一种缺口圆盘破茬刀和破茬开沟装置

摘要

本发明提供一种缺口圆盘破茬刀和破茬开沟装置，其特征是螺线型的缺口圆盘破茬刀的刀刃形状依参数方程建立，破茬开沟装置的立板固定连接芯轴，芯轴从中间向两端向前折弯，两片多个缺口圆盘破茬刀通过轴承转动连接在芯轴的两端，两片圆盘破茬刀装配夹角呈12°夹角；在立板下端连接开沟铲连接器，开沟铲连接器上布设成排安装调节孔，前面具有开沟刃的开沟铲通过螺栓组装在开沟铲连接器上；在立板的后部通过连接板固定投种管。破茬开沟装置能够保证破茬质量，防止残茬的缠绕堵塞，无漏切问题；具备较小的工作阻力，较强的入土能力；沟型整齐、平直、深浅一致，深度可调；适用范围广，结构简单，方便调整、拆装和维护。

说明书

技术领域

本发明涉及一种农业机械部件，特别是一种缺口圆盘刀和破茬开沟装置，能一次达到破茬、开沟和播种的功效。

背景技术

免耕播种是在地表杂草、作物残茬和秸秆覆盖条件下进行，作业环境差，对播种机具农业技术要求高。其一，免耕播种机避免杂草、秸秆和作物残茬造成对播种机的堵塞；其二，开沟器应有足够的破茬和入土能力，能在未耕地上开出有利于种子生长发育的种沟，并且减少动土量和耕作阻力。

国外免耕播种机采用的破茬方法有两种：一种是在开沟器前增加破茬圆盘刀，靠圆盘刀锋利的刃口和足够的重力切断秸秆、根茬和切开土壤，其结构庞大，多为牵引式；另一种是锄铲式破茬开沟器，入土性能好，不需增加配重，整机质量小，但工作时土壤翻动量大，易挂草而堵塞。这就要求免耕播种机的土壤工作部件在破茬和切碎秸秆的同时，又要具有良好的通过性、耐磨性和抗腐蚀性。而切茬防堵效果的好坏，将直接影响种沟、种床的形状，影响播种的效果，从而进一步影响作物的出苗率、成活率和作物的产量。目前国内外普遍使用的破茬防堵装置，其中光面圆盘刀的切茬阻力最小；缺口圆盘刀具有一定的冲击性，更易于切茬，但是缺口圆盘刀的缺口存在漏切区，造成最大缺口处无法切到根茬的最底部；波纹圆盘刀的切茬阻力和动力消耗大，而且由于波纹圆盘刀的形状原因，开出的种沟也比较大；但是总得来说国外的产品普遍具有比较好的耐磨性和比较高的可靠性，破茬效果也比较好，但是价格太高。我国在圆盘刀片和旋耕刀片生产技术方面的研究较少，导致国产的破茬刀不论是在产品的耐磨性、可靠性上，还是在产品的破茬效果上均与国外产品存在较大差距，这在一定程度上制约着保护性耕作在我国的推广和发展。基于此，为了满足玉米垄作免耕播种机农业技术要求，亟待提供一种既能破茬又能开沟的新型破茬开沟装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种缺口圆盘刀和破茬开沟装置，既能破茬又能开沟。一方面，保证破茬质量，防止残茬的缠绕堵塞，能避免漏切问题；另一方面，具备较小的工作阻力，较强的入土能力，以便满足不同作物的播深需求。与普通玉米播种机有着良好的兼容性，结构简单，方便调整、拆装和维护，造价低。

    本发明提供的缺口圆盘破茬刀，其特征是螺线型的缺口圆盘破茬刀的刀刃形状依下述参数方程的建立：

式中，常数K ：

Z：缺口个数；R₀：起始半径；R_max：最大半径；Φ：缺口包角；θ：转角；i：逆时针缺口序号；

直角坐标系的x轴水平向右为正，y轴竖直向下为正；螺线型缺口圆盘刀的中心点与坐标系原点O重合，第1个缺口的起始半径与y轴正向重合，其余各个缺口以y轴正向开始逆时针依次展开。

本发明提供的具有缺口圆盘破茬刀的破茬开沟装置，包括方形连接杆和立板，其特征是立板固定连接芯轴，芯轴从中间向两端向前折弯，两片数个缺口圆盘破茬刀通过轴承转动连接在芯轴的两端，两片圆盘破茬刀装配夹角呈12°夹角；在立板下端连接开沟铲连接器，开沟铲连接器上布设成排安装调节孔，下面具有开沟刃的开沟铲通过螺栓组装在开沟铲连接器上；在立板的后部通过连接板固定投种管，并位于两片螺线型缺口圆盘刀之间。

本发明的积极效果是：（1）既能破茬又能开沟，能保证破茬质量，防止残茬的缠绕堵塞；能避免出现常规缺口圆盘的漏切问题；对于深埋在地表以下的根茬可以由近至远地入土切茬；（2）破茬开沟装置具备较小的工作阻力、较强的入土能力，沟型整齐、平直、深浅一致，深度要在一定范围内可调，以便满足不同作物的播深需求；（3）与普通玉米播种机有着良好的兼容性，它可以装配到普通玉米播种机上使用，使普通玉米播种机成为具备破茬、拨茬和防堵功能的玉米免耕播种机，达到一机多用的目的；（4）适用范围广，结构简单，方便调整、拆装和维护，造价低。

附图说明

图1是破茬开沟装置结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3是芯轴装配结构示意图。

图4 是阿基米德螺线型缺口圆盘刀的结构参数示意图。

图5是开沟铲结构示意图。

图6是图5的左视图。

图7 是开沟铲连接器结构示意图。

图8 是图7的左视图。

具体实施方式

见图4，螺线型缺口圆盘破茬刀的结构参数由下述参数方程确定：

式中的结构参数为：常数K ：

Z：缺口个数；R₀：起始半径；R_max：最大半径；Φ：缺口包角；θ：转角；i：逆时针缺口序号。

设有一直角坐标系xOy，直角坐标系的x轴水平向右为正，y轴竖直向下为正；另设有一Z个缺口的螺线型缺口圆盘刀，其中心点与坐标系原点O重合，第1个缺口的起始半径与y轴正向重合，如图4所示。其余各个缺口以y轴正向开始逆时针依次编号。第1个刃口曲线上的某一点为A₁，第2个刃口曲线上的某一点为A₂，……，则第i个刃口曲线上的某一点为A_i。那么，A₁的转角为θ₁，A₂的转角为θ₂，……，则A_i的转角为θ_i。同理，A₁的极角为α₁，A₂的极角为α₂，……，则A_i的极角为α_i。经理论分析得常数K ：

这样就得到了螺线型缺口圆盘破茬刀的刃口曲线参数方程。由参数方程可知，在已知破茬刀的最大半径R_max、起始半径R₀和缺口个数Z时，就可以把一个螺线型缺口圆盘破茬刀的具体形状确定下来。

见图1-8，阿基米德螺线缺口圆盘破茬开沟装置结构如下：方形连接杆3下端连接立板4，立板4下端固定连接芯轴8，芯轴8从中间向两端向前折弯，两片缺口圆盘破茬刀7、2上固定连接轴承座1，并通过轴承12转动连接在芯轴8的两端，轴承座1的外端固定防尘盖9；两片圆盘破茬刀7、2装配呈12°夹角；在立板4下端连接开沟铲连接器10，开沟铲连接器10上布设成排安装调节孔10-1，下面具有V型开沟刃的开沟铲11上布设成排安装调节孔11-1，通过螺栓组装在开沟铲连接器10上；

开沟铲的开沟深度能通过固定螺栓在安装调节孔上进行调节，调整范围为30~60 mm；开沟铲能开出宽度为34mm的种沟。

为保证破茬开沟装置的准确投种，在立板的后部通过连接板5固定投种管6，并位于两片螺线型缺口圆盘刀之间，考虑到螺线型缺口圆盘刀的最大直径=350mm，投种管高330mm，与竖直方向成12°的夹角。