一种多参数可调节振动松土机及调整作业方法与流程

本发明属于农业机械技术领域，特别涉及一种多参数可调节振动松土机及调整作业方法。

背景技术：

深松是一项重要的土壤耕作技术，是在不翻土的条件下，疏松土壤、打破犁底层、加深耕作层，达到调节土壤固、液、气三相比、改善土壤结构、减少土壤侵蚀和提高蓄水保墒能力的目的。大范围实施粮食主产区土壤深松作业是实现粮食增产的迫切要求。但深松作业是耗能“大户”，牵引阻力大、功耗高。在节能减排的大背景下，深松机低耗减阻成为亟待解决的问题。振动深松可有效减小耕作阻力，是解决深松耕作能耗大的有效途径。目前使用的深松机具存在深松深度不稳定、工作不可靠、耕作能耗大等问题，而且由于不同地区的土壤类型、气候条件、耕作方式、以及使用的机具形成的犁底层的位置和厚度均不同，需要深松机具根据工作条件的变化相应地调整其结构参数。专利号CN103597922B“可调频振动深松机”，通过更换不同的凸轮，实现可调频振动深松作业。其缺点仅限于振动频率的微调，而且安装调节不方便，凸轮在有负载作业时工作不稳定等问题。因此，需要研究开发出应用于不同地区、通用的工作参数可调节的深松机，对进一步推广深松技术具有重要意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多参数可调节振动松土机，能够根据不同的土壤条件和深松作业要求，调整机具的作业参数，实现高效、高质量的深松作业。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种多参数可调节振动松土机，包括机架1、悬挂架2和变速传动箱3，其中，悬挂架2和变速传动箱3固定安装在机架1上，所述多参数可调节振动松土机还包括深松工作单体和限深调节装置4，其中，

限深调节装置4包括调节安装座401、伸缩油缸402、限深轮403、测速传感器404、限深支架405、支架安装座406和支撑轴407，其中，调节安装座401的一端和支架安装座406的一端固接在机架1的后梁上，限深支架405的一端与支架安装座406的另一端连接，伸缩油缸402的上端与调节安装座401的另一端相连，下端与限深支架405相连，限深支架405的另一端安装有支撑轴407，支撑轴407上安装限深轮403，支撑轴407上还安装有测速传感器404，用于测定支撑轴407的转速；

多个深松工作单体布置在机架1上，对称布置在变速传动箱3的两侧，每个深松工作单体包括变量调节激振装置5、拉杆6和松土部件7，其中，

变量调节激振装置5，包括转速传感器501、第一轴承座502、第一齿盘轴503、连杆504、齿盘505、第二齿盘轴506、第三齿盘轴507和第二轴承座508，第一齿盘轴503、第二齿盘轴506、第三齿盘轴507均为半轴与齿盘一体成型结构，第一轴承座502上安装第一齿盘轴503，两者之间安装有轴承，转速传感器501安装在第一轴承座502上，齿盘505固定安装在第二齿盘轴506上，连杆504安装在齿盘505和第二齿盘轴506之间，在连杆504与第二齿盘轴506之间安装有轴承，第二轴承座508上安装第三齿盘轴507，两者之间安装有轴承，第一齿盘轴503的齿盘与齿盘505之间通过齿形啮合后可拆卸地连接，第二齿盘轴506的齿盘与第三齿盘轴507的齿盘之间通过齿形啮合后可拆卸地连接；变量调节激振装置5通过第一轴承座502和第二轴承座508固定安装在机架1上；

拉杆6前端通过转销8与机架1前梁转动连接，拉杆6中部通过销轴9与变量调节激振装置5的连杆504相连；

松土部件7包括铲座701、铲柱702和铲头703，铲座701可拆卸地固定安装在拉杆6的后端，铲柱702上端可拆卸地固定在铲座701上，下端可拆卸地固定安装有铲头703；

多个深松工作单体布置在机架1上，其中，靠近变速传动箱3的深松工作单体中变量调节激振装置5中的第三齿盘轴507与变速传动箱3的输出端通过联轴器相连，相邻的深松工作单体之间通过十字轴万向联轴器连接。

深松工作单体的数量为4组。

4组深松工作单体中的4个变量调节激振装置5的工作相位为：中间的两组变量调节激振装置5相位一致，两侧的两组变量调节激振装置5相位一致，中间的变量调节激振装置5与两侧的变量调节激振装置5的工作相位角相差180度。

第一齿盘轴503、齿盘505、第二齿盘轴506和第三齿盘轴507的齿盘均为盘状齿形结构。

铲座701上设有安装孔，铲头703为凿形铲结构。

所述方法包括振动频率调节方法、振幅调节方法、振动角的调节方法和入土角的调节方法，其中：

振动频率调节方法为通过调整变速传动箱3的箱体内啮合传动的配对齿轮的齿数，改变其输出的减速比；

振幅调节方法为改变相连齿盘之间啮合位置的不同而调整相邻齿盘轴之间的相对的垂直高度，进而改变变量调节激振装置5输出振幅的大小；

振动角的调节方法为通过更改铲柱702与铲座701安装孔的位置，进而实现对振动角的调节；

入土角的调节方法为通过变换安装不同倾斜角度的铲头703，进而调整松土部件7的入土角。

本发明的有益效果在于：

本发明所公开的深松机采用主动式振动松土作业方式，针对不同的土壤条件和深松作业要求，可以实现振动频率、振幅、振动角和入土角度的实时调节，深松耕作阻力相对于其它机械可降低约30％的阻力，而且该振动深松机制造简便，只要批量生产，制造成本可以大大降低。同时，该振动深松机在工作过程中土壤扰动小，功耗少，结构可靠，和其它类型深松机械相比较，可以达到降低成本，增加收益的效果。

附图说明

图1为本发明一种多参数可调节振动松土机结构图；

图2为本发明的一种多参数可调节振动松土机右视图；

图3为本发明的变量调节激振装置的结构图。

附图标记：

1机架 2悬挂架 3变速传动箱

4限深调节装置 401调节安装座 402伸缩油缸

403限深轮 404测速传感器 405限深支架

406支架安装座 407支撑轴 5变量调节激振装置

6拉杆 8转销 9销轴

501转速传感器 502第一轴承座 503第一齿盘轴

504连杆 505齿盘 506第二齿盘轴

507第三齿盘轴 508第二轴承座 7松土部件

701铲座 702铲柱 703铲头

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

如图1所示，一种多参数可调节振动松土机，包括机架1、悬挂架2、变速传动箱3、深松工作单体和限深调节装置4。

悬挂架2固定安装在机架1的前梁上，变速传动箱3固定安装在机架1中部上方。

如图2所示，限深调节装置4包括调节安装座401、伸缩油缸402、限深轮403、测速传感器404、限深支架405、支架安装座406和支撑轴407。其中，调节安装座401的一端和支架安装座406的一端固接在机架1的后梁上，限深支架405的一端与支架安装座406的另一端连接，伸缩油缸402的上端与调节安装座401的另一端相连，下端与限深支架405相连，通过控制伸缩油缸402的长度，实现对机具耕作深度的控制。限深支架405的另一端安装有支撑轴407，支撑轴407上安装限深轮403，支撑轴407上还安装有测速传感器404，用于测定支撑轴407的转速。

多个深松工作单体布置在机架1上，对称布置在变速传动箱3的两侧。本实施例中，深松工作单体的数量为4组。每个深松工作单体包括变量调节激振装置5、拉杆6和松土部件7。

如图3所示，变量调节激振装置5，包括转速传感器501、第一轴承座502、第一齿盘轴503、连杆504、齿盘505、第二齿盘轴506、第三齿盘轴507和第二轴承座508。

第一齿盘轴503、第二齿盘轴506和第三齿盘轴507均为半轴与齿盘一体成型结构。

第一轴承座502上安装第一齿盘轴503，两者之间安装有轴承。转速传感器501安装在第一轴承座502上，用于测定第一齿盘轴503的转速。

齿盘505固定安装在第二齿盘轴506上，连杆504安装在齿盘505和第二齿盘轴506之间，在连杆504与第二齿盘轴506之间安装有轴承。

第二轴承座508上安装第三齿盘轴507，两者之间安装有轴承。

第一齿盘轴503的齿盘与齿盘505之间通过齿形啮合后通过螺栓可拆卸地连接，第二齿盘轴506的齿盘与第三齿盘轴507的齿盘之间通过齿形啮合后通过螺栓可拆卸地连接，第一齿盘轴503、齿盘505、第二齿盘轴506和第三齿盘轴507的齿盘均为盘状齿形结构，通过调整相邻齿盘轴的齿形啮合位置，就可以调整相邻齿盘轴之间的相对的垂直高度，进而改变变量调节激振装置5输出振幅的大小。

变量调节激振装置5通过第一轴承座502和第二轴承座508固定安装在机架1上。

拉杆6前端通过转销8与机架1的前梁转动连接，拉杆6中部通过销轴9与变量调节激振装置5的连杆504相连。

松土部件7包括铲座701、铲柱702和铲头703，铲座701通过螺栓可拆卸地固定安装在拉杆6的后端，铲柱702上端通过螺栓可拆卸地固定在铲座701上，下端通过螺栓固定安装有铲头703，铲座701上设有不同的安装孔，用于调节松土部件的振动方向角，铲头703为凿形铲结构，根据作业条件不同，铲头703的倾斜角设计成多种角度，可以通过更换不同的铲头，改变松土部件的入土角度。

多参数可调节振动松土机上，多个深松工作单体布置在机架1上，其中，靠近变速传动箱3的深松工作单体中，变量调节激振装置5中的第三齿盘轴507与变速传动箱3的输出端通过联轴器相连，相邻的深松工作单体之间通过十字轴万向联轴器连接。

多参数可调节振动松土机的工作过程如下：

多参数可调节振动松土机通过其上的悬挂架2与拖拉机相连，在拖拉机的牵引作业下前进，同时拖拉机的后动力输出轴为多参数可调节振动松土机提供动力输出。

作业时，动力由拖拉机的后动力输出轴输出至变速传动齿轮箱3，经由变速传动箱3后变速变向，通过联轴器横向传递给变速传动箱3两侧的深松工作单体的变量调节激振装置5，进而通过十字轴万向联轴器传递给其它深松工作单体。

在变量调节激振装置5上的连杆504的作用下，拉杆6绕转销8做上下摆动，使固定在其上的松土部件7产生振动作业，完成对耕作层土壤的振动松土作业。

工作时，本实施例中的多参数可调节振动松土机上的4组变量调节激振装置5的工作相位为：中间的两组变量调节激振装置5相位一致，两侧的两组变量调节激振装置5相位一致，中间的变量调节激振装置5与两侧的变量调节激振装置5的工作相位角相差180度。

一种多参数可调节振动松土机，其前进速度、振动频率、振幅和振动角是影响其作业性能的主要因素，它们对机具作业性能的影响可通过速度比联系，即机具松土铲的最大振动水平分速度与机具的前进速度之比。本发明所述的调整作业方法即通过调整振动频率、振幅、振动角和前进速度，保证机具始终处在稳定的作业速度比区间，进而保证机具的性能和松土作业质量。

一种多参数可调节振动松土机的调整作业方法，包括振动频率调节方法、振幅调节方法、振动角的调节方法和入土角的调节方法，其中：

振动频率调节方法为通过调整变速传动箱3的箱体内啮合传动的配对齿轮的齿数，改变其输出的减速比。

振幅调节方法为改变相连齿盘之间啮合位置的不同而调整相邻齿盘轴之间的相对的垂直高度，进而改变变量调节激振装置5输出振幅的大小。

振动角的调节方法为通过更改铲柱702与铲座701安装孔的位置，进而实现对振动角的调节。

入土角的调节方法为通过变换安装不同倾斜角度的铲头703，进而调整松土部件7的入土角，入土角的调整是为了保证机具的良好入土性能。

上述调节方法的参数调整作业的依据是通过安装在限深调整装置1上的测速传感器404测定多参数可调节振动松土机的前进速度，通过安装在变量调节激振装置5上的转速传感器501测定多参数可调节振动松土机作业的振动频率，再结合多参数可调节振动松土机的振幅和振动角，计算多参数可调节振动松土机的作业速度比，依据计算结果确定调节不同的工作参数。

本发明所述的多参数可调节振动松土机其最佳的速度比作业区间在1.0-1.5之间。