专利名称：旋耕碎茬刀片在刀辊上的排列方法
技术领域：
本发明属于农业机械范畴，尤其涉及旋转耕作刀片在刀辊上的排列方法。
背景技术：
旋转刀片在刀轴(刀辊)上合理排列，有利于提高作业质量、降低功率消耗、减少机具 振动与冲击。1985年我国的农机工作者提出了最佳数列(化±2=总刀数，n为自然数)排列 方式，较好地解决了刀座结构的旋耕机旋耕刀片按双头螺旋线规则排列法，现在旋耕机上已 广泛应用。碎茬刀在碎茬刀辊上排列并不符合螺旋线排列的方式。秸秆粉碎还田机上到的排 列主要是考虑动平衡的问题。国外(如日本)旋耕机多数采用人字形排列，近似为四头螺旋 线的排列，但刀片不是按刀辊转一定角度均匀入土，还有少数同向刀相继入土的情况。旋耕 碎荏通用刀片在刀辊上合理排列，是需要尽快解决的技术问题。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种旋耕碎茬刀片在刀辊上的排 列方法，以保证机具无论在旋耕作业时还是在碎茬作业时利用同一刀辊上同一刀片，都能达 到较好的工作质量及较小的功率消耗，且工作平稳。
本发明的旋耕碎茬刀片在刀辊上的排列方法为将刀辊分成左、右相等的左半刀辊和右 半刀辊，所述左半刀辊和右半刀辊上的刀片分别按螺旋线排列，两个半刀辊上螺旋线的旋向
相反、升角湘同，左半刀辊与右半刀辊上的螺旋线的起始位置相差|" = "^",同一螺旋线上
的刀片为同向刀片，而同一半刀辊上相邻两条螺旋线上的刀片为反向刀片，每一条螺旋线上 排列刀片的数量与每一半刀辊上刀盘的数量相同，所述N为左半刀辊或右半刀辊上的刀片总 数。
所述左半刀辊和右半刀辊上螺旋线的条数均为2 ，所述w为左半辊或右半刀辊的每一刀 盘上左弯或右弯刀片的数量，其中n=l或2或3;所述每一刀盘上左弯刀片和右弯刀片的数 量相同。因此^ = 2".附，m为每一刀辊或半刀辊上刀盘的数量并且为奇数。
在每两个刀盘之间有两个切削小区，每个切削小区内有"把刀片。
所述的排列具体为以半刀辊表面上分别平行于半刀辊轴线的直线为横坐标轴，将所述 半刀辊表面展开，在展开图上建立平面直角坐标系，所述两个半刀辊上的横坐标轴的相位角相差^;以展开图的内下角点o为坐标原点，横坐标的取值为x=l,2,...m;纵坐标的取值为 2
y=0,l,2......N;每把刀片占展开图纵坐标一格；坐标原点坐标为(1,0),则第i条螺旋线上
的第j把刀片的坐标为(Xi,j'yi,j),其中1=1,2……2tl，2";
当i=l时,第一条螺旋线上刀片的排列位置为
^ , w + l 、 ， 廿山 .附+ 1 yu=2 (xu-j) +1，其中x,广尸y……附；
y!产2(xu-l)+y +2，其中XlJ=j=l，2,……
当i=2时,第二条螺旋线上刀片的排列位置为 y2j = 2 (X2j隱l)'其中x2j=j=l,2"..w; 当>=3且1<="时，
y『2(Xij-l)+y"2,m+2，其中Xi=j=l,2，.』。
所述左半刀辊上第i条螺旋线上的刀片与右半刀辊上第i条螺旋上的刀片为反向刀片。 本发明的有益效果为
1. 左半刀辊和半刀辊上的全部刀片(共2x2w.w^4".w把)，工作中均规则顺序入土， 转角间隔相等(为e/2)，而且左半或半半刀辊上对称位置刀盘上的左弯、右弯刀片按规定顺 序交错依次入土，使受力均匀，最大限度减少冲击振动。
2. 使同一半刀辊上全部左弯、右弯刀片交错顺序入土，完全消除了同向刀片相继入土， 减少了轴向力。
3. 同一切削区内的"("=1.2.3)把刀片，切土比相等，保证工作质量和刀片磨损均匀。
4. 同一刀盘(截面)上布置的左弯、右弯刀片各《把，相邻两把刀片夹角>24° ，防止 刀间夹土、堵塞及缠草。
图1为中间传动传动旋耕碎茬刀片在刀辊上排列方式展开示意图； 图2为中间传动二行机头双头螺旋线刀片排列方式展开图； 图3为中间传动二行机头4头螺旋线刀片排列方式展开图； 图4为中间传动二行机头6头螺旋线刀片排列方式展开图。
具体实施例方式
无论是中间传动还是侧传动，都可将刀辊分成左半、右半两个均等的部分。 下面结合图1，以中间传动为例，对本发明进行更加详尽地描述，其中，图1示出了左 半、右半刀辊上刀片在展开图上的排列方式。左半、右半刀辊分别按多头螺旋线规则排列，左半、右半刀辊上螺旋线旋向相反、升角0
<9 180°
相同，两者初始相位角相差了 = 1 ，其中N为为左半刀辊或右半刀辊上的刀片总数。
参看左半刀辊的展开图，所述展开图也即为左半刀辊在作业旋转一圈时在地面上留下的 痕迹图，其中以左半刀辊上刀盘数m为横坐标，以左半刀辊上的刀片数为纵坐标，坐标原点 为内角点o。按给定的左半刀辊的工作幅宽/，选取刀盘数m (m应为奇数)，刀盘间距p为
垄距的1/5 (11cm 14cm)，则刀盘数附=丄+ 1。
每个半刀辊上安装同等数量的左弯刀片和右弯刀片，左弯刀片和右弯刀片分别各占w条 规则排列的螺旋线(即同一刀盘上安装的左弯、右弯刀片各为w把，则这些把弯刀片分布在 2w条螺旋线上)。设每个刀盘上左弯刀片(或右弯刀片)为"把(《二1.2.3)，则左刀辊上刀 片总数^ = 2".附。每把刀片占展开图纵坐标一格，每格的相位度数为A左半刀辊上刀片总 数中左弯、右弯刀片各1/2。同一条螺旋线上相邻同向两把刀片之间相位角为20，也即纵坐 标上的两格。
在排列时，首先按照公式y2j二2 (X2j-1)(其中X2fj^，2,…m)排列第二条螺旋线上的刀 片，第一把刀片位于原点o (1， 0)，第二把刀片位于(2， 2)点，第三把刀片位于(3， 4)
点，依此类推，直至将第m把刀片排列在第二条螺旋线上。然后，按照公式yu二2(xu-^)
+1(其中xu=j="^，……m)排列出前半条第一条螺旋线上的刀片，第一螺旋线上的刀片为
与上述第二螺旋线上的刀片反向的刀片。
如果"=1，即双头螺旋线时(如图2所示)，则按照公式yij = 2(Xlj-l)+yi,m+2 (其中
XlJ=j=l,2,……排列出后第一条螺旋线上刀片，该后半条螺旋线应与前半条螺旋线合
并成一条完整的螺旋线。
如果n = 2、 3，艮卩4头、6头螺旋线时(分别如图3、 4所示)，则按照y『2(Xij-l)+yi.2,m+2， (其中Xi=j=l,2,...W)排列出第三至第四或第六条螺旋线上的刀片。并且相邻两条螺旋线上的
刀片应当为反向刀片。最后，按照公式y!尸2(Xij-l)+y2n—un+2 (Xlj=j=l，2,……f-1)排列
出后半条第一条螺旋上刀片。
实际应用中n二l、 2、 3可被采用，n^4无实际使用价值。
以相同的方式可完成右半刀辊上刀片的排列，但是右半刀辊的横坐标轴与左半刀辊的横坐标轴之间的相位角相差二。 -
2
参看图4，其中示出了与天拖654拖拉机配套的四行耕整联合作业机(为四行旋耕碎荏 通用机的改进型)的6头螺旋线刀片排列方式展开图。该机为中央传动，左半、右半刀辊在 中央传动箱两边，每个半刀辊上分别焊有9个刀盘，每个刀盘上装有左弯、右弯刀片各3把， 为6头螺旋线排列，左半刀辊上应有N二2'"'/w二2X 3X9 = 54把刀，这样横坐标从右至左 (1 9)，纵坐标是54个空格(0 54)，每格的相位角^=360° /54=6.667° 。按照上述方 式可排列出图4所示的螺旋线排列方式。
如图4所示，右半刀辊上相应位置上的刀片与左半刀辊反向，左半、右半刀辊上螺旋线 旋向相反，升角相同。
如果碎茬时，机组前进速度人二lm/s，切削区内刀片数Z二3，刀辊廻转速度n二400转/min， 则切土节距S:^^-5c/w。满足碎茬要求。旋耕时刀辊转数为n二180 220转/min，机组 前进速度保持不变，则S二9 llcm，如果需要S适当减小，可降低机组前进速度。
权利要求
1、一种旋耕碎茬刀片在刀辊上的排列方法，其特征在于将刀辊分成左、右相等的左半刀辊和右半刀辊，所述左半刀辊和右半刀辊上的刀片分别按螺旋线排列，两个半刀辊上螺旋线的旋向相反、升角θ相同，左半刀辊与右半刀辊上的螺旋线的起始位置相差<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><mfrac> <mi>θ</mi> <mn>2</mn></mfrac><mo>=</mo><mfrac> <mn>180</mn> <mi>N</mi></mfrac><mo>,</mo> </mrow>]]></math> id="icf0001" file="A2008100509390002C1.tif" wi="17" he="8" top= "55" left = "56" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>同一螺旋线上的刀片为同向刀片，而同一半刀辊上相邻两条螺旋线上的刀片为反向刀片，每一条螺旋线上排列刀片的数量与每一半刀辊上刀盘的数量相同，所述N为左半刀辊或右半刀辊上的刀片总数。
2、 如权利要求1所述的排列方法，其特征在于 .所述左半刀辊和右半刀辊上螺旋线的条数均为2 ，所述《为左半辊或右半刀辊的每一刀盘上左弯或右弯刀片的数量，其中"=1或2或3;所述每一刀盘上左弯刀片和右弯刀片的数量相同。
3、 如权利要求2所述的排列方法，其特征在于所述的左半刀辊或右半刀辊上刀片的排列 具体为在展开图上建立平面直角坐标系，所述半刀辊上的横坐标轴的相位角相差f;以展开图的内下角点o为坐标原点，横坐标的取值为x^,2，…附，附为每一 半刀辊上刀盘的数量，并且附为奇数；纵坐标的取值为y=0，l，2......N;每把刀片占展开图纵坐标一格；坐标原点坐标为(l，O)，则第i条螺旋线上的第j把 刀片的坐标为(Xi,，yi,])，其中1=1，2 2"-1，2 ;当i=l时，第一条螺旋线上刀片的排列位置为yu=2 (x，j画丁) +1，其中x',f尸T'……柳;y,，i二2(x,，「l)+y2n—,，m+2，其中 叫=1，2,……f画l;当i=2时,第二条螺旋线上刀片的排列位置为 y2,i = 2 (x2,「l)，其中X2,j=j=l，2v../M; 当.1>=3且i<=w时，y『2(Xi,j-l)+yi—2，m+2，其中Xi=j=l,2,...m;所述左半刀辊上第i条螺旋线上的刀片与右半刀辊上第i条螺旋上的刀片为反向刀片,戶万述展开图即为所述左半刀辊或右半刀辊在作业旋转一圈时在地面上留下的痕迹 图。
全文摘要
本发明为一种旋耕碎茬刀片在刀辊上的排列方法，属于农业机械范畴，所述方法将刀辊分成左、右相等的左半刀辊和右半刀辊，所述左半刀辊和右半刀辊上的刀片分别按螺旋线排列，两个半刀辊上螺旋线的旋向相反、升角θ相同，左半刀辊与右半刀辊上的螺旋线的起始位置相差θ/2=180°/N，同一螺旋线上的刀片为同向刀片，而同一半刀辊上相邻两条螺旋线上的刀片为反向刀片，每一条螺旋线上排列刀片的数量与每一半刀辊上刀盘的数量相同，所述N为左半刀辊或右半刀辊上的刀片总数。采用本发明的方法进行排列的刀辊，可以保证机具无论在旋耕作业时还是在碎茬作业时利用同一刀辊上同一刀片，都能达到较好的工作质量及较小的功率消耗，且工作平稳。
文档编号A01D82/00GK101313643SQ200810050939
公开日2008年12月3日 申请日期2008年7月8日 优先权日2008年7月8日
发明者刘昭辰, 李广宇, 王增辉, 谭宏杰, 贾洪雷, 赵文罡, 黄东岩 申请人:吉林大学