本發(fā)明涉及一種農(nóng)用設(shè)備中的刀輥，具體的說(shuō)是一種可拆裝式水旱兩用旋埋刀輥。

背景技術(shù)：

秸稈還田不僅能解決秸稈亂焚問(wèn)題，而且是降低化肥施用量，改善土壤質(zhì)量，提高土壤肥力最直接，最經(jīng)濟(jì)的方法。傳統(tǒng)的旋耕刀輥，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)，但刀輥纏草嚴(yán)重造成不必要的功耗，且大部分秸稈不能埋覆入耕層，影響后續(xù)的播插工作。埋草刀輥有很好的拋土翻土埋覆效果，但橫刀入土阻力大，以致刃口磨損嚴(yán)重，耕深不夠，功耗劇增，效率偏低。

發(fā)明專(zhuān)利201410436141.8“組合式秸稈還田旋耕刀輥”將傳統(tǒng)的旋耕刀輥與埋草刀輥各自的作業(yè)刀具合理的組合，由一個(gè)刀輥實(shí)現(xiàn)耕整與埋草的功能，但刀輥通用性不強(qiáng)，螺旋橫刀不能拆卸，旋耕刀排列交錯(cuò)復(fù)雜，受力不均勻。對(duì)于堅(jiān)實(shí)度較高(>1260kpa)的土壤，橫刀入土難得問(wèn)題依舊沒(méi)有解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)合理緊湊，受力均勻、節(jié)功省耗，工作效率高，可靠性好、易于拆卸、靈活方便、通用性好、廣泛適用于常規(guī)水田旱地以及堅(jiān)實(shí)度較高土壤的耕整和秸稈埋覆的可拆裝式水旱兩用旋埋刀輥。

技術(shù)方案包括刀具和刀軸，所述刀具包括旋耕刀、螺旋橫刀(簡(jiǎn)稱(chēng)橫刀)和彎刀組，所述刀軸上裝有多個(gè)刀盤(pán)，相鄰兩個(gè)刀盤(pán)之間的刀軸上還裝有多個(gè)刀座，所述刀座內(nèi)安裝旋耕刀，所述刀盤(pán)周向裝有多個(gè)彎刀組，相鄰兩個(gè)刀盤(pán)上的彎刀組間焊接有螺旋橫刀，所述刀盤(pán)周向也設(shè)有多個(gè)旋耕刀，所述刀盤(pán)上的彎刀組和旋耕刀交替設(shè)置；所述刀軸兩側(cè)的刀具對(duì)稱(chēng)布置，所述刀軸兩側(cè)的旋耕刀旋向相反，同一回轉(zhuǎn)區(qū)間的旋耕刀與螺旋橫刀的旋向相反。

所述刀座和刀盤(pán)上的多個(gè)旋耕刀相隔120°排列在同一個(gè)回轉(zhuǎn)面上。

所述螺旋橫刀在刀軸上的排布結(jié)構(gòu)為：兩側(cè)的螺旋橫刀以刀軸為軸心，軸向沿螺旋線依次排布，在刀軸中心匯合對(duì)稱(chēng)形成人字形；所述旋耕刀在刀軸上的排布結(jié)構(gòu)為：兩側(cè)的旋耕刀沿與所述螺旋橫刀相同升角的螺旋線排布，形成人字形。

所述刀盤(pán)上的旋耕刀與相鄰近的彎刀組之間的夾角為32°—36°。

所述螺旋橫刀的刃口寬度為1.5mm-3mm，刀厚10mm-15mm，軸向長(zhǎng)度250mm—300mm，螺旋升角55°—65°，安裝角25°—50°。

所述螺旋橫刀的旋轉(zhuǎn)半徑比旋耕刀小35mm—45mm，比彎刀小10-15mm。

軸向相鄰的所述旋耕刀間距為70mm—120mm。

所述刀盤(pán)上的旋耕刀的刀柄插裝在刀盤(pán)的徑向通槽中，彎刀組的刀柄插裝在刀盤(pán)的軸向通槽中，并采用夾板和螺栓固定。

所述彎刀組由兩個(gè)緊密貼合的彎刀組成。

所述刀盤(pán)上還開(kāi)設(shè)有備用軸向通槽。

所述軸向通槽的下沿處設(shè)有為彎刀組限位的擋板

針對(duì)背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，發(fā)明人進(jìn)行了如下改進(jìn)：(1)刀盤(pán)上增設(shè)旋耕刀:為了解決橫刀入土難的問(wèn)題，發(fā)明人進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)橫刀的兩端位于刀盤(pán)的彎刀上，而刀盤(pán)上的彎刀對(duì)降低橫刀入土阻力貢獻(xiàn)不大，由于旋耕刀先對(duì)土壤進(jìn)行了旋耕，因此，考慮除原有刀座上的旋耕刀外，在刀盤(pán)上也增設(shè)旋耕刀，確保每根橫刀的入土刃口點(diǎn)與旋耕刀刀刃在同一回轉(zhuǎn)面上，使橫刀入土點(diǎn)落在旋耕刀已耕的區(qū)域內(nèi)，有效降低了每根橫刀的入土阻力，達(dá)到節(jié)能降耗、減輕振動(dòng)的目的。另一方面，旋耕刀入土后，螺旋橫刀在旋耕刀已耕的區(qū)域工作，最大限度的增加標(biāo)準(zhǔn)件旋耕刀的數(shù)量，等于增加了旋耕刀對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)件螺旋橫刀的保護(hù)力度，盡可能的減少螺旋橫刀與未耕土壤的直接接觸，相當(dāng)于把非標(biāo)準(zhǔn)的磨損轉(zhuǎn)移到了標(biāo)準(zhǔn)件上，降低了刀輥的維修成本。(2)，螺旋橫刀和旋耕刀的人字形排布結(jié)構(gòu)：使螺旋橫刀以刀軸為軸心，軸向沿螺旋線依次排布，在刀輥中心匯合形成人字形對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，增大了旋耕刀的軸向布置空間，同時(shí)使旋耕刀的排布也成人字型，連貫一致，整體結(jié)構(gòu)設(shè)置緊湊，受力均勻。(3)以刀軸中線為基準(zhǔn)，兩側(cè)的刀具對(duì)稱(chēng)排布，兩側(cè)旋耕刀旋向相反，同一回轉(zhuǎn)區(qū)間的旋耕刀與螺旋橫刀的旋向相反，在刀軸上形成一個(gè)對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)：由于土壤的抗拉強(qiáng)度最低,抗剪強(qiáng)度次之,抗壓強(qiáng)度最高，被切土壤的約束面越少,土壤越容易破壞，且螺旋橫刀和旋耕刀均有左右兩個(gè)旋向，對(duì)土壤都有軸流側(cè)推效應(yīng)，且推土方向與旋向相反，使刀軸兩側(cè)的旋耕刀旋向相反，兩側(cè)均采用同向順序切土，其目的是為了使旋耕刀將切下的土壤向兩邊推移，除左右兩側(cè)第一列旋耕刀外,其它旋耕刀切土?xí)r減少了一個(gè)約束面,使土壤更容易破壞,由此達(dá)到旋耕節(jié)能降耗的目的。同一回轉(zhuǎn)區(qū)間的旋耕刀與螺旋橫刀的旋向相反，螺旋橫刀將已側(cè)移的松軟土壤拉回，使兩者的軸流側(cè)推效應(yīng)相互消弱，以提高耕后的地表平整度。同時(shí)，土壤被刀具來(lái)回拉扯，增加了土塊的破碎率。(4)刀輥整體左右對(duì)稱(chēng)，可以保證刀軸左右兩側(cè)的旋耕刀和螺旋橫刀在任一時(shí)刻入土的數(shù)量和程度相同，保證刀具受土壤的反作用力能及時(shí)消除，從而抵消刀軸上的附加扭矩，避免機(jī)具因受力不均衡而偏移晃動(dòng)，增加了機(jī)具的可靠性，使耕作效果更加穩(wěn)定。

優(yōu)選的，所述刀座和刀盤(pán)上的多個(gè)旋耕刀相隔120°排列在同一個(gè)回轉(zhuǎn)面上，即每個(gè)刀座和刀盤(pán)上均布三個(gè)旋耕刀，最發(fā)揮最大能效；所述刀盤(pán)上的旋耕刀與相鄰近的彎刀組之間的夾角為32°—36°。使旋耕刀發(fā)揮旋耕破茬作用后，螺旋橫刀能隨之切入土壤，減少阻力，夾角過(guò)小過(guò)大都會(huì)改變通槽的設(shè)置位置影響刀盤(pán)強(qiáng)度，同時(shí)使螺旋橫刀與旋耕刀過(guò)密引起夾土、夾草。

進(jìn)一步的，考慮刀輥的通用性，應(yīng)達(dá)到各刀具可方便拆卸的目的，發(fā)明人對(duì)刀盤(pán)進(jìn)行了改進(jìn)，使旋耕刀的刀柄插裝在刀盤(pán)的徑向通槽中，彎刀組的刀柄插裝在刀盤(pán)的軸向通槽中，并采用夾板和螺栓固定。這樣，旋耕刀、彎刀與橫刀焊接而成的結(jié)構(gòu)體均可自由拆卸，可拆下刀盤(pán)上的彎刀及橫刀，單獨(dú)使用旋耕刀作業(yè)，也可自由控制旋耕刀的數(shù)量、還可根據(jù)土壤條件更換合適規(guī)格的刀具，非常靈活方便。

由于刀輥工作時(shí)，不僅繞軸旋轉(zhuǎn)，而且還隨拖拉機(jī)一起前進(jìn)，為了保證螺旋橫刀不直接接觸未經(jīng)旋耕刀處理過(guò)的土壤，節(jié)省功耗，降低橫刀的磨損程度，希望旋耕刀的耕深比螺旋橫刀更深，還要求其耕作的長(zhǎng)度足以抵消后續(xù)螺旋橫刀在接觸地面過(guò)程而前進(jìn)的距離，但同時(shí)考慮螺旋橫刀要有一定的埋草深度，因此設(shè)計(jì)螺旋橫刀的旋轉(zhuǎn)半徑比旋耕刀小35mm—45mm，這樣，所有螺旋橫刀的入土點(diǎn)都會(huì)落在旋耕刀正切刃所耕過(guò)的區(qū)域，最大限度的發(fā)揮了旋耕刀的橫向預(yù)切功能。

螺旋橫刀為刀輥中關(guān)鍵的耕作部件，其參數(shù)直接影響耕作的效果，1、刃口寬度影響刀刃的鋒利程度，過(guò)薄容易直接切斷秸稈，不易埋草，且易磨損易卷邊，過(guò)厚使耕作阻力大，功耗大；2、刀厚影響螺旋橫刀的強(qiáng)度；3、軸向長(zhǎng)度影響螺旋橫刀的剛度；4、螺旋升角與螺旋橫刀的靜態(tài)滑切角互余，螺旋橫刀靜態(tài)滑切角的設(shè)置原理與旋耕刀正切刃相反，旋耕刀的滑切角比較大為了防止纏草，而螺旋橫刀的靜態(tài)滑切角一般比秸稈與刀刃的摩擦角略小，目的是為了防止秸稈沿刀刃滑移不利鎮(zhèn)壓埋覆；5、安裝角是描述在耕作過(guò)程中對(duì)土壤拋切程度的參數(shù)，當(dāng)安裝角很小時(shí)，螺旋橫刀內(nèi)表面將以平壓的形式進(jìn)入土壤，土壤對(duì)螺旋橫刀的反作用力靠近內(nèi)表面法線方向，對(duì)土壤只拋不切，阻力極大。當(dāng)安裝角較大時(shí)，內(nèi)表面隨刃口豎直切入土壤，在整個(gè)切土行程中始終貼近切土軌跡的切線，對(duì)土壤只切不拋，覆蓋效果差?；谏鲜鲅芯亢驮囼?yàn)，優(yōu)先螺旋橫刀的刃口寬度為1.5mm—3mm，刀厚10mm—15mm，軸向長(zhǎng)度250mm—300mm，螺旋升角55°—65°，安裝角25°—50°。

進(jìn)一步的，為了提高刀盤(pán)的通用性，適用于安裝在刀軸的任意一側(cè)，因此在所述刀盤(pán)上還開(kāi)設(shè)有備用軸向通槽，操作者可根據(jù)刀盤(pán)在刀軸上的安裝位置，選擇合適的供插裝彎刀的軸向通槽。

由于耕作過(guò)程，刀輥轉(zhuǎn)速很高，橫刀彎刀組件產(chǎn)生的離心力是其重量的數(shù)十倍，擋板焊接在刀盤(pán)所需安裝彎刀軸向通槽的下沿處，防止橫刀與兩端彎刀帶動(dòng)夾板繞徑向通槽孔的螺栓滑動(dòng)，產(chǎn)生傾覆力矩，破壞軸向通槽，甚至整體沿槽脫落。擋板寬20mm—24mm，保證不小于刀盤(pán)與兩側(cè)夾板的總厚度，起到限位的作用。

有益效果：

(1)刀輥中刀具布置合理緊湊，受力均勻、降低了入土阻力、節(jié)能降耗、在耕作過(guò)程中所裝機(jī)具振動(dòng)小，且不隨懸掛點(diǎn)晃動(dòng)，延長(zhǎng)了機(jī)具的壽命。

(2)通過(guò)刀盤(pán)上增設(shè)的旋耕刀提高了作業(yè)效率，節(jié)能降耗，解決了堅(jiān)實(shí)度較高(>1260kpa)的土壤橫刀入土難的問(wèn)題，優(yōu)先磨損標(biāo)準(zhǔn)件，減少了機(jī)器的維修成本。

(3)由于各刀具均可裝卸，通用性好、便于維護(hù)和更換，可根據(jù)用戶(hù)所在地區(qū)的土壤、秸稈情況，以及耕作期望，安裝不同作用和參數(shù)的刀具，提高了刀輥對(duì)不同地域環(huán)境的通用性。

(4)本發(fā)明不僅能夠滿(mǎn)足常規(guī)水田與旱地的耕作需求，對(duì)于緊實(shí)度較高的重黏土，也有很好的效果。

(5)通過(guò)田間試驗(yàn)，與現(xiàn)有同類(lèi)型刀輥?zhàn)鰧?duì)比，刀盤(pán)旋耕刀的使用，極大的減少了螺旋橫刀的耕作阻力，水田功耗降低3％—5％，旱地功耗降5％—10％，且各項(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足農(nóng)藝要求。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明刀輥的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為刀盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為刀盤(pán)零件的局部安裝示意圖。

其中，1.刀軸，2.刀座，3.刀盤(pán)，4.螺旋橫刀，5.彎刀組，5.1.彎刀、5.2.彎刀，6.旋耕刀，7.螺栓，8.夾板，9.擋板，10.備用軸向通槽，11.徑向通槽，12.軸向通槽。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步解釋說(shuō)明：

參見(jiàn)圖1、圖2及圖3，本發(fā)明刀輥，包括刀軸1和刀具，以刀軸1的中線為對(duì)稱(chēng)中心線，刀軸1兩側(cè)的刀具對(duì)稱(chēng)布置，所述刀軸1兩側(cè)的旋耕刀6旋向相反，即左側(cè)刀軸安裝右旋方向的旋耕刀6，右側(cè)刀軸安裝左旋方向的旋耕刀6，同一回轉(zhuǎn)區(qū)間的旋耕刀6與螺旋橫刀4的旋向相反。所述刀具包括螺旋橫刀4、彎刀組5和旋耕刀6，所述彎刀組5由兩個(gè)緊密貼合的彎刀5.1、5.2組成。所述刀軸1上裝有多個(gè)刀盤(pán)3，相鄰兩個(gè)刀盤(pán)3之間的刀軸1上還裝有多個(gè)刀座2(本發(fā)明中為9個(gè)刀座)，所述刀座2內(nèi)安裝旋耕刀6，所述刀盤(pán)3周向裝有三個(gè)彎刀組5(相隔120°排列在同一個(gè)回轉(zhuǎn)面上)和三個(gè)旋耕刀6(相隔120°排列在同一個(gè)回轉(zhuǎn)面上)，所述刀盤(pán)3上的彎刀組5和旋耕刀6交替設(shè)置，所述旋耕刀6與相鄰近的彎刀組5之間的夾角a為32°—36°。所述刀盤(pán)3上的旋耕刀6的刀柄插裝在刀盤(pán)3的徑向通槽11中，彎刀組5的刀柄插裝在刀盤(pán)3的軸向通槽12中，并采用夾板8和螺栓7固定，所述軸向通槽的下沿處設(shè)有為彎刀組5限位的擋板9，所述夾板8的厚度為2mm—4mm；擋板9寬20mm—24mm，相鄰兩個(gè)彎刀組5間焊接有螺旋橫刀4，所述螺旋橫刀4的刃口寬度為1.5mm-3mm，刀厚10mm-15mm，軸向長(zhǎng)度250mm—300mm，螺旋升角55°—65°，安裝角25°—50°，螺旋橫刀4旋轉(zhuǎn)半徑比旋耕刀6小35mm—45mm，比彎刀小10-15mm，軸向相鄰的旋耕刀6間距為70mm—120mm。所述刀盤(pán)3上在前期制造時(shí)還預(yù)開(kāi)設(shè)有備用軸向通槽10。

所述螺旋橫刀4在刀軸1上的排布結(jié)構(gòu)為：兩側(cè)的螺旋橫刀4以刀軸1為軸心，軸向沿螺旋線依次排布，在刀軸1中心匯合對(duì)稱(chēng)形成人字形；所述旋耕刀6在刀軸1上的排布結(jié)構(gòu)為：兩側(cè)的旋耕刀6沿與所述螺旋橫刀4相同升角的螺旋線排布，形成人字形。

本發(fā)明刀輥的工作原理為：

耕作時(shí)，本發(fā)明刀輥安裝在側(cè)邊傳動(dòng)的旋耕機(jī)框架內(nèi)，拖拉機(jī)輸出動(dòng)力經(jīng)旋耕機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)傳至刀軸，并帶動(dòng)整個(gè)刀輥轉(zhuǎn)動(dòng)。工作時(shí)，刀軸1兩端的刀盤(pán)3上旋耕刀6最先接觸土壤，然后相鄰刀座2上的旋耕刀6依次入土，將土壤向兩側(cè)推送，隨后螺旋橫刀4壓覆秸稈，將秸稈埋從旋耕刀6正切刃耕過(guò)的區(qū)域埋入，同時(shí)將疏松的土壤向中間推送，并附帶拋土。通過(guò)刀軸的不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，土壤與秸稈經(jīng)刀具的反復(fù)揉合再加上旋耕機(jī)框架上擋板拖板的配合，以達(dá)到土壤細(xì)碎適中，秸稈埋覆入土，地表平整的效果。

當(dāng)需要更換刀具時(shí)，可取下螺栓7和夾板8，將彎刀組5由軸向通槽12中抽出即可同步取下彎刀組5及焊接在彎刀上的螺旋橫刀4，由于彎刀組5是由兩個(gè)緊密貼合的彎刀5.1、5.2組成，因此取下彎刀組5將彎刀5.1和彎刀5.2分離后，也實(shí)現(xiàn)在各段螺旋橫刀4之間的分離，同理，旋耕刀6也可方便的從徑向通槽11中抽出，以便于維護(hù)和更換。

田間實(shí)驗(yàn)表明，采用本發(fā)明刀輥分別在留茬高度在600mm左右的常規(guī)水田旱地以及堅(jiān)實(shí)度在2000Kpa左右的黏土地，該機(jī)刀輥?zhàn)鳂I(yè)一遍均可滿(mǎn)足農(nóng)藝要求，且與現(xiàn)有同類(lèi)型的刀輥相比，水田功耗降低3％—5％，旱地功耗降5％—10％。