一种立式超深旋耕刀具

本发明涉及农用旋耕机械，具体涉及一种立式超深旋耕刀具。

背景技术：

1、耕地是农业生产的基础，其作业效果直接或间接影响后续的农业生产过程以及作物的生长发育情况。土壤长期进行免耕以及浅耕将会导致土壤耕作层与心土层之间形成一层坚硬的犁底层，犁底层过厚则会影响作物根系的生长，阻碍作物吸收养水分和养分，不利于作物生长。而深松深耕技术能够有效打破犁底层，改善土壤耕层结构，对提高作物产量有重要意义。在深松深耕技术应用中，深松可以有效打破犁地层，改善深层土壤性能，但深松碎土能力较差，作业过后易产生大土块。深耕后土壤通透性较好，但其对土壤翻动大，会造成土层混乱现象；此外，深耕功耗大，作业成本高，相对费时费力。

2、为此，我国提出了一种新型耕作方法—粉垄耕作技术(又称为“深旋耕技术”)，该技术通过高速旋转的螺旋刀具对全耕层土壤进行切削破碎且不乱土层、作业深度较深，土壤破碎效果较好，可以在不增加肥水的自然条件下，作物可增产10-50％，且一次作业可多次增产。粉垄耕作技术依靠粉垄机实现，然而粉垄刀具作为粉垄机作业的关键部件，在很大程度上影响作业质量和效率。如发明专利cn201510935334.2“一种松耕刀具”，目前作为主要的粉垄刀具安装在粉垄机上使用，该刀具由刀轴加螺旋叶片和刀片组合构成，其田间作业阻力和功耗大，表层土壤破碎度较低。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种立式超深旋耕刀具，本立式超深旋耕刀具结构简单，作业时具有旋耕阻力小，功耗小的特点，对表层土壤破碎度高。

2、本发明提供了一种立式超深旋耕刀具，包括：刀盘、多个刀臂和多个刀齿，刀盘水平设置；多个刀臂均竖向设置，并且端部固定连接刀盘，多个刀臂绕刀盘的旋转中心线均匀分布；所述各刀臂均为螺旋结构，并且各刀臂绕刀盘的轴线的旋转半径由上往下逐渐减小，各刀臂内、外轮廓空间曲线方程满足：

3、内轮廓空间曲线方程：

4、

5、外轮廓空间曲线方程：

6、

7、式中x代表x轴方向，式中y代表y轴方向，式中z代表z轴方向，式中θ的取值范围决定着刀臂轮廓线的延伸方向，式中θ的取值范围为0°～85°，上述方程组使得各刀臂靠近刀盘的端部比远离刀盘的端部宽；多个刀齿均匀固定分布在各个刀臂的外侧面上，并且各刀臂上的多个刀齿沿对应的刀臂外侧面的螺旋轨迹间隔设置。

8、较佳地，所述刀臂的数量为三个，各刀臂的中部内侧面均固定连接一个横梁刀的一端，三个横梁刀的另一端互相固定连接。

9、较佳地，所述刀臂远离刀盘的端部设有用于钻土切削的第一刀刃，刀臂外侧边缘设有用于切土的第二刀刃。

10、较佳地，所述各刀臂上固定的刀齿的数量为5～10个，并且相邻的刀臂上的刀齿互相交错排列。

11、较佳地，所述刀盘的数量为两个，两个刀盘上均固定设有多个刀臂和多个刀齿，一个刀盘及与此刀盘固定连接的多个刀臂和多个刀齿共同构成一个旋耕单元，两个旋耕单元并排设置，两个旋耕单元上的刀臂互相错位60°安装，两个旋耕单元的旋向相反。

12、较佳地，所述多个刀臂绕所述刀盘的旋转轴线均匀分布，多个刀臂朝向与各自对应的刀盘的旋转方向倾斜，并且各刀臂的外侧弧面与刀盘表面相交的位置构成第一线段，第一线段靠近刀盘边缘的一端标记为b点，以过b点的刀盘表面的一条半径为第二线段，第二线段、b点和第一线段构成的夹角c为30°～60°。

13、较佳地，所述横梁刀水平设置，并且横梁刀的侧边设有刀刃。

14、较佳地，所述刀盘通过螺栓连接在法兰盘的一侧面，法兰盘的另一侧面中心位置固定设有联轴器。

15、较佳地，所述刀齿的迎土面为平面，所述刀齿的背土面为斜面，并且刀齿的齿尖比齿根薄。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的立式超深旋耕刀具中刀盘固定连接粉垄机的动力输出端，粉垄机行走的过程中，本立式超深旋耕刀具入土，并达到入土深度，粉垄机带动刀盘在水平方向旋转，刀盘带动多个刀臂以及刀臂上的多个刀齿进行旋转，由于刀臂在绕刀盘旋转的过程中，刀臂的上端旋转半径大(此处的刀齿的切削半径大)，下端旋转半径小(此处的刀齿的切削半径小)，因此位于刀臂上的多个刀齿以螺旋移动的方式从上往下依次沿粉垄机的移动方向入土切削，即一开始时位于刀臂上部旋转半径较大的刀齿先入土切削，在切土过程中，多个刀齿切削土壤遵循“先进先出”的原则，能保证在同一时刻下，刀齿切削土壤受力不会同时达到最大值，有效减少了本立式超深旋耕刀具的切土阻力。与现有的松耕刀具相比，松耕刀具表层碎土率为69.5％，切土阻力为5383n；本立式超深旋耕刀具表层碎土率为80％，切土阻力为4371.8n；

17、本立式超深旋耕刀具的表层碎土率提高了10.5％，阻力减小了18.6％，阻力减小了18.6％，表层碎土率提高了10.5％，表层碎土率达到了80％，有效减少了作业阻力和功耗，耕地作业质量和作业效率高，本立式超深旋耕刀具结构简单，作业时具有旋耕阻力小，功耗小的特点，对表层土壤破碎度高。

技术特征：

1.一种立式超深旋耕刀具，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的立式超深旋耕刀具，其特征在于，所述刀臂(3)的数量为三个，各刀臂(3)的中部内侧面均固定连接一个横梁刀(4)的一端，三个横梁刀(4)的另一端互相固定连接。

3.如权利要求1所述的立式超深旋耕刀具，其特征在于，所述刀臂(3)远离刀盘(2)的端部设有用于钻土切削的第一刀刃(31)，刀臂(3)外侧边缘设有用于切土的第二刀刃(32)。

4.如权利要求1所述的立式超深旋耕刀具，其特征在于，所述各刀臂(3)上固定的刀齿(5)的数量为5～10个，并且相邻的刀臂(3)上的刀齿(5)互相交错排列。

5.如权利要求1所述的立式超深旋耕刀具，其特征在于，所述刀盘(2)的数量为两个，两个刀盘上均固定设有多个刀臂(3)和多个刀齿(5)，一个刀盘(2)及与此刀盘(2)固定连接的多个刀臂(3)和多个刀齿(5)共同构成一个旋耕单元，两个旋耕单元并排设置，两个旋耕单元上的刀臂(3)互相错位60°安装，两个旋耕单元的旋向相反。

6.如权利要求1所述的立式超深旋耕刀具，其特征在于，所述多个刀臂(3)绕所述刀盘(2)的旋转轴线均匀分布，多个刀臂(3)朝向与各自对应的刀盘(2)的旋转方向倾斜，并且各刀臂(3)的外侧弧面与刀盘(2)表面相交的位置构成第一线段(10)，第一线段(10)靠近刀盘(2)边缘的一端标记为b点，以过b点的刀盘(2)表面的一条半径为第二线段(11)，第二线段(11)、b点和第一线段(10)构成的夹角c为30°～60°。

7.如权利要求2所述的立式超深旋耕刀具，其特征在于，所述横梁刀(4)水平设置，并且横梁刀(4)的侧边设有刀刃。

8.如权利要求1所述的立式超深旋耕刀具，其特征在于，所述刀盘(2)通过螺栓连接在法兰盘(1)的一侧面，法兰盘(1)的另一侧面中心位置固定设有联轴器。

9.如权利要求1所述的立式超深旋耕刀具，其特征在于，所述刀齿(5)的迎土面为平面，所述刀齿(5)的背土面为斜面，并且刀齿(5)的齿尖比齿根薄。

技术总结
本发明公开了一种立式超深旋耕刀具，属于农用旋耕机械技术领域。该立式超深旋耕刀具包括：刀盘、多个刀臂和多个刀齿；刀盘水平设置；多个刀臂均竖向设置，并且端部固定连接刀盘，多个刀臂绕刀盘的旋转中心线均匀分布；所述各刀臂均为螺旋结构，并且各刀臂绕刀盘的轴线的旋转半径由上往下逐渐减小，多个刀齿均匀固定分布在各个刀臂的外侧面上，并且各刀臂上的多个刀齿沿对应的刀臂外侧面的螺旋轨迹间隔设置。本立式旋耕刀具作业深度可达30‑50厘米，作业时具有旋耕阻力小，功耗小的特点，对表层土壤破碎度高。

技术研发人员：杨望,黄渝,姜河,孙杰,陆皇生,陆志恒,黄俊雄,郑贤
受保护的技术使用者：广西大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14