开沟刀及其开沟机的制作方法

1.本实用新型涉及农业机械的开沟装置技术领域，具体地涉及开沟刀及其开沟机。


背景技术：

2.开沟是种植业中极其关键的机械作业环节，从土壤的理化性质来看，开沟可加深土壤耕层，增加土壤孔隙度，提升蓄水能力，改善生长的种床环境，因此，开沟技术是茶树保质增产的重要保障。
3.为了提高开沟的质量，目前一般使用开沟机进行作业，开沟机是一种高效实用的新型开沟装置。开沟刀是开沟机的重要组成部件，主要用于田间挖沟。
4.专利号为cn214545510u公开了一种适用于硬质土壤的开沟刀，但是对于在开沟土质为砂质壤土的场景下，特点为土壤深厚质地粗松，砂粒、石砾含量较高，含水量适中，现有的开沟刀并不能将开沟刀处的土壤相对精确地抛撒至沟边，不便于施肥后回填，并且不能达到一定的开沟深度，限制了施入沟内的基肥被农作物根系吸收的效果。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了克服现有技术中开沟刀存在的不能将开沟刀处的土壤相对精确地抛撒至沟边，不便于施肥后回填，并且不能达到一定的开沟深度的问题，从而提供了一种开沟刀及其开沟机，该开沟刀的刀身可以很轻易地进入土壤内，使得土壤发生变形，抛土片能够将土壤产生侧向抛掷效果，尤其适用于砂质土壤的开沟作业。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种开沟刀，包括具有刀刃的刀身和用于安装刀身的连接部，所述刀刃由侧切刃和其一端延伸形成的正切刃两部分组成，所述侧切刃远离正切刃的一端具有所述连接部，开沟刀远离刀刃的一侧为刀背，所述刀背具有一抛土片，所述抛土片与刀身夹设有一定角度，该抛土片用于将来自正切刃挖出的土壤抛洒至一侧。
7.在此实施例中，连接部可以设计成以矩形板体状，连接部上开设有连接孔，用于将开沟刀安装在刀轴上，连接部可以与侧切刃焊接连接，也可以是侧切刃一体成型，例如锻造、轧制等方式，结构和形状也不必局限于矩形。
8.抛土片可以采用椭圆形结构，或是矩形的板状结构，只要抛土片的固定侧与刀背紧密连接即可，为了使得挖出的土壤被抛洒成功，抛土片可以与刀身夹有一定角度。
9.作业时，开沟刀围绕刀轴顺时针旋转，侧切刃首先进入土壤内，刀刃内侧平面开始挤压土壤，土壤发生变形，这种变形主要变现为剪切变形和挤压破坏，开沟刀旋转作业过程同时，抛土片能够将土壤“挖出”，并向产生侧向抛掷效果。
10.进一步地，所述抛土片具有内端面和外端面，抛土片外端面与正切刃端面齐平，抛土片内端面与侧切刃最末触土点所在延长线齐平，所述延长线沿着侧切刃高度方向分布。
11.抛土片外端面为远离连接部的一面，此面与正切刃远离连接部的一面齐平，抛土片内端面为靠近连接部的面，内端面与侧切刃最后离开。这样设计的目的是，抛土片能够承
接比较合适的抛土量，而且便于将抛土片焊接安装在刀背上。
12.进一步地，所述抛土片与正切刃的夹角为20
°‑
40
°
。
13.在此实施例中，在倾斜角度20
°‑
40
°
的情况下，开沟刀开沟时抛土片所受到的阻力最小，因此所消耗农机的功耗和开沟刀抛土效果呈最佳状态，抛土既不消耗过多的功率，也能带来较好的抛土作业效果。
14.进一步地，所述侧切刃所在曲线符合阿基米德螺线轨迹。
15.进一步地，所述侧切刃切入土壤时滑切角为55
°‑
60
°
。
16.在此实施例中，侧切刃所在曲线符合阿基米德螺线轨迹，具有最佳的刀片入土形状，便于刀片切碎土壤。农业机械中的收割切削类机械，进行收割或切削时将运动方向垂直于刀刃的切割称为正切，运动方向不垂直于刀刃，即运动方向与刀刃法线成一定角度α时的切割称之为滑切，α为滑切角。在这个角度范围内侧切刃入土角度可以更加方便省力地切碎土壤。
17.进一步地，所述正切刃所在曲线按其在侧切刃在平面内的展开图方向进行延伸。
18.进一步地，所述正切刃与侧切刃之间的弯折角为50
°‑
70
°
。随着土壤变形程度的增加，侧切刃将土壤撕碎，正切刃从横向切开土壤，并切割从侧切刃滑移过来、未切断的土壤或根茬。开沟刀的正切刃曲线按其在侧切刃在平面内的展开图进行设计，即将刀背放置于底部使得刀刃正投影的曲线，正切刃所在曲线与侧切刃所在的曲线延伸形成，这样可以使得土壤顺利从侧切刃滑动至正切刃处，最终被切开土壤受抛土片作用将土壤抛出。
19.侧切刃是所在直线是空间曲线，正切刃是平面曲线，正切刃所在的曲线与侧切刃在空间中平铺展开到二维平面内的曲线方向重合。这样做的目的是，有利于侧切刃和正切刃更好地进入土壤，减小入土阻力，减少额外的功耗。
20.进一步地，开沟刀最大回转半径为245mm。最大回转半径为以连接部为圆心，到正切刃最远端的直线距离。
21.进一步地，所述正切刃和侧切刃的高度范围为50-70mm。
22.正切刃和侧切刃的高度为刀刃到刀背的距离，在实际设计时，侧切刃与正切刃不必具有相等的高度，可以是正切刃的高度大于侧切刃的高度，侧切刃可以采用从连接部到正切刃方向高度逐渐递增的设计。
23.本实用新型还请求保护一种开沟机，包括上述任意一种开沟刀，开沟机刀轴呈环形阵列安装有若干所述开沟刀，开沟刀的数量此处不做限制。
24.本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：
25.采用本实用新型的开沟刀作业时，开沟刀的刀身可以很轻易地进入土壤内，使得土壤发生变形，降低了开沟刀进入土壤的一部分能耗，并可以使得开沟刀具有更大的使用寿命，抛土片可以迎接来自正切刃的土壤，从而能够将土壤产生侧向抛掷效果，本技术的开沟刀在开沟时能达到一定的开沟深度，从而方便施肥后回填土壤，有利于沟内的基肥被农作物根系吸收，本实用新型的开沟刀尤其适用于砂质土壤的开沟作业。
附图说明
26.图1是本实用新型的开沟刀作业状态立体示意图；
27.图2本实用新型的开沟刀一方向立体示意图；
28.图3为本实用新型的开沟刀又一方向立体示意图；
29.图4为本实用新型的开沟刀再一方向立体示意图。
30.附图标记说明
31.刀身1、连接部11、连接孔111、侧切刃12、正切刃13、刀刃14、刀背15、抛土片2、土壤3、最末触土点a、最末触土点所在延长线b、抛土片外端面与正切刃端面c、滑切角α、正切刃与侧切刃夹角β。
具体实施方式
32.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
33.如图1-图2所示，一种开沟刀，包括具有刀刃14的刀身1和用于安装刀身1的连接部11，所述刀身1的刀刃14由侧切刃12和其一端延伸形成的正切刃13两部分组成，所述侧切刃12远离正切刃13的一端具有所述连接部11，开沟刀远离刀刃14的一侧为刀背15，所述刀背15具有一抛土片2，如图4所示，所述抛土片2与刀身1夹设有一定角度，该抛土片2用于将来自正切刃13的土壤3抛洒至一侧。
34.在此实施例中，连接部11可以设计成以矩形板体状，连接部11上开设有连接孔111，用于将开沟刀安装在刀轴上，连接部11可以与侧切刃12焊接连接，也可以是侧切刃12一体成型，例如锻造、轧制等方式，结构和形状也不必局限于矩形。
35.抛土片2可以采用椭圆形结构，或是矩形的板状结构，椭圆形结构为矩形板四周形成倒角的结构，只要抛土片2的固定侧与刀背15紧密连接即可，为了使得挖出的土壤3被抛洒成功，抛土片2可以与刀身1夹有一定角度，见图4。
36.作业时，开沟刀围绕刀轴顺时针旋转，侧切刃12首先进入土壤3内，刀刃14内侧平面开始挤压土壤3，土壤3发生变形，这种变形主要变现为剪切变形和挤压破坏，开沟刀旋转作业过程同时，抛土片2能够将土壤3“挖出”，并向产生侧向抛掷效果如图1和图3。
37.进一步地，如图2所示，所述抛土片2具有内端面和外端面，抛土片2外端面与正切刃13端面c齐平，抛土片2内端面与侧切刃12最末触土点a所在延长线b齐平，所述最末触土点a所在延长线b齐平沿着侧切刃12高度方向分布。
38.这样设计的目的是，能够满足比较合适的抛土量，而且便于将抛土片2焊接安装在刀背15上。
39.进一步地，如图4所示，所述抛土片2与正切刃13的夹角为20
°‑
40
°
。
40.在此实施例中，在倾斜角度20
°‑
40
°
的情况下，开沟刀开沟时抛土片2所受到的阻力最小，因此所消耗农机的功耗和开沟刀抛土效果呈最佳状态，抛土既不消耗过多的功率，也能带来较好的抛土作业效果。
41.进一步地，如图3所示，所述侧切刃12符合阿基米德螺线轨迹。
42.进一步地，所述侧切刃12终点处滑切角为55
°‑
60
°
。
43.在此实施例中，侧切刃12所在曲线符合阿基米德螺线轨迹，具有最佳的刀片入土形状，便于刀片切碎土壤3。农业机械中的收割切削类机械，进行收割或切削时将运动方向垂直于刀刃14的切割称为正切，运动方向不垂直于刀刃14，即运动方向与刀刃14法线成一定角度α时的切割称之为滑切，α为滑切角。在这个角度范围内侧切刃12入土角度可以更加
方便省力地切碎土壤。
44.随着土壤变形程度的增加，侧切刃12将土壤3撕碎，然后正切刃13从横向切开土壤3，并切割从侧切刃12滑移过来、未切断的土壤3，以保证开沟刀开设的沟底的平整性，随后被切开土壤3受抛土片2摩擦力作用将土壤3抛出。
45.进一步地，所述正切刃13所在曲线按其在侧切刃12在平面内的展开图方向进行延伸。进一步地，所述正切刃13与侧切刃12夹角β为50
°‑
70
°
。
46.侧切刃12是所在直线是空间曲线，正切刃13是平面曲线，正切刃13所在的曲线与侧切刃12在空间中平铺展开到二维平面内的曲线方向重合，侧切刃12所在曲线与正切刃13所在曲线方向相同。这样做的目的是，有利于侧切刃12和正切刃13更好地进入土壤3，减小入土阻力，减少额外的功耗。
47.进一步地，开沟刀最大回转半径为245mm。最大回转半径为以连接部11为圆心，到正切刃13最远端的直线距离。
48.进一步地，所述正切刃13和侧切刃12的高度范围为50-70mm。正切刃13和侧切刃12的高度为刀刃14到刀背15的距离，在实际设计时，侧切刃12与正切刃13不必具有相等的高度，可以是正切刃13的高度大于侧切刃12的高度，侧切刃12可以采用从连接部11到正切刃13方向高度逐渐递增的设计。
49.本实用新型还请求保护一种开沟机，包括上述任意一种开沟刀，开沟机刀轴呈环形阵列安装有若干所述开沟刀。
50.以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，例如，可以将椭圆形改变为矩形。包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。