铲尖转动减阻深松机的制作方法

本发明涉及农业机械技术领域，具体地指一种铲尖转动减阻深松机。

背景技术：

深松是保护性耕作的核心技术之一，土壤经过深松可打破坚硬的犁底层、提高水分利用效率、减少水土流失、增强水土保持能力、改善作物根系生长环境，有利于作物根系。因此，深松是增加深根系作物产量的一项重要技术。

深松机是实现机械化深松作业的关键机具，其作业能耗是作物收获机具的3～5倍，如何降低深松作业阻力是推广深松技术的关键问题。将需要深松作业的土壤耕层分为表土层(耕作层)、犁底层和心土层。由各层土壤容重和紧实度分析可知表土层土壤容重和紧实度良好，犁底层和心土层土壤容重和紧实度较大。由此可知，深松机主要的阻力来源于铲尖作用的犁地层和心土层。如何减少铲尖作业阻力是深松减阻的研究重要方向。

目前，深松减阻常用的方法有振动减阻法。振动深松减阻原理是利用土壤的弹塑性，将振动位移置于土壤的弹塑性变形区，使其阻力在小于塑性变形最大阻力的同时又获得塑性变形的特点，从而减小牵引阻力。振动深松机虽减少了工作阻力，但还存在以下问题：1)对已破碎的土壤有冲击压实作用；2)同时，作业后深松沟底不平整；3)振动易使深松铲及其他部件产生疲劳破坏，影响深松机使用寿命，降低深松机作业的可靠性。

技术实现要素：

本发明的目的就是要提供一种铲尖转动减阻深松机，该深松机作业质量高、减少了深松作业阻力，增加了深松作业的可靠性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种铲尖转动减阻深松机，包括机架，所述机架两侧对称设有限深装置，所述机架顶部连有悬挂装置，所述机架上还设有变速箱，所述变速箱的动力输出轴与动力传送装置连接，所述动力传送装置的动力输出轴与深松装置连接；所述深松装置包括铲尖和铲柄，所述铲柄顶部与机架固定连接，底部设有套筒底座，所述铲尖穿过所述套筒底座，一端露于所述套筒底座外，另一端与所述动力传送装置的动力输出轴连接。

进一步地，所述动力传送装置的动力输出轴包括短轴和连接轴，所述短轴顶端连接所述动力传送装置，所述短轴底端连接第一万向传动机构，所述第一万向传动机构与所述连接轴顶端连接，所述连接轴底端连接第二万向传动机构，所述第二万向传动机构与所述铲尖连接。

进一步地，所述所述动力传送装置包括与所述变速箱的动力输出轴固定连接的长轴及与所述深松装置连接的动力输出轴，所述长轴上设有小带轮，所述动力输出轴的短轴上设有大带轮，所述大带轮平面垂直所述小带轮平面，所述大带轮和所述小带轮间连有皮带。

进一步地，所述第一万向传动机构包括第一主动轴叉、第一十字轴及第一从动轴叉，所述第一主动轴叉与所述短轴固定连接，所述第一主动轴叉通过所述第一十字轴与所述第一从动轴叉连接，所述第一从动轴叉与所述连接轴顶端固定连接。

进一步地，所述第二万向传动机构包括第二主动轴叉、第二十字轴及第二从动轴叉，所述第二主动轴叉与所述连接轴底端固定连接，所述第二主动轴叉通过所述第二十字轴与所述第二从动轴叉连接，所述第二从动轴叉与所述铲尖可拆卸连接。

进一步地，所述铲尖呈圆锥形，所述铲尖的圆锥底面直径为40～60mm，所述铲尖前端外表面上设有螺纹凹槽和与所述螺纹凹槽垂直的直凹槽。

进一步地，所述套筒底座和所述铲尖的中心线与水平面夹角为25°～35°。

进一步地，所述第二从动轴叉、所述第二十字轴、所述第二主动轴叉及所述连接轴的横断面直径均≤所述铲柄的厚度；所述铲柄的厚度为25～30mm。

进一步地，所述铲尖顶部设有轴孔，所述轴孔上对称开有两个第一限位孔，两个所述第一限位孔内分别设有卡片，所述卡片上设有圆柱凸起，所述圆柱凸起伸入所述第一限位孔中，两个所述卡片间卡有压缩弹簧；所述第二从动轴叉上对称开有两个第二限位孔，所述第二从动轴叉与所述轴孔连接，且两个所述圆柱凸起分别伸入两个所述第二限位孔中。

更进一步地，所述机架上设有支撑体，所述动力传送装置和所述深松装置分别与所述支撑体固定连接；所述支撑体前部开有方形缺口，底部设有加强筋。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

其一，本发明提供了一种全新的深松机，其采用深松机的深松铲尖转动，只在紧实度、容重较大的犁底层和心土层转动作业，有效减少了深松作业阻力，对已破碎的土壤无冲击压实作用，作业后深松沟底平整，同时，降低了作业功耗，提高了深松作业的可靠性。

其二，表面有螺纹凹槽和直凹槽的锥形铲尖转动使深松铲入土时更为稳定，作业时能够进一步减少犁底层和心土层作业阻力，从而减少整个深松机作业阻力，同时不会影响深松作业质量。

其三，铲尖采用万向节传动，结构紧凑、易于加工；锥形铲尖采用卡片、压缩弹簧与第二从动轴叉安装，便于拆装。

其四，本发明解决了因铲尖作业阻力较大时，铲柄连接部件容易损坏的技术问题，延长了深松机使用寿命，进一步提升了深松机的作业可靠性。

附图说明

图1为一种铲尖转动减阻深松机的立体结构示意图。

图2为图1中动力传送装置立体结构示意图。

图3为图1中支撑体立体结构示意图。

图4为图1中短轴立体结构示意图。

图5为图1中深松装置立体结构示意图。

图6为图1中动力传送装置的动力输出轴爆炸图。

图7为图1中铲尖立体结构示意图。

图中，1—机架，101—前横梁，102—左纵向梁，103—后横梁，104—右纵向梁，2—悬挂装置，3—变速箱，4—深松装置，401—u型螺栓，402—铲柄连接板，403—铲柄，404—套筒底座，405—铲尖，406—第二从动轴叉，407—第二主动轴叉，408—连接轴，409—定位螺栓，410—第一从动轴叉，411—第一主动轴叉，412—第一十字轴，413—第二十字轴，414—第二限位孔，415—卡片，416—压缩弹簧，417—第一限位孔，418—轴孔，5—限深装置，6—动力传送装置，601—长轴，602—小带轮，603—皮带，604—大带轮，605—短轴，606—卧式轴承和轴承座组成，607—支撑体，608—立式轴承和轴承座组成，609—立式支撑座，610—连接螺栓，611—加强筋，612—方形缺口，613—平键孔，614—定位销孔，615—内花键。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

如图1所示，铲尖转动减阻深松机包括机架1、悬挂装置2、变速箱3、深松装置4、限深装置5和动力传送装置6；其中，机架1包括前横梁101、左纵向梁102、后横梁103和右纵向梁104；变速箱3和悬挂装置2前端固接在前横梁101中部，后端固接在后横梁103中部；左、右镇压装置对称分布，固接在左纵向梁102和右纵向梁104外侧；左、右深松装置对称固接在后横梁103上；左、右动力传送装置6对称置于变速箱3两侧及前横梁101和后横梁103形成的方框上方。

如图2～图4所示，动力传送装置6包括长轴601、小带轮602、皮带603、大带轮604、短轴605、卧式轴承和轴承座组成606、支撑体607、立式轴承和轴承座组成608、立式支撑座609和连接螺栓610；其中，立式支撑座609固接在左纵向梁102中部上端面；长轴601右端与变速箱3左侧构成转动连接，左端通过固接在立式支撑座609正上方的立式轴承和轴承座组成608与机架1构成转动连接；支撑体607前端通过2个竖直的连接螺栓固定在后横梁103左部后端；卧式轴承和轴承座组成606通过左、右螺栓固接在支撑体607上端面上；短轴605垂直于地表面，上轴部与大带轮604固接，中部与卧式轴承和轴承座组成606构成转动连接；小带轮602、皮带603与大带轮604组成皮带传动机构；支撑体607前端设有方形缺口612、后端设置有两个加强筋611；短轴605上部设有平键槽613、下部设有两个定位销孔614和内花键615。

如图5～图7所示，深松装置4包括u型螺栓401、铲柄连接板402、铲柄403、套筒底座404、铲尖405、第二从动轴叉406、第二主动轴叉407、连接轴408、定位螺栓409、第一从动轴叉410、第一主动轴叉411、第一十字轴412、第二十字轴413、卡片415和压缩弹簧416；其中，铲柄连接板402置于后横梁103后端支撑体607方形缺口612中；铲柄403上部通过铲柄连接板402、u型螺栓401固接在后横梁103后端，下部与套筒底座404固接；第一主动轴叉411上部通过花键、定位销与短轴605下部固接；第一从动轴叉410、第一十字轴412、第一主动轴叉411构成第一万向传动机构；连接轴408上部正六边形轴与第一从动轴叉410下部正六边形轴孔通过定位螺栓409固接，下部设有定位销孔和内花键，通过花键、定位销与第二主动轴叉407上部固接；第二从动轴叉406、第二十字轴413、第二主动轴叉407构成第二万向传动机构；铲尖405置于套筒底座404中与铲柄403构成转动连接；两个卡片415的圆柱凸起穿过铲尖405后部正六边形的轴孔418上的两个第一限位孔417，压缩弹簧416置于两个卡片415之间；铲尖405后部正六边形的轴通过卡片415、第一限位孔417、第二限位孔414与第二从动轴叉406下部正六边形的轴孔418固接。铲尖405穿过套筒底座404，一端露于套筒底座404外，另一端与第二从动轴叉406连接，套筒底座404、铲尖405的中心线与水平面夹角为25°～35°；铲尖405呈圆锥形，圆锥底面直径为40～60mm，铲尖405前端外表面上有螺纹凹槽和直凹槽；铲尖405转动速度优选100～200r/min。铲柄403厚度为25～30mm。第二从动轴叉406、第二十字轴413、第二主动轴叉407、连接轴408的圆柱体直径小于等于铲柄403的厚度。

本发明作业过程如下：铲尖转动减阻深松机通过悬挂装置2挂接在拖拉机后方，并根据深松深度需求的调节限深装置5。拖拉机将动力传递给变速箱3，带动两侧的小带轮602、皮带603和大带轮604组成的带轮传动机构工作，通过短轴605、第一主动轴叉411、第一十字轴412、第一从动轴叉410、连接轴408、第二主动轴叉407、第二十字轴413和第二从动轴叉406构成的两个万向传动机构，带动铲尖405转动。深松铲入土时，铲尖405转动，增加了其入土的稳定性；深松铲作业时，铲尖405转动对深层坚硬的犁底层和心土层土壤进行疏松，铲尖由现有的直线运动变为旋转和直线的组合运动减少了铲尖受力，从而减少了深松机作业阻力。若铲尖405磨损无法有效工作，通过按压卡片415圆柱凸起，将压铲尖405拆卸后更换。