一种螺旋铣刀式开沟秸秆深埋还田机的制作方法

本发明属于农业机械技术领域，特别是涉及一种螺旋铣刀式开沟秸秆深埋还田机。

背景技术：

玉米秸秆具有量大和茎秆粗等特征，目前过剩秸秆焚烧现象严重。秸秆焚烧造成的危害是第一对民航、交通等部门造成了严重影响；第二焚烧秸秆带来了大量的烟雾，造成空气污染和环境安全问题，烟雾中含有CO、CO2、氮氧化物、光化学氧化剂等,对人体带来危害；第三燃烧秸秆可排放大量的CO2，损失了大量的C、N,造成资源的浪费。

防止秸秆焚烧一项技术是秸秆直接还田。秸秆直接还田分为覆盖还田和翻埋还田。目前秸秆粉碎覆盖还田，是用灭茬机灭茬粉碎还田，使用旋耕机将秸秆和土壤混拌,不能将秸秆深埋。这样导致秸秆将土壤架空，播种机播种后,土壤跑墒严重，种子不能正常发芽，影响玉米产量。

技术实现要素：

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种螺旋铣刀式开沟秸秆深埋还田机。它能一次作业可同时完成灭茬、收集秸秆、开沟、落料、覆土及镇压等多项旱田整地作业。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明一种螺旋铣刀式秸秆深埋还田机，包括机架、前置传动箱、后置传动箱及安装于机架上由前端至后端依次设置灭茬装置、输送装置、圆盘开沟装置、螺旋铣刀开沟装置、落料装置及覆土装置；

所述机架前端分别连接上悬挂、下悬挂和前置传动箱，通过上悬挂和下悬挂连接动力机；

灭茬装置通过其上固定架连接在机架前端，灭茬轴传动连接前置传动箱的动力输出轴，灭茬装置的灭茬轴两端位于工作垄沟两侧相邻的两个垄沟内；

所述输送装置倾斜安装在机架上，输送装置的主动轴与后置传动箱侧面动力输出轴传动连接，输送装置输入端与灭茬装置承接，灭茬后的秸秆经输送装置输送落料装置；

后置传动箱安装在机架上，其动力输入端连接前置传动箱；

圆盘开沟装置，安装在后置传动箱工作前端，位于螺旋铣刀开沟装置之前；

螺旋铣刀开沟装置安装在后置传动箱下方，圆盘开沟装置切开土壤减小阻力，和螺旋铣刀开沟装置均置于工作垄沟内；

落料装置，安装在机架上，位于螺旋铣刀开沟装置后方，落料斗与输送装置输出秸秆端相承接，将输送装置输送的秸秆聚拢，经落料装置输送至螺旋铣刀开沟装置所开沟内；

覆土装置，安装在机架上，置于落料装置后方，掩埋垄沟中的秸秆。

进一步地，所述灭茬装置包括灭茬轴、甩刀、外壳及固定架，通过固定架连接在机架上，灭茬轴两端安装于外壳上，灭茬轴上螺旋线排列设置有甩刀，灭茬轴旋转时甩刀的刀尖距离地面距离1～3cm。

进一步地，所述外壳上行进方向端连接有挡草帘，和输送装置承接端连接有输送槽。

进一步地，所述输送装置倾斜安装角度α为40-60°。

进一步地，所述输送装置包括两对称设置的滚轴、两滚轴上的输送带、设置在输送带上的弹齿轴、安装在弹齿轴上的弹齿及输送带两侧的导槽板，所述输送带上均匀间隔设置多列弹齿轴，所述弹齿轴上均匀间隔并列设置多个弹齿；通过输送带的移动，带动所述弹齿轴两端的短柄可在导槽板所开槽内移动，实现弹齿的伸缩和带动秸秆的升运。

进一步地，所述落料装置包括落料斗、秸秆拨轴、下顺管和支撑加固板，落料斗的出料端连接下顺管，下顺管一侧连接有支撑加固板，秸秆拨轴置于落料斗内，与后置传动箱侧面输出轴带轮通过皮带连接，秸秆拨轴则在皮带轮的带动下，将秸秆向下拨，秆拨轴上沿圆周安装有带刃口的刀具，将灭茬装置粉碎过的秸秆进行进一步粉碎。

进一步地，所述螺旋铣刀式开沟装置安装于后置传动箱的底面传动轴板上，包括开沟螺旋轴、螺旋叶片和铣刀，所述螺旋叶片为变螺距双螺旋叶片，对称设置于开沟螺旋轴上，在螺旋轴入土端设置铣刀。

进一步地，所述螺旋叶片螺旋线初始螺距为50mm，螺距由下向上逐渐增大，外缘螺旋升角最大值为15°，螺旋叶片厚度为4mm，入土深度为300mm，开沟宽度为400mm。

本发明的有益效果为：

1.本发明能同时在作业过程中一次可完成灭茬，秸秆粉碎收集、掩埋、镇压等项旱田整地秸秆还田作业，并且还能达到秸秆深埋还田、培肥地力，增强土壤有机质的作用，有效地防止了秸秆的焚烧。按本发明研制的机具，实现单一机具联合作业，有效提高大、中型拖拉机的利用率，有效解决深耕改土、间隔耕作、秸秆还田等技术问题。

2.本发明适用于东北玉米产区可实现行间局部深松、局部秸秆还田，在垄沟内深埋2个垄沟的秸秆。实行隔行垄间交替，既达到秸秆深埋还田技术要求，又减小了机械动力的消耗。

附图说明

图1是本发明的平面结构示意图。

图2是图1中灭茬装置结构示意图。

图3是图1中输送装置结构示意图。

图4是图1中落料装置结构示意图。

图5是图1中圆盘开沟装置结构示意图。

图6是图1中覆土装置结构示意图。

图7是图1中镇压装置结构示意图。

图8是图1中螺旋铣刀式开沟装置结构示意图。

图9是图1整机传动图。

图中：1.机架，

2.输送装置，21.输送带轴，22.输送带，23.弹齿，24.弹齿轴，25.导槽板，26.输送带主动轴，261.从动带轮；

3.落料装置，31.落料斗，32.秸秆拨轴，321.从动带轮，33.下顺管，34.支撑加固板，

4.覆土装置，41.覆土器支架,42.覆土圆盘，

5.镇压装置，51.弹簧盖,52.弹簧,53.套管,54.镇压器支架,55.镇压轮，

6.后置传动箱，601.输入轴，602.带轮输出轴，603.主动带轮,604.从动链轮；

7.螺旋铣刀开沟装置,71.开沟螺旋轴,72.螺旋叶片,73.铣刀，

8.圆盘开沟装置，81.圆盘开沟气支架，82.开沟圆盘，

9.灭茬装置，91.灭茬轴，92.灭茬刀，93固定架，94.外壳，95.输送槽，96.挡草帘；

10.下悬挂，11.前置传动箱，111.链轮输出轴，112.主动链轮，113.带轮输出轴，114.主动带轮；

12.上悬挂。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。

实施例：如图1所示，本发明一种螺旋铣刀式秸秆深埋还田机，包括机架1、前置传动箱11和后置传动箱6、传动装置、安装于机架1上由工作前端至后端依次设置灭茬装置9、输送装置2、圆盘开沟装置8、螺旋铣刀开沟装置7、落料装置3及覆土装置4；

所述机架1工作前端分别连接上悬挂12、下悬挂10和前置传动箱11，通过上悬挂12和下悬挂10连接动力机；

如图1、图2所示，灭茬装置9通过其上固定架连接在机架1工作前端，灭茬轴91通过传动装置连接前置传动箱11的动力输出轴，灭茬装置9的灭茬轴91的两端工作垄沟两侧相邻的两个垄沟内，圆盘开沟装置8和螺旋铣刀开沟装置7位于当前垄沟内，灭茬装置9的灭茬轴91通过传动装置连接前置传动箱11的动力输出轴。

如图2所示，所述灭茬装置9包括灭茬轴91、灭茬刀92、固定架93、外壳94和挡草帘96，通过固定架93连接在机架1上，灭茬轴91两端安装于外壳94上，灭茬轴91上设置有灭茬刀92，灭茬刀92为Y型甩刀92，Y型甩刀92采用双螺旋线布置，每条螺旋线上布置8组刀具，同一螺旋线上相邻两刀具径向安装夹角为72°，两组螺旋线上对应刀具相对于灭茬轴的轴线中心对称。甩刀在旋转时伸出外壳94下端面，所述外壳上行进方向端连接有挡草帘96，和输送装置2承接端连接有输送槽。工作时，通过前置传动箱传递动力带动灭茬轴91转动，将打碎的秸秆向上抛起，通过外壳94的遮挡作用回落到输送槽95上，灭茬轴旋转时Y型甩刀的刀尖距离地面距离1-3cm，灭茬轴93回转半径为470mm，转速为1620r/min，刀尖线速度约为39.87m/s。

如图1所示，所述输送装置2安装在机架上，其倾斜角度α为40-60°，本例选择45°。如图3所示，所述输送装置2包括两对称设置的滚轴21、两滚轴21上的输送带22、设置在输送带22上的弹齿轴24、安装在弹齿轴24上的弹齿23及输送带22两侧的导槽板25，所述输送带22上均匀间隔设置多列弹齿轴24，所述弹齿轴24上均匀间隔并列设置多个弹齿23。通过输送带22的移动，带动所述弹齿轴24两端的短柄可在导槽板25所开槽内移动，实现弹齿23的伸缩和带动秸秆的升运。输送装置2通过后置传动箱6侧面动力输出轴上的带轮提供动力，输送装置2输入端与灭茬装置9的输送槽95承接，灭茬后的秸秆经输送装置2输送至落料装置3；输送带轴的转速为260r/min，轴的直径为100mm，输送带的线速度为1.36m/s。

后置传动箱6安装在机架1上，其动力输入端连接前置传动箱11。

如图1所示，圆盘开沟装置8安装在后置传动箱6工作前端，位于螺旋铣刀开沟装置7之前；如图5所示，圆盘开沟装置8包括开沟圆盘82和圆盘开沟器支架81，开沟圆盘82通过圆盘开沟器支架81固定在机架1上，其开沟圆盘82置于旋铣刀开沟装置7前端，预先为螺旋铣刀开沟装置7开出一个沟槽，适当减小螺旋开沟部分的土壤阻力；开沟圆盘82的开沟深度为90-110mm，开沟宽度为5～6mm。

如图1所示，螺旋铣刀开沟装置7通过螺栓安装在后置传动箱6下方传动轴板上，圆盘开沟装置8和螺旋铣刀开沟装置7均位于当前垄沟内；

如图8所示，所述螺旋铣刀式开沟装置7包括开沟螺旋轴71、螺旋叶片72和铣刀73，所述螺旋叶片72为变螺距双螺旋叶片，对称设置于开沟螺旋轴71上，在螺旋轴71入土端设置铣刀，通过后置传动箱6驱动与传动轴板连接的所述螺旋轴71转动，通过变螺距双螺旋叶片72进行开沟，螺旋叶片72螺旋线初始螺距为50mm，螺距由下往上逐渐增大，外缘螺旋升角最大值为15°，经计算，在转速为260r/min的情况下，可以保证土壤的上升和抛洒。螺旋叶片厚度为4mm。入土深度为300mm，开沟宽度为400mm。

如图1所示，所述落料装置3各个部分由钣金折弯而成，通过螺栓固定在机架1上，位于螺旋铣刀开沟装置7后方，落料斗31与输送装置2输出秸秆端相承接，将输送装置2输送的秸秆聚拢，经落料装置3输送至螺旋铣刀开沟装置7所开沟内。

如图4所示，所述落料装置3包括落料斗31、秸秆拨轴32、下顺管33和支撑加固板34，落料斗31的出料端连接下顺管33，下顺管33一侧连接有支撑加固板34，秸秆拨轴32置于落料斗31内，与后置传动箱6侧面输出轴带轮通过皮带连接，落料斗31将秸秆聚拢，秸秆拨轴32则在皮带轮的带动下，将秸秆向下拨，通过下顺管33和支撑加固板34将秸秆送入沟内，落料斗31、秸秆拨轴32和支撑加固板34通过螺栓连接，秸秆拨轴32通过后置传动箱侧面输出轴带轮带动，秸秆拨轴32的转速为260r/min。秸秆拨轴32上沿圆周安装有带刃口的刀具，将灭茬装置9粉碎过的秸秆进行进一步粉碎，防止发生堵塞。

覆土装置4安装在机架1上，置于落料装置3后方，掩埋垄沟中的秸秆。

如图6所示，所述覆土装置4为现有结构，包括覆土圆盘42和覆土器支架41，覆土圆盘42为对称设置的两个，通过其转轴连接在覆土器支架41上，通过覆土器支架41固定于机架1的安装座上，覆土圆盘42可绕其转轴轴心转动，覆土圆盘42可根据实际覆土量大小调节其角度，使土壤均匀覆盖在沟中的秸秆上。根据秸秆覆土量的多少，通过覆土器支架41上的多个安装孔自行调节安装高度。

如图7所示，本发明还设置有镇压装置5，采用现有结构，安装在机架1工作末端，置于覆土装置4后方；所述镇压装置5在两圆盘间的光轴套上若干橡胶窄轮。镇压装置上部套于焊接在机架上的套管53内，套管内装有弹簧52，上部弹簧盖51通过螺纹固定。镇压轮55是将松土覆盖后的土地压实，减少土壤的水分蒸发。镇压装置自身的镇压力可通过弹簧52进行自动调节。

如图9所示，为本发明的传动原理图，拖拉机动力输出轴将动力传至前置传动箱11，经过前置传动箱11变速之后，动力向两侧传动，经前置传动箱11链轮输出轴111和前置传动箱11带轮输出轴113，分别传递给主动链轮112和灭茬传动主动带轮114，传动比分别为1.8和1，灭茬传动主动带轮114带动灭茬传动从动带轮911，传动比为1:3，主动链轮112带动从动链轮604，传动比为15:13，经后置传动箱6输入轴601传至后置传动箱6，后置传动箱6动力向下传至螺旋铣刀开沟装置7，向侧面经后置传动箱6带轮输出轴602将动力输出，传动比均为1，主动带轮603带动输送带主动轴从动带轮261和秸秆拨轴32的从动带轮321，传动比均为1。

本发明与拖拉机通过上悬挂12和下悬挂10挂接，通过拖拉机动力输出轴连接万向联轴器将拖拉机的动力传给机具。拖拉机的选用标准为Ⅰ类三点悬挂，动力大于45kW。机具外型尺寸(长×宽×高)：2790mm×1490mm×1520mm，工作幅宽为1200mm，深松深度为25～30cm。

由传统灭茬机和开沟机相对秸秆和土壤的运动规律经计算后得出，秸秆还田机的灭茬轴转速为1620r/min，螺旋开沟刀轴转速应为260r/min。设计时取拖拉机后输出轴转速为540转/min,因此，前置传动箱采用一组锥形齿轮进行变速，链轮端传动比为1.8，带轮端传动比为1，链轮传动比为15:13，灭茬传动带轮传动比为1:3，后置传动箱同样采用一组锥齿轮传动，向下传动和侧面传动的传动比均为1，后置传动箱侧面带轮传动比均为1。

实施例2：本例与实施例1不同的是：本例所述输送装置2安装在机架1上的倾斜角度α为40°。

实施例3：本例与实施例2不同的是：本例所述输送装置2安装在机架1上的倾斜角度α为60°。