旋耕刀辊振动防缠脱土装置的制作方法

本发明涉及农业机械设备领域，具体地指一种旋耕刀辊振动防缠脱土装置。

背景技术：

长江中下游地区水稻-小麦、水稻-油菜等水旱轮作方式是我国重要的种植模式。前茬水稻收获后，农时紧迫，常采用旋耕整地方式，以提高劳动生产率、加快作业速度、减少生产成本。由于水稻收获后土壤含水率较大(20％～30％)，秸秆量大、留茬高等特点。在秸秆还田模式下，旋耕机作业时，易出现刀辊粘黏土壤、刀座缠绕秸秆等现象，导致以下危害：1)使旋耕机实际作业的耕深无法满足旋耕整地要求；2)刀辊有缠绕物和粘黏土壤时工作扭矩增加；3)降低旋耕机作业质量；4)清理时，费时费力，严重影响旋耕机使用效率。

目前，旋耕机的防缠方法主要有：改变旋耕刀形状、刀座及旋耕刀在刀轴的排列，增加旋耕刀轴半径，增设其他类型的粉碎刀等。虽然在一定程度上能够减少刀辊缠绕，但不能有效解决在土壤含水率较大的田块上旋耕刀辊的粘黏问题，且影响旋耕机作业质量。如：中国专利申请zl201410436141.8公开了一种组合式秸秆还田旋耕刀辊，其通过在旋耕刀辊上安装螺旋横刀，使缠绕物无法接近刀轴，降低杂草和秸秆对旋耕刀辊的缠绕。但螺旋横刀易缠绕秸秆，且缩小了旋耕刀辊空间，刀辊粘黏土壤较为严重。

技术实现要素：

本发明的目的就是要提供一种旋耕刀辊振动防缠脱土装置，该装置既能有效防缠，又能减少土壤粘黏。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种旋耕刀辊振动防缠脱土装置，包括机架和固定在所述机架上的变速箱，所述机架前端设有限深轮，所述机架后端设有平土板，所述机架下方对称设有与所述变速箱相连的刀辊组成，所述刀辊组成上连有振动防缠脱土装置；所述刀辊组成包括与所述变速箱的动力输出轴固定连接的刀轴，所述刀轴上设有多个旋耕刀，各旋耕刀侧旁设有定刀，所述刀轴上还设有轴向定位孔；所述振动防缠脱土装置包括左右两个振动产生装置，两个所述振动产生装置间连有旋转辊筒，所述旋转辊筒套装于所述刀轴上，所述旋转辊筒上设有多个振动孔，所述旋耕刀和所述定刀从相应的所述振动孔中伸出，所述振动孔外沿设有与所述定刀形成剪切作用的动刀，所述旋转辊筒上还开有直槽孔，所述直槽孔与所述轴向定位孔间连有定位螺栓。

进一步地，所述振动产生装置包括固定在所述变速箱上的固定法兰和固定在所述旋转辊筒端部的连接法兰；所述固定法兰上设有固定法兰圆环体，所述固定法兰圆环体内侧均布多个凸起；所述连接法兰上设有与所述固定法兰圆环体配合的连接法兰圆环体，所述连接法兰圆环体内对应所述凸起位置处固定有多个轮轴，所述轮轴上套装圆柱轮；左右两个所述振动产生装置的所述凸起的布置位置存在偏差角度。

进一步地，所述振动孔上设有挡土板，所述挡土板上开有刀座过孔，所述定刀固定在所述挡土板上，所述挡土板两侧分别设有限位滑槽盖，所述限位滑槽盖底部设有滑槽，所述挡土板限位于所述滑槽内。

进一步地，所述刀辊组成还包括固定在所述刀轴上的多个刀座，同一刀轴截面上固定连接两个呈110°～160°夹角的刀座，所述旋耕刀固定在所述刀座上，所述旋耕刀包括左弯旋耕刀和右弯旋耕刀，所述右弯旋耕刀和所述左弯旋耕刀分别在刀轴上呈螺旋排列，螺旋升角为45°～90°。

进一步地，所述刀轴中部设置两个夹角为180°的所述轴向定位孔，所述旋转辊筒上对应所述轴向定位孔开有两个所述直槽孔。

进一步地，所述偏差角度为30°～60°。

进一步地，所述限位滑槽盖与所述挡土板分别呈弧形。

进一步地，所述动刀和所述定刀上均设有倒角。

进一步地，所述凸起呈半圆柱状，所述凸起和所述圆柱轮均采用耐磨材料。

更进一步地，所述旋转辊筒的滚筒体直径为90～110mm，所述刀轴直径为70～80mm。

本发明的有益效果为：

其一，本发明中采用动刀和定刀剪切减少刀座和刀轴缠绕秸秆；同时，利用振动产生装置使套在刀轴上的旋转辊筒产生一定振幅和频率的振动，使粘黏在刀轴上的土壤脱落，有效的减少了刀轴的土壤粘黏。

其二，本发明不影响旋耕刀的排列、旋耕刀形状等结构，且不用停机清理旋耕刀辊，从而保证了旋耕机的作业质量和工作效率。

其三，本发明既能有效防缠，又能减少土壤粘黏，解决了我国长江中下游水旱轮作区秸秆还田模型下，常用的旋耕机旋耕刀辊易缠绕秸秆、粘黏土壤等问题，对提高我国长江中下游水旱轮作区秸秆还田模型下的旋耕机作业质量具有重要意义。

附图说明

图1为一种旋耕刀辊振动防缠脱土装置立体结构示意图。

图2为图1中的刀辊组成立体结构示意图。

图3为图1中的振动防缠脱土装置正视结构示意图。

图4为图1中的旋转辊筒和振动产生装置爆炸结构示意图。

图5为振动产生装置运动过程状态示意图。

图6为振动产生装置运动过程状态示意图。

图7为图1中防缠挡土单体立体结构示意图。

图8为图1中的限位滑槽盖立体结构示意图。

图9为图1中的挡土板立体结构示意图。

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，旋耕刀辊振动防缠脱土装置包括刀辊组成1和振动防缠脱土装置2；其中，机架4下方的左、右刀辊组成1对称分布，且分别置于变速箱3与侧板5之间；左、右振动防缠脱土装置2分别套入左、右刀辊组成1上，限深轮7、平土板6分别置于机架前方和后方；悬挂架8置于变速箱3正上方，并与机架4前端和后端固接。

如图2所示，刀辊组成1包括刀轴101、右弯旋耕刀102、刀座103、轴承和盖板组合104、轴向定位孔105和左弯旋耕刀106；其中刀轴101左侧轴端与变速箱3右侧动力输出轴301固接，右侧轴端通过6～8螺栓连接在侧板5下部的轴承和盖板组合104与侧板5构成转动连接；同一刀轴101截面上固接两个呈110°～160°夹角的刀座103，右弯旋耕刀102与左弯旋耕刀106分别通过螺栓固接在这两个刀座103上；多组右弯旋耕刀102和左弯旋耕刀106在刀轴101周围形成2条螺旋排列，螺旋升角为45°～90°；所述刀轴101中部设置2个夹角为180°的轴向定位孔105，该轴向定位孔105为螺纹孔。

如图3所示，振动防缠脱土装置2包括左右两侧的两个振动产生装置21、防缠挡土单体22和旋转辊筒23；其中，右侧振动产生装置21右端通过6～8个螺栓与变速箱3左侧固接；左侧振动产生装置21左端通过3～5个螺栓与侧板5右侧固接；旋转辊筒23与刀轴101为同一条同心轴，左、右两端通过焊接方式分别与两侧振动产生装置21固接；每个刀座103对应1个固接在旋转辊筒23圆柱体表面上的防缠挡土单体22。

如图4所示，旋转辊筒23包括滚筒体231、振动孔232和定位螺栓233，其中滚筒体231表面上与刀辊组成1中每个刀座103对应的位置设有方形的振动孔232(该振动孔232尺寸大于刀座尺寸)，在滚筒体231中部上、下表面上了设有定位直槽孔234；上、下定位螺栓233穿过直槽孔234与刀轴101表面上的轴向定位孔105构成螺纹连接，以使滚筒体231相对刀轴101只产生轴向运动，而没有圆周运动。

如图4～图6所示，振动产生装置21包括固定法兰211、圆柱轮212、轮轴213、直线轴承214、螺栓沉头孔215、连接法兰216、连接法兰圆环体217、半圆柱形状的凸起218和固定法兰圆环体219；其中，固定法兰圆环体219与固定法兰211同轴固接在固定法兰211内侧，左侧固定法兰圆环体219左侧端面等角度分布6～8螺栓沉头孔215；4个凸起218等角度分布在固定法兰圆环体219圆环内，并通过焊接的方式固定在固定法兰211内侧表面上；4个轮轴213与4个凸起218位置对应，轮轴213的两轴端分别固接在连接法兰圆环体217内表面和滚筒体231外表面上，连接法兰圆环体217固接在连接法兰216外侧；圆柱轮212和轮轴213位于连接法兰圆环体217与固定法兰圆环体219形成的空腔中，4个圆柱轮212套在4个轮轴213上，与轮轴213构成转动连接；直线轴承214置于滚筒体231，外侧端口与滚筒体231两侧端口对齐；右侧振动产生装置21中圆柱轮212、轮轴213、凸起218与左侧振动产生装置21中圆柱轮212、轮轴213、凸起218位置角度差为45°；所述振动产生装置21中，连接法兰圆环体217置于固定法兰圆环体219中，连接法兰圆环体217外圆柱面与固定法兰圆环体219内圆柱面接触，当圆柱轮212与固定法兰211接触，转变为圆柱轮212与凸起218接触至最大位置时，连接法兰圆环体217轴向移动量小于固定法兰圆环体219高度，以使连接法兰圆环体217与固定法兰圆环体219不产生缝隙，防止土壤进入振动产生装置21中。直线轴承214起两个作用，一，使滚筒体231限位沿轴线运动，二，使滚筒体231与刀轴101轴线始终重合，不会产生干涉。

如图7～图9所示，防缠挡土单体22包括限位滑槽盖221、挡土板222、动刀223、定刀224、滑槽225和刀座过孔226；其中2个限位滑槽盖221置于刀座103两外侧，通过上、下螺钉固接在滚筒体231的外表面上，2个限位滑槽盖221内侧端面与滚筒体231表面上的振动孔232两侧端对齐，限位滑槽盖221设有滑槽225；动刀223焊接在刀座103前方右侧的滚筒体231表面上，右侧端面与右方的限位滑槽盖221左侧端面对齐；挡土板222置于两侧的限位滑槽盖221的滑槽225中，挡土板222中部设有刀座过孔226，刀座103置于刀座过孔226中，刀座过孔226宽度h与刀座103厚度相当，定刀224固接在刀座103正前方的挡土板222上，与动刀223形成剪切运动。滑槽225与定位螺栓233配合使得滚筒体231限位左右，使滚筒体231与刀轴101相对只有轴线运动。

如图7、图8所示，限位滑槽盖221与挡土板222上下端面均为圆弧形状。

上述方案中，滚筒体231直径优选90～110mm；动刀223和定刀224均有倒角，厚度均为3～5mm；刀轴101直径优选70～80mm；圆柱轮212和凸起218均采用耐磨材料。

用本发明安装在旋耕机上的田间作业过程为：在田间作业时，拖拉机通过动力输入轴驱动变速箱3下部的动力输出轴301带动左、右刀辊组成1中的左弯旋耕刀106和右弯旋耕刀102旋转碎土作业。通过两个定位螺栓233使刀轴101与旋转辊筒23同步转动，驱动连接法兰圆环体217中的4个圆柱轮212在固定法兰产生滚动，在凸起218作用下，使得旋转辊筒23相对刀轴101产生一定的轴向移动(如图5，图6所示)。由于左、右侧振动产生装置中4个圆柱轮212、轮轴213、半圆柱凸起218位置角度差为45°，因此，旋转辊筒23产生一定的振幅和频率的往复运动，达到振动脱土的目的。同时，固接在旋转辊筒23的动刀223与相对刀座103无运动的定刀224产生一定剪切运动，将挂在刀座上的秸秆快速剪断，实现防缠的目的。在挡土板222和固定法兰圆环体219作用下，防止了振动孔232和振动产生装置21塞土。

具体地说，在一个振动防缠脱土装置2中，左侧的圆柱轮212和轮轴213安装在连接法兰圆环体217上，当滚筒体231随着刀轴101旋转时，圆柱轮212、轮轴213同样随着刀轴101旋转，当圆柱轮212与固定的凸起218接触，会使连接法兰216、连接法兰圆环体217、滚筒体231、直线轴承214及动刀223产生沿刀轴101轴线的向右运动，同样右侧上述部件产生向左的运动，从而使动刀223，定刀224产生剪切运动，剪断缠绕的秸秆；同时，由于左右往复振动使得粘在滚筒体231土壤脱落，达到脱土的目的。