专利名称：犁的制作方法
技术领域：
本发明属于土壤耕种的农具，更具体地说属于可在行进中左右穿梭式翻耕土层的犁。
按照本发明制造的犁，在具有足够大作业宽度时可悬挂在拖拉机上配套使用。
已有类似功用的犁通常按结构分类，其中的每一种均具有一定的优点。但是所有这些犁的决定犁长度的犁体间距都超过了允许值，在这个允许值以内，能保证犁的长度尺寸最小，同时又不影响犁的工作，特别是不妨碍土片在犁体之间通过。
双向犁是众所周知的，最普及的，它包括支承架，在支承架上安装着相对于纵轴偏转的回转架，在回转架上相对于水平面对称地固定有左翻耕和右翻耕犁体、前小犁、以及犁刀和固定在犁体上的犁床。
双向犁与单面(通常是右面)翻耕的普通犁的不同点，仅在于双向犁有回转架和双套工作机构，它们决定双向犁的长度，且其结构和相互位置完全和普通单向犁的结构和相互位置一致，而单向犁犁体间距决定于前小犁的存在，前小犁的作用是将切下的土层上部分抛掷到前面犁体开出的敞沟内。
双向犁的双套工作机构是这种犁的缺点，因此出现了克服这一缺点的技术措施。
在能克服双向犁缺点的一种犁的支承架上安装有在水平面内回转的支架，在此支架上固定着犁体，每个犁体都可保证土层向左右两边翻耕。
这种犁的犁体有两种型式。
一种型式的犁体具有带两个铧的统一的左右翻耕犁壁，铧的前尖端根据犁路相互配合或者分开。根据要求的土层翻转方向，应从犁柱的左边或右边用铰接头安装犁壁，铰接头的轴位于犁柱对称垂直平面与犁壁对称平面的相交处。
这种犁体的缺点是犁壁在垂直方向的直线尺寸增大，因此难以做到犁体的工作宽度很宽。此外，犁壁形状(柱形或锥形)不能适合于在任何土壤条件下工作。
另一种型式的犁体较好。这是一种组合式犁体，每个犁体包括绕垂直轴回转的前后对称部分，它们分别用来向左和向右翻耕土层。
譬如说有一种犁体，在其前部犁柱上固定有带铧的向左和向右翻耕的犁壁前部分，它们的工作位置相对于通过犁柱转轴的垂直横向平面镜象对称，而犁体的后部本身是可活活旋转的凹形圆柱体。
这种犁体的后部系做成缩短型的，这是为了减小犁体间距从而也减小犁的长度，但是这样一来在犁体工作时土层翻转状况不佳，也就是说使翻耕质量降低。
还有一种犁体，在其前部犁柱上固定有带铧的统一的向左和向右翻耕犁壁前部分，此犁壁前部分相对于通过犁柱转轴及铧中心的平面是对称的，而犁体的后部上固定着向左和向右翻耕犁壁的后部，此向左和向右翻耕犁壁后部是相互镜象对称地安装的。根据要求的土层翻转方向，犁体的前后部偏转状态应保证当回转架处于相应位置时犁壁前部的一个侧边与相应犁壁后部的侧边对接，因此而形成向左或向右翻耕土层的完整犁壁(US，A，3305025)。
这种犁体可以满足与完成翻耕工艺过程有关的任何要求。但是，如果在已知的带有水平面回转架的犁上使用这种犁体，则减小犁长度不能依靠犁体间距减小到仅由犁体间土片通过的条件来决定的值，也就是说减小到由单纯耕作工艺要求决定的允许值。
原因在于这种犁的装在支承架上的回转架只能相对于垂直纵向平面向两边偏转同样角度，因而当回转架处在工作位置时犁体后部的转向会单纯由于结构要求限制犁体间距的减小，所说结构要求是指必须在没有前小犁和犁刀的条件下使犁体后部的转向不与后面的犁体接触。因为采用前小犁和犁刀还会进一步增加犁的长度。
因此，带有水平面回转架的犁仅有一套工作机构，从节省材料的观点看它比双向犁优越，但由于必须保证由每个犁体交替地向相反方向翻耕土层，犁体的结构变得复杂化，而且需要有使犁体调整到工作位置的传动机构。
尽管带有水平面回转架的犁对犁制造业来说也有前途，但是由于与这种犁的回转架机构有关的缺点，不能在保持犁体已有参数不变和在其上采用前小犁及犁刀的条件下解决减小犁长度的问题。
回转架相对于垂直纵向平面向两边偏转同样角度不仅是上述犁的严重缺点，而且也是带水平面回转架的所有已知犁的严重缺点(不论其犁体型式如何)。正是由于这个缺点，才不可能减小上述犁的犁体间距和制造更小长度的犁。
本发明的目的是克服上述缺点。
本发明的基本任务，是研制这样一种犁，这种犁的支架和工作机构运动方式应能通过相距更近地排列犁体的方法达到减小犁长度的目的。
解决所提任务的方法是，犁包括支承架，在支承架上安装水平面回转架和固定在回转架上的工作机构，工作机构包括左翻耕和右翻耕犁体，根据发明，回转架通过安装可相对于通过回转架转轴的垂直横向平面向两边偏转同样角度。
根据犁的结构型式之一，它的每个犁体由前回转部和后部组成，前回转部上固定有带铧的、与通过回转轴及铧中心的平面对称的犁壁部分，犁体后部上固定有相互镜象对称地安装的左翻耕和右翻耕犁壁部分，根据发明，每个犁体后部在安装后可由垂直于回转架的垂直平面向两边转动ψ角，此ψ＝α-γ，式中ψ-犁体后部调整到工作位置所必需的转角;
α-处于工作位置的回转架纵轴与垂直横向平面间的夹角;
γ-处于工作位置的犁体后部对称平面与垂直纵向平面间的夹角。
根据犁的另一种结构型式，它的每个犁体由前回转部和后部组成，前回转部上固定有带铧的、与通过回转轴及铧中心的平面对称的犁壁部分，犁体后部上固定有相互镜象对称地安装的左翻耕和右翻耕犁壁部分，根据发明，每个犁体后部刚性地固定在回转架上。
每个铧的侧刃边最好与犁的运动方向呈一定角度，并且要磨锐。
每个犁体前部犁壁的侧边可做成凸曲线形。
每个犁体最好带有铰接固定在其上的犁床和使犁床转到给定位置的两个限动块。
回转架最好做成平行四边形机构的形式，而且此机构的连接节与工作机构运动相联。
上述推荐的犁不论采用何种犁体型式和有无犁刀及前小犁，均可大大减小犁体间距以至犁的长度，从而提高耕作机组的灵活性的生产率。
本发明的实质如下。
犁带有固定在支承架上的水平面回转架，此回转架可借助于液压油缸或其他已知的类似装置调整移动到工作位置，并在工作位置与通过回转架轴线的垂直横向平面相交。与已知其他犁的回转架移动到与垂直纵向平面相交的情况相比，这种犁的回转架移动会使所有工作机构的转动改变到相反方向。因此，在调整到工作位置时每个犁体后部不会触到不论挨得多近的并列犁体的前部。同时，在调整到工作位置时，犁刀和前小犁也不会触到犁体。
因此，推荐犁的犁体间距巴不取决于犁体长度和是否装有犁刀与前小犁(已有带水平面回转架的犁没有犁刀和前小犁)。犁体间距可减小的程度，是由单纯耕作工艺要求主要是土片在犁体之间通过的条件决定的，假使每个前小犁完成的耕作工艺过程是被它切下的土层上部分留在前小犁后面的地面上并在自重作用下被抛掷到敞沟内，与此同时由后面犁体切下的土层自行翻转、堆放到犁沟内。
推荐的犁可采用任何型式的犁体，但组合式犁体具有适合于不同土壤条件和翻耕要求的工艺参数，在这种组合式犁体的前回转部上固定有带铧的铧壁部分，而其后部上固定有相互镜象对称地安装的向左和向右翻耕的犁壁部分。采用这种犁体时当犁处在工作位置时的回转架相对于垂直横向平面的安装角α越小，犁体后部离开垂直于回转架的垂直平面的转角ψ也越小。当犁体后部相对于垂直纵向平面的安装角γ＝α时，犁体后部即刚性地固定到回转架上。例如，当α＝40°，γ＝40°时，犁体后部刚性地固定到回转架上，在此情况下犁铧与犁沟壁之间呈γ0角，此γ0角等于或接近于40°。
随着犁体的靠近，回转架相对垂直横向平面的安装角α减小。因此，犁越短，上述组合式犁体后部在工作位置的安装调整也越简单。
由于犁体靠近以及犁长度缩短，可能要求依次偏转组合式犁体前部和采用复杂的传动机构。因此，最好采用短型犁铧，以利于可在将犁调整到工作位置时实现犁体前部的同时(同步)偏转和简化其传动机构。采用短型犁铧会使犁体在水平面切土片切不到位，以至土片的一部分被犁铧切下，另一部分由于撕扯而脱离土块。根据土壤条件的不同，允许的土片未切到位的程度不一;如果采用的短型犁铧侧刃边与犁行进方向呈一定角度并且是磨锐的，便可减小土片未切到程度甚至完全消除土片未切到现象。
在土片未切到并不影响犁体工作的情况下，组合式犁体铧的形状可以保持。这时铧的侧刃边与行进方向一致，因而在铧长度减小和犁壁前部对称的情况下会使犁壁前部伸出量减小，从而使其表面相对于翻转土片的斜度增大，如果犁壁前部侧边是直线形的话。犁壁前部斜度变化及其与最佳值的偏差会降低翻耕质量，这是所不希望的。因此要在组合式犁体上采用短型犁铧同时又保持铧的形状，就必须改变犁壁前部侧边的形状，把这些侧边做成凸曲线形的。犁体沿凸曲线由土块分离土片还有其他优点即改善土片的翻转和降低犁体阻力。
在上述组合式犁体的前部装两个限动块可用来使铰接固定在犁体上的犁床转到给定位置，因而也可简化犁床传动机构。
由于回转架可移动到与通过其转轴的垂直横向平面相交，回转架可做成平行四边形机构的形式，这种机构在不平行于犁纵轴的直线上的点与点之间的距离是随着回转架的偏转而变化的，因为这些点沿不同半径的圆弧移动。平行四边形机构的这一性能可利用来调整犁体和前小犁至工作位置(如果它们与该机构的转动节是联动的)，也可利用来调整犁刀和轮至工作位置(如果它们是固定在机构的纵向节上)。
推荐犁的外廓长度尺寸与同样工作宽度的任何已知犁相比可减少 1/2 ～ 3/5 。
研究表明，当工作宽度为3.5米时推荐犁外廓长度尺寸为4.5米，在配套中可紧凑地悬挂在拖拉机上。
本发明的上述特点和优点，可由下文对犁结构的具体说明和附图得到进一步了解，其中
图1-根据发明的犁的示意图，带组合式犁体，犁体后部可偏转，顶视图;
图2-同上，犁体后部刚性固定;
图3-带回转后部的犁体处在向右翻耕土层的位置时，顶视图;
图4-同上，处在向左翻耕土层的位置时;
图5，6-带刚性固定后部的犁体结构型式，处在向右翻耕土层的位置时，顶视图;
图7-当犁铧长度减小但保持其形状时犁壁前部伸出量减小的示意图;
图8，9，10-犁铧结构型式，顶视图;
图11-带犁铧的犁壁前部结构型式，顶视图;
图12-带犁床的犁体前部，处在向右翻耕土层的位置时，轴侧图;
图13-同上，处在向左翻耕土层的位置;
图14-带犁床的犁体前部犁柱，顶视图;
图15-带平行四边形回转架的犁，处在向左右翻耕土层的位置，顶视图。
犁(
图1和2)由支承架1和连接拖拉机的夹具2组成。在支承架1上装有水平面回转架3和使回转架3相对于通过其转轴6的垂直横向平面5向两边偏转同样角度α的液压油缸4或任何其他类似装置，为此回转架3在支承架1的安装应保证回转架3能经过移动调整到工作位置，在此位置回转架3与垂直横向平面5相交。
在回转架3上固定向左和向右翻耕的犁体，每个犁体可保证土层向相反方向交替地翻转。
在
图1和2所示的犁上安装有组合式犁体，每个犁体均由前后两部分组成。
犁体前部(图3、4、5、6)包括有与回转架3铰接的犁柱7，在犁柱7上固定着带铧9的犁壁对称部8，它的对称平面10通过犁柱7偏转的垂直轴11和铧9中心。
犁体后部包括有犁柱12，在其上固定着相互镜象对称安装的向左和向右翻耕的犁壁部分13和14。犁柱12与回转架3连接，此连接应保证犁体后部调到工作位置。如果此位置只能由回转架3保证，则犁柱12刚性地固定在回转架3上(图2、5、6)。如果回转架3偏转时犁体后部的工作位置得不到保证，则犁柱12的安装应能保证它由垂直于回转架3的垂直平面15向两边偏转α角(
图1、3、4)，而ψ＝α-γ，式中ψ-犁体后部调整到工作位置所必需的转角;α-处于工作位置的回转架3纵轴16与垂直横向平面5间的夹角;γ-处于工作位置的犁体后部对称平面18与垂直纵向平面17间的夹角。
犁壁对称部8和向左与向右翻耕犁壁部分13和14在适当对接时即形成完整犁壁，该完整犁壁在工作时可保证向左和向右翻耕土层。
为了使犁体前部能转到工作位置，犁必须有某种传动机构(图中未示出)。犁体后部向工作位置的转动，如果这种转动是必要的，可利用任何一种已知的传动机构或者在被翻耕土层的作用下得到实现。
犁有支承轮19(
图1、2)，用以保证给定的翻耕深度。
犁可以有犁刀和前小犁，每个前小犁完成的工艺过程为被切下的土层上部分留在前小犁后面的地面上并在自重作用下被抛掷到敞沟内，与此同时由后面犁体从土块上切下的土层自行翻转、堆放到犁沟内。使用这种前小犁无需加大犁体间距，而靠前小犁本身抛掷前小犁切下的土层上部至前面犁体开出的敞沟时需要加大犁体间距。
由于犁体后部可由垂直平面15向两边偏转，这种组合式犁体可具有最佳参数，因为这些参数已与α角无关。因此，同样的犁(其回转架3按一定要求装在工作位置并在回转架3上配置犁体)可使用不同参数的犁体，使犁能在任何土壤条件下良好工作。
如图3、4和6所示，如果犁铧9对垂直纵向平面17(犁沟壁)的安装角γ0与α角相差很小，则犁体后部既可安装成可偏转的(图3和图4)，也可刚性固定(图6)。在第一种情况下，α与γ互不相等，在第二种情况下两者相等。由图6可看出，在犁体后部刚性固定的情况下，犁壁向左翻耕后部13与犁壁向右翻耕后部14是互呈一定角度安装的(γ0和γ角互不相等)。
当犁体间距只取决于土片在犁体间通过的条件时(这种情况发生于犁上使用的前小犁不能将它切下的土片上部抛掷到犁沟内时或者犁上采用了切角器时)，犁体在回转架3上分布的间距可以比犁铧9的全长小，犁铧全长等于B/sin γ0(B-犁体工作宽度，γ0-犁铧9对犁沟壁的安装角)。在这种情况下，不可能由于犁铧9被楔住而同时偏转组合犁体前部，因此必须依次偏转各犁体，这样就需要有复杂的传动机构。如果能把犁铧9做成短型的并且能实现犁体前部的同时偏转，便可大大简化上述传动机构的结构。
要减小犁铧9长度至不大于犁体间距，就必须更改犁铧9本身的形状或者更改犁壁前部8的形状。
由图7可看出，要减小犁铧9长度L同时又保持犁铧侧边20，21的形状和犁壁前部8侧边22、23的形状，就会使犁壁前部8连同犁铧9的伸出量L减小，但这种情况是不希望有的。此外，犁铧9长度L减小还会导致土层切不到位A和B。
为了保持犁壁前部8连同犁铧9的伸出量L，同时也是为了减小以至消除在采用短型犁铧9情况下土层切不到位的现象，有一种带组合式犁体的犁，其犁铧9的侧边20和21做成与犁行进方向24呈一定角度β并且是磨锐的(图8、9和10)。所采取的犁铧9形状可减小土层未切到位一半以上(图8)甚至完全消除未切到位现象(图9和10)。
另一种带组合式犁体的犁当犁铧9长度L减小时出现土层未切到位A和B并不影响犁体工作时，为了保持犁壁前部8连同犁铧9的伸出量，犁壁前部8侧边23和22做成凸曲线形的(
图11)。
图12和13所示是犁床25在组合式犁体上的固定型式之一-犁床铰接固定在犁体前部的犁柱7上。在犁床25上可固定平面犁刀26。犁柱7上有限动块27和28，其作用为按犁行进方向24掉转犁床25并且使犁床时而在左边时而在右边贴靠犁沟壁。
图12所示是在右翻耕位置的犁体前部，在此位置犁柱7顺时针方向转转，限动块28使犁床25顺时针方向掉转并把它调到和犁行进方向一致，这样就从右边作用于犁床，使犁床在犁体工作时接受从右边作用于犁体的侧力。
图13所示是在左翻耕位置的犁体前部，在此位置犁柱7逆时针方向转，限动块27使犁床25逆时针方向掉转并把它调到和犁行进方向一致，这样就从左边作用于犁床，使犁床在犁体工作时接受从左边作用于犁体的侧力。
当犁床25不带犁刀26工作时，犁床作用于犁沟壁。在这种情况下，不同密实性和粘性的土壤必然产生一定反作用力，土壤(犁沟壁)变形也不一样。为了避免犁侧倾(不走直线)和利用犁床25平衡作用于犁体的土壤阻力的侧向分力，必须将犁床调整到与犁行进方向24呈一定角度的位置，土壤变形越大，这个角度也应越大。犁床的这一安装角可用压板29调整，此压板用螺钉30固定在犁床25上，它的前部与限动块27和28接触(
图12、13和14)。压板29上有椭圆孔，用以在犁床25上固定时可改变(调整)压板29在犁床25纵轴线31方向上的位置。由于分别与限动块27和28接触的压板29表面32和33是对称的并且与犁床25纵轴线31之间有一定倾斜角，因此相对于犁床25移动压板29的位置即可改变犁床25相对于犁行进方向24的安装角。
图15所示是一种犁的结构型式，它的回转架3做成平行四边形机构的形式，其组成部分包括相互铰接的前横杆34、后横杆35和纵向节36，此平行四边形机构通过铰接头37、38和液压油缸4或类似的任何其他装置与支承架1联接，以便横杆34和35能相对于通过横杆34或35回转轴39或45的垂直横向平面5向两边移动同样角度α。
在后横杆35上固定犁体，在采用组合式犁体的情况下每个犁体前部的回转犁柱7通过杠杆41和连杆42与前横杆34联接，而犁铧9长度不超过沿横杆35轴线16的犁体间距。在纵向节36上固定支承轮19，以及犁刀和前小犁(
图15中未示出)。
犁上用的前小犁具有对称工作面，类似于中耕机箭形铲或组合式犁体前部的表面。在第一种情况下前小犁支柱刚性地固定在纵向节36上，在第二种情况下铰接固定并与平行四边形机构的连接节运动联系。
犁体也可固定在前横杆34上，这时如果是使用组合式犁体，则须通过杠杆41和连杆42使犁体前部犁柱7与后横杆35联接。
由于回转架横杆34、35之一与固定在另一横杆35或34上的犁体前部犁柱7是运动相联的，因此如前所述，可利用平行四边形机构能在其偏转时改变前横杆34与后横杆35任意两点间距离的特性来偏转犁柱7，这任意两点不是在平行于横杆34、35转轴39与40间连接水平线的直线上。
推荐犁的工作方式以上述最后一种结构型式为例简述如下当犁在田间行进时，前小犁切下土层上部分并使土层上部分留在其后的地面上，而犁体从土块上分离土层使其翻转、堆放到前行犁体开出的犁沟内，此时由前小犁切下的土层上部分在重力作用下植被向下地转移到沟底。为了改变翻耕方向可相应改变犁体轮换工作顺序，为此可借助于液压油缸4顺时针或逆时针方向偏转回转架2α角，使需要翻耕一边的犁体前行。在回转架偏转2α角的同时，犁体前后部调到工作位置。每个犁体前部调到工作位置须利用横杆35，连杆42和杠杆41，每个犁体后部调到工作位置须利用横杆35和使其由垂直平面15(图中未示出)转动ψ角的机构，或者利用横杆35和翻耕土层的作用使其转动ψ角直至犁体后部限动块43或44与横杆35接触。随着回转架和犁体前部转到工作位置犁床25(
图12，13，14)和铰接固定的前小犁也调到工作位置。犁是穿梭式地沿田间运动的，每当它的运动方向改变到相反方向时，平行四边形机构和犁体即由左翻耕位置转换到右翻耕位置，或者相反。
本发明适用于农业田地的主要耕耘作业，可以代替一般双向犁及其他耕作犁，它适于在犁穿梭式行进中既向左边也向右边进行翻耕。推荐的犁由于是悬挂式的，也比一边翻耕的半牵引式犁优越，因此也可用来代替这种犁。
权利要求
1.犁包括支承架(1)，在其上安装水平面回转架(3)和固定在回转架上的工作机构，工作机构包括左翻耕和右翻耕犁体，其特征为回转架(3)通过安装可相对于通过回转架(3)转轴(6)的垂直横向平面(5)向两边偏转同样角度(α)。
2.按权利要求1的犁带有犁体，每个犁体由前回转部和后部组成，前回转部上固定有带铧(9)的、与通过回转轴(11)及铧(9)中心的平面(10)对称的犁壁部分(8)，犁体后部上固定有相互镜象对称地安装的左翻耕和右翻耕犁壁部分(13、14)，其特征为每个犁体后部在安装后可由垂直于回转架(3)的垂直平面(15)向两边转动ψ角，此ψ＝α-γ，式中ψ-犁体后部调整到工作位置所必需的转角;α-处于工作位置的回转架纵轴与垂直横向平面间的夹角;γ-处于工作位置的犁体后部对称平面与垂直纵向平面间的夹角。
3.按权利要求1的犁带有犁体，每个犁体由前回转部和后部组成，前回转部上固定有带铧(9)的、与通过回转轴(11)及铧(9)中心的平面(10)对称的犁壁部分，犁体后部上固定有相互镜象对称地安装的左翻耕和右翻耕犁壁部分(13、14)，其特征为每个犁体后部系刚性地固定在回转架(3)上。
4.按权利要求2或3的犁，其特征为每个铧(9)的侧刃边(20、21)与犁的运动方向呈一定角度并且是磨锐的。
5.按权利要求2或3的犁，其特征为每个犁体前部犁壁(8)的侧边(22、23)做成凸曲线形的。
6.按权利要求2或3的犁，其特征为每个犁体带有铰接固定在其上的犁床(25)和使犁床转到给定位置的两个限动块(27、28)。
7.按权利要求1或2或3的犁，其特征为回转架，(3)做成平行四边形机构的形成。此机构的连接节(34、35、36)与工作机构运动相联。
全文摘要
犁包括支承架(1)，在其上安装水平面回转架(3)。在回转架(3)上固定有右翻耕和左翻耕犁体形式的工作机构。回转架(3)通过安装可相对于通过回转架(3)转轴(6)的垂直横向平面(5)向两边偏转同样角度(α)。
文档编号A01B15/14GK1048782SQ89104818
公开日1991年1月30日 申请日期1989年7月15日 优先权日1989年7月15日
发明者维蒂姆·米克海劳夫契·玛他夏普诺, 费道·尼考莱夫契·沃乐考夫, 娜他里亚·依万诺夫娜·埃沙考微, 莱奥尼得·斯苔佩诺夫契·库兹米契, 微拉迪米尔·阿莱先德夫契·塞门诺夫, 瓦拉瑞·奥莱格夫契·门格奥 申请人:全苏农业函授学院