ロ圆盘开沟器的开沟质量，在土壤坚实度大的地块可能导致开沟器不能入土工作；芯铧式开沟器入土性能好、但入土深度不易控制，在现有新型的保护性耕作模式行间互作模式下，免耕播种机取消了陷深轮，芯铧式开沟器工作时有可能因为入土深度过大而导致机具前进阻カ増大，从而导致开沟器损坏机具无法正常作业。芯铧式开沟器与缺ロ圆盘开沟器的组合，克服了缺ロ圆盘开沟器进行免耕播种时所需要的正压カ大以及芯铧式开沟器单独作业时入土深度不易控制的缺点，工作时高度差稳定，同时两者的连接可以克服单圆盘工作是由于侧向カ作用而导致的跑偏现象；对缺ロ圆盘开沟器缺ロ刃ロ曲线的设计，增强了缺ロ圆盘的破土切茬能力，降低了土壤扰动；两种开沟器在机具前进方向上交错排列，可以保证肥料施在种子的侧下方，防止肥料灼烧种子。本发明的有益效果在于可解决行间播种过程时较硬土层开沟困难问题，圆盘开沟器与芯铧式开沟器的配合使用，可降低缺ロ圆盘开沟器入土所需的正压力，以及克服芯铧式开沟器单独使用时入土深度不易控制的问题，组合式播种施肥开沟器入土性能好，通过能力強。
图I为组合播种施肥开沟器的主视图
图2为组合播种施肥开沟器的左视3为图I中A-A向剖视4为缺ロ圆盘的主视5为缺ロ圆盘的左视6为缺ロ圆盘切土刃ロ曲线散点拟合示意7为缺ロ圆盘破土刃ロ曲线散点拟合示意图其中1.圆盘开沟器铲柄2.弹簧臂3.拉杆4.施肥轴5.连接板座6.开沟刀7.播种开沟铲8.播种管9.播种开沟器库10.播种铲柄11.刮土板12.施肥管连接弯板13.施肥管14.缺ロ圆盘开沟刀15.轴承座16.轴承
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体结构进行描述。本实施例中，如图I所示圆盘开沟器铲柄I下端经螺栓与拉杆3右端活动连接；圆盘开沟器铲柄I中部与弹簧臂2右端连接；弹簧臂2左端与连接板座5上端连接；连接板座5下端与连接拉杆3左端同时固接在施肥轴4上；刮土板11右端、施肥管连接弯板12固接于连接板座5侧面，施肥管13固接于施肥管连接弯板12 ;播种开沟器库10固接于刮土板11左端；播种开沟器铲柄9与播种开沟器库10活动连接；播种开沟器铲柄10下端与播种开沟铲7、播种管8固接；缺ロ圆盘开沟刀14 (如图3所示)固接于轴承座15上，与轴承16 —起绕施肥轴4实现转动。缺ロ圆盘开沟器由开沟刀6、施肥管13、缺ロ圆盘开沟刀14组成，芯铧式开沟器由播种开沟铲7、播种管8、播种铲柄10组成、两种开沟器通过刮土板11连接在一起。如图2所示，缺ロ圆盘开沟器与芯铧式开沟器之间的距离为b=80mm，两者在工作过程中能保持稳定的高度差，两者在机具前进方向上的交错保证了肥料施在种子的侧下方。图4和图5所示为缺ロ圆盘开沟刀14的结构示意图，缺ロ圆盘开沟刀14直径426mm,在直径90mm的构造圆上均勻的开出6个直径9的圆孔,用于与轴承座的固定，13段刃ロ均匀分布在圆盘刀上。圆盘刀厚度4. 5mm,刃ロ厚度在0. 3^0. 5mm的范围内，制造成型后需经热处理使其热处理区的硬度达到HCR4(T50，圆盘刀采用65Mn钢锻压制成，刀盘不得有疤斑、裂纹和夹层。
图6和图7为控制缺ロ圆盘开沟刀14刃ロ曲线走向的关键散点分布图，通过对散点的分析，拟合优化出缺ロ圆盘开沟刀14的光滑刃ロ曲线，坐标系以水平方向为X轴，刃线终点为原点 。缺ロ圆盘开沟刀14刃ロ曲线方程为破土刃方程为y = -0. 1489x2 + 4. 164x-22. 552，式中X的取值范围满足13. 18 ^ 19. 4单位mm ;切土刃方程为y = 4E-05x6-0. 0014x5 + 0. 0188x4 - 0. 1042x3 + 0. 2669x2 - 0. 0864x + 0. 0072，式中 x 的取值范围满足 0 < X < 13. 18,单位_。作业时缺ロ圆盘开沟刀14在机器自重的作用下首先入土，达到一定深度后，芯铧式播种开沟器开始入土并产生向下的作用力，在该作用力和重力作用下缺ロ圆盘开沟刀14的入土深度达到工作深度，同时由于缺ロ圆盘开沟器的存在使芯铧式开沟器的入土深度保持稳定，缺ロ圆盘开沟刀14的刃ロ能切开压实的土壤以及一定秸杆和杂草，保证机具顺利通过。所以本组合式播种施肥开沟器作业时所需的正压カ小，入土性能好，通过能力強。
权利要求
1.一种组合式播种施肥开沟器，由芯铧式开沟器、缺口圆盘开沟器和刮土板组成，其特征在于由播种开沟铲(7)、播种管(8)、播种开沟器库(9)和播种铲柄(10)组成芯铧式开沟器，其中的播种开沟器铲柄(10)下端与播种开沟铲(7)和播种管(8)固接；播种开沟器铲柄(10)上端与播种开沟器库(9)活动连接； 由圆盘开沟器铲柄(I)、弹簧臂(2)、拉杆(3)、施肥轴(4)、连接板座(5)、开沟刀(6)、播种开沟器库(9)、施肥管连接弯板(12)、施肥管(13)、缺口圆盘开沟刀(14)轴承座(15)、轴承(16)组成缺口圆盘开沟器，其中的圆盘开沟器铲柄(I)下端经螺栓与拉杆(3)右端活动连接；圆盘开沟器铲柄(I)中部与弹簧臂(2)右端连接；弹簧臂(2)左端与连接板座(5)上端连接；连接板座(5)下端和连接拉杆(3)左端同时固接于施肥轴(4) 一端，施肥轴(4)另一端经轴承(16)与固接于缺口圆盘开沟刀(14)的轴承座(15)活动连接；施肥管连接弯板(12)固接于连接板座(5)侧面，施肥管(13)固接于施肥管连接弯板(12)； 刮土板(11)左端与芯铧式开沟器中的播种开沟器库(9)固接，刮土板(11)右端与缺口圆盘开沟器中的连接板座(5)侧面固接； 芯铧式开沟器和缺口圆盘开沟器在横向交错排列，横向间距b为5-8cm，纵向间距L为70_180cmo
2.按权利要求I所述的组合式播种施肥开沟器，其特征在于缺口圆盘开沟刀(14)直径D为350-450mm，缺口圆盘开沟刀(14)的刃口曲线由破土刃曲线和切土刃曲线构成，其中 破土刃曲线方程为y=-0. 1489x2+4. 164x_22. 552 式中x的取值范围为13. 18 < X < 19. 4,单位mm ； 切土刃曲线方程为y=4E-05x6-0. 0014x5+0. 0188x4-0. 1042x3+0. 2669x2_0. 0864x+0. 0072 式中4E-05代表4乘以10的-5次方；x的取值范围为0彡x彡13. 18，单位mm。
3.按权利要求I或2所述的组合式播种施肥开沟器，其特征在于播种开沟铲(7)的底部要高于缺口圆盘开沟刀(14)的最低点，其高度h为5-10cm。
全文摘要
组合式播种施肥开沟器属农业机械技术领域，本发明通过刮土板左端与芯铧式开沟器中的播种开沟器库固接，刮土板右端与缺口圆盘开沟器中的连接板座侧面固接，将芯铧式开沟器和缺口圆盘开沟器组合为一体；本发明可解决行间播种过程时较硬土层开沟困难问题，圆盘开沟器与芯铧式开沟器的配合使用，可降低缺口圆盘开沟器入土所需的正压力，以及克服芯铧式开沟器单独使用时入土深度不易控制的问题，组合式播种施肥开沟器入土性能好，通过能力强。
文档编号A01C7/06GK102948285SQ20121045070
公开日2013年3月6日 申请日期2012年11月12日 优先权日2012年11月12日
发明者贾洪雷, 狄英凯, 庄健, 范旭辉, 冯先臻, 王玉 申请人:吉林大学