專利名稱：旋耕碎茬刀片在刀輥上的排列方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械范疇，尤其涉及旋轉(zhuǎn)耕作刀片在刀輥上的排列方法。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)刀片在刀軸(刀輥)上合理排列，有利于提高作業(yè)質(zhì)量、降低功率消耗、減少機(jī)具 振動(dòng)與沖擊。1985年我國的農(nóng)機(jī)工作者提出了最佳數(shù)列(化±2=總刀數(shù)，n為自然數(shù))排列 方式，較好地解決了刀座結(jié)構(gòu)的旋耕機(jī)旋耕刀片按雙頭螺旋線規(guī)則排列法，現(xiàn)在旋耕機(jī)上已 廣泛應(yīng)用。碎茬刀在碎茬刀輥上排列并不符合螺旋線排列的方式。秸稈粉碎還田機(jī)上到的排 列主要是考慮動(dòng)平衡的問題。國外(如日本)旋耕機(jī)多數(shù)采用人字形排列，近似為四頭螺旋 線的排列，但刀片不是按刀輥轉(zhuǎn)一定角度均勻入土，還有少數(shù)同向刀相繼入土的情況。旋耕 碎荏通用刀片在刀輥上合理排列，是需要盡快解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種旋耕碎茬刀片在刀輥上的排 列方法，以保證機(jī)具無論在旋耕作業(yè)時(shí)還是在碎茬作業(yè)時(shí)利用同一刀輥上同一刀片，都能達(dá) 到較好的工作質(zhì)量及較小的功率消耗，且工作平穩(wěn)。
本發(fā)明的旋耕碎茬刀片在刀輥上的排列方法為將刀輥分成左、右相等的左半刀輥和右 半刀輥，所述左半刀輥和右半刀輥上的刀片分別按螺旋線排列，兩個(gè)半刀輥上螺旋線的旋向
相反、升角湘同，左半刀輥與右半刀輥上的螺旋線的起始位置相差|" = "^",同一螺旋線上
的刀片為同向刀片，而同一半刀輥上相鄰兩條螺旋線上的刀片為反向刀片，每一條螺旋線上 排列刀片的數(shù)量與每一半刀輥上刀盤的數(shù)量相同，所述N為左半刀輥或右半刀輥上的刀片總 數(shù)。
所述左半刀輥和右半刀輥上螺旋線的條數(shù)均為2 ，所述w為左半輥或右半刀輥的每一刀 盤上左彎或右彎刀片的數(shù)量，其中n=l或2或3;所述每一刀盤上左彎刀片和右彎刀片的數(shù) 量相同。因此^ = 2".附，m為每一刀輥或半刀輥上刀盤的數(shù)量并且為奇數(shù)。
在每兩個(gè)刀盤之間有兩個(gè)切削小區(qū)，每個(gè)切削小區(qū)內(nèi)有"把刀片。
所述的排列具體為以半刀輥表面上分別平行于半刀輥軸線的直線為橫坐標(biāo)軸，將所述 半刀輥表面展開，在展開圖上建立平面直角坐標(biāo)系，所述兩個(gè)半刀輥上的橫坐標(biāo)軸的相位角相差^;以展開圖的內(nèi)下角點(diǎn)o為坐標(biāo)原點(diǎn)，橫坐標(biāo)的取值為x=l,2,...m;縱坐標(biāo)的取值為 2
y=0,l,2......N;每把刀片占展開圖縱坐標(biāo)一格；坐標(biāo)原點(diǎn)坐標(biāo)為(1,0),則第i條螺旋線上
的第j把刀片的坐標(biāo)為(Xi,j'yi,j),其中1=1,2……2tl，2";
當(dāng)i=l時(shí),第一條螺旋線上刀片的排列位置為
^ , w + l 、 ， 廿山 .附+ 1 yu=2 (xu-j) +1，其中x,廣尸y……附；
y!產(chǎn)2(xu-l)+y +2，其中XlJ=j=l，2,……
當(dāng)i=2時(shí),第二條螺旋線上刀片的排列位置為 y2j = 2 (X2j隱l)'其中x2j=j=l,2"..w; 當(dāng)>=3且1<="時(shí)，
y『2(Xij-l)+y"2,m+2，其中Xi=j=l,2，.』。
所述左半刀輥上第i條螺旋線上的刀片與右半刀輥上第i條螺旋上的刀片為反向刀片。 本發(fā)明的有益效果為
1. 左半刀輥和半刀輥上的全部刀片(共2x2w.w^4".w把)，工作中均規(guī)則順序入土， 轉(zhuǎn)角間隔相等(為e/2)，而且左半或半半刀輥上對稱位置刀盤上的左彎、右彎刀片按規(guī)定順 序交錯(cuò)依次入土，使受力均勻，最大限度減少?zèng)_擊振動(dòng)。
2. 使同一半刀輥上全部左彎、右彎刀片交錯(cuò)順序入土，完全消除了同向刀片相繼入土， 減少了軸向力。
3. 同一切削區(qū)內(nèi)的"("=1.2.3)把刀片，切土比相等，保證工作質(zhì)量和刀片磨損均勻。
4. 同一刀盤(截面)上布置的左彎、右彎刀片各《把，相鄰兩把刀片夾角>24° ，防止 刀間夾土、堵塞及纏草。


圖1為中間傳動(dòng)傳動(dòng)旋耕碎茬刀片在刀輥上排列方式展開示意圖； 圖2為中間傳動(dòng)二行機(jī)頭雙頭螺旋線刀片排列方式展開圖； 圖3為中間傳動(dòng)二行機(jī)頭4頭螺旋線刀片排列方式展開圖； 圖4為中間傳動(dòng)二行機(jī)頭6頭螺旋線刀片排列方式展開圖。
具體實(shí)施例方式
無論是中間傳動(dòng)還是側(cè)傳動(dòng)，都可將刀輥分成左半、右半兩個(gè)均等的部分。 下面結(jié)合圖1，以中間傳動(dòng)為例，對本發(fā)明進(jìn)行更加詳盡地描述，其中，圖1示出了左 半、右半刀輥上刀片在展開圖上的排列方式。左半、右半刀輥分別按多頭螺旋線規(guī)則排列，左半、右半刀輥上螺旋線旋向相反、升角0
<9 180°
相同，兩者初始相位角相差了 = 1 ，其中N為為左半刀輥或右半刀輥上的刀片總數(shù)。
參看左半刀輥的展開圖，所述展開圖也即為左半刀輥在作業(yè)旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)在地面上留下的 痕跡圖，其中以左半刀輥上刀盤數(shù)m為橫坐標(biāo)，以左半刀輥上的刀片數(shù)為縱坐標(biāo)，坐標(biāo)原點(diǎn) 為內(nèi)角點(diǎn)o。按給定的左半刀輥的工作幅寬/，選取刀盤數(shù)m (m應(yīng)為奇數(shù))，刀盤間距p為
壟距的1/5 (11cm 14cm)，則刀盤數(shù)附=丄+ 1。
每個(gè)半刀輥上安裝同等數(shù)量的左彎刀片和右彎刀片，左彎刀片和右彎刀片分別各占w條 規(guī)則排列的螺旋線(即同一刀盤上安裝的左彎、右彎刀片各為w把，則這些把彎刀片分布在 2w條螺旋線上)。設(shè)每個(gè)刀盤上左彎刀片(或右彎刀片)為"把(《二1.2.3)，則左刀輥上刀 片總數(shù)^ = 2".附。每把刀片占展開圖縱坐標(biāo)一格，每格的相位度數(shù)為A左半刀輥上刀片總 數(shù)中左彎、右彎刀片各1/2。同一條螺旋線上相鄰?fù)騼砂训镀g相位角為20，也即縱坐 標(biāo)上的兩格。
在排列時(shí)，首先按照公式y(tǒng)2j二2 (X2j-1)(其中X2fj^，2,…m)排列第二條螺旋線上的刀 片，第一把刀片位于原點(diǎn)o (1， 0)，第二把刀片位于(2， 2)點(diǎn)，第三把刀片位于(3， 4)
點(diǎn)，依此類推，直至將第m把刀片排列在第二條螺旋線上。然后，按照公式y(tǒng)u二2(xu-^)
+1(其中xu=j="^，……m)排列出前半條第一條螺旋線上的刀片，第一螺旋線上的刀片為
與上述第二螺旋線上的刀片反向的刀片。
如果"=1，即雙頭螺旋線時(shí)(如圖2所示)，則按照公式y(tǒng)ij = 2(Xlj-l)+yi,m+2 (其中
XlJ=j=l,2,……排列出后第一條螺旋線上刀片，該后半條螺旋線應(yīng)與前半條螺旋線合
并成一條完整的螺旋線。
如果n = 2、 3，艮卩4頭、6頭螺旋線時(shí)(分別如圖3、 4所示)，則按照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條螺旋線上的刀片。并且相鄰兩條螺旋線上的
刀片應(yīng)當(dāng)為反向刀片。最后，按照公式y(tǒng)!尸2(Xij-l)+y2n—un+2 (Xlj=j=l，2,……f-1)排列
出后半條第一條螺旋上刀片。
實(shí)際應(yīng)用中n二l、 2、 3可被采用，n^4無實(shí)際使用價(jià)值。
以相同的方式可完成右半刀輥上刀片的排列，但是右半刀輥的橫坐標(biāo)軸與左半刀輥的橫坐標(biāo)軸之間的相位角相差二。 -
2
參看圖4，其中示出了與天拖654拖拉機(jī)配套的四行耕整聯(lián)合作業(yè)機(jī)(為四行旋耕碎荏 通用機(jī)的改進(jìn)型)的6頭螺旋線刀片排列方式展開圖。該機(jī)為中央傳動(dòng)，左半、右半刀輥在 中央傳動(dòng)箱兩邊，每個(gè)半刀輥上分別焊有9個(gè)刀盤，每個(gè)刀盤上裝有左彎、右彎刀片各3把， 為6頭螺旋線排列，左半刀輥上應(yīng)有N二2'"'/w二2X 3X9 = 54把刀，這樣橫坐標(biāo)從右至左 (1 9)，縱坐標(biāo)是54個(gè)空格(0 54)，每格的相位角^=360° /54=6.667° 。按照上述方 式可排列出圖4所示的螺旋線排列方式。
如圖4所示，右半刀輥上相應(yīng)位置上的刀片與左半刀輥反向，左半、右半刀輥上螺旋線 旋向相反，升角相同。
如果碎茬時(shí)，機(jī)組前進(jìn)速度人二lm/s，切削區(qū)內(nèi)刀片數(shù)Z二3，刀輥廻轉(zhuǎn)速度n二400轉(zhuǎn)/min， 則切土節(jié)距S:^^-5c/w。滿足碎茬要求。旋耕時(shí)刀輥轉(zhuǎn)數(shù)為n二180 220轉(zhuǎn)/min，機(jī)組 前進(jìn)速度保持不變，則S二9 llcm，如果需要S適當(dāng)減小，可降低機(jī)組前進(jìn)速度。
權(quán)利要求
1、一種旋耕碎茬刀片在刀輥上的排列方法，其特征在于將刀輥分成左、右相等的左半刀輥和右半刀輥，所述左半刀輥和右半刀輥上的刀片分別按螺旋線排列，兩個(gè)半刀輥上螺旋線的旋向相反、升角θ相同，左半刀輥與右半刀輥上的螺旋線的起始位置相差<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><mfrac> <mi>&theta;</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>同一螺旋線上的刀片為同向刀片，而同一半刀輥上相鄰兩條螺旋線上的刀片為反向刀片，每一條螺旋線上排列刀片的數(shù)量與每一半刀輥上刀盤的數(shù)量相同，所述N為左半刀輥或右半刀輥上的刀片總數(shù)。
2、 如權(quán)利要求1所述的排列方法，其特征在于 .所述左半刀輥和右半刀輥上螺旋線的條數(shù)均為2 ，所述《為左半輥或右半刀輥的每一刀盤上左彎或右彎刀片的數(shù)量，其中"=1或2或3;所述每一刀盤上左彎刀片和右彎刀片的數(shù)量相同。
3、 如權(quán)利要求2所述的排列方法，其特征在于所述的左半刀輥或右半刀輥上刀片的排列 具體為在展開圖上建立平面直角坐標(biāo)系，所述半刀輥上的橫坐標(biāo)軸的相位角相差f;以展開圖的內(nèi)下角點(diǎn)o為坐標(biāo)原點(diǎn)，橫坐標(biāo)的取值為x^,2，…附，附為每一 半刀輥上刀盤的數(shù)量，并且附為奇數(shù)；縱坐標(biāo)的取值為y=0，l，2......N;每把刀片占展開圖縱坐標(biāo)一格；坐標(biāo)原點(diǎn)坐標(biāo)為(l，O)，則第i條螺旋線上的第j把 刀片的坐標(biāo)為(Xi,，yi,])，其中1=1，2 2"-1，2 ;當(dāng)i=l時(shí)，第一條螺旋線上刀片的排列位置為yu=2 (x，j畫丁) +1，其中x',f尸T'……柳;y,，i二2(x,，「l)+y2n—,，m+2，其中 叫=1，2,……f畫l;當(dāng)i=2時(shí),第二條螺旋線上刀片的排列位置為 y2,i = 2 (x2,「l)，其中X2,j=j=l，2v../M; 當(dāng).1>=3且i<=w時(shí)，y『2(Xi,j-l)+yi—2，m+2，其中Xi=j=l,2,...m;所述左半刀輥上第i條螺旋線上的刀片與右半刀輥上第i條螺旋上的刀片為反向刀片,戶萬述展開圖即為所述左半刀輥或右半刀輥在作業(yè)旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)在地面上留下的痕跡 圖。
全文摘要
本發(fā)明為一種旋耕碎茬刀片在刀輥上的排列方法，屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械范疇，所述方法將刀輥分成左、右相等的左半刀輥和右半刀輥，所述左半刀輥和右半刀輥上的刀片分別按螺旋線排列，兩個(gè)半刀輥上螺旋線的旋向相反、升角θ相同，左半刀輥與右半刀輥上的螺旋線的起始位置相差θ/2=180°/N，同一螺旋線上的刀片為同向刀片，而同一半刀輥上相鄰兩條螺旋線上的刀片為反向刀片，每一條螺旋線上排列刀片的數(shù)量與每一半刀輥上刀盤的數(shù)量相同，所述N為左半刀輥或右半刀輥上的刀片總數(shù)。采用本發(fā)明的方法進(jìn)行排列的刀輥，可以保證機(jī)具無論在旋耕作業(yè)時(shí)還是在碎茬作業(yè)時(shí)利用同一刀輥上同一刀片，都能達(dá)到較好的工作質(zhì)量及較小的功率消耗，且工作平穩(wěn)。
文檔編號A01D82/00GK101313643SQ200810050939
公開日2008年12月3日 申請日期2008年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月8日
發(fā)明者劉昭辰, 李廣宇, 王增輝, 譚宏杰, 賈洪雷, 趙文罡, 黃東巖 申請人:吉林大學(xué)