一種變曲率脫土減阻圓盤耙的制作方法
【專利摘要】一種變曲率脫土減阻圓盤耙，包括一體結構且等厚度的圓盤耙本體，圓盤耙本體的中心為用于與動力裝置連接的裝配部分，圓盤耙本體的外緣周面為用于破土的切削刃，切削刃上均布有互不連接的圓弧形刃口，圓盤耙本體相對設置的凸凹兩面分別為外觸土曲面和內(nèi)觸土曲面，內(nèi)觸土曲面是由導曲線沿圓盤耙本體的中心連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動360°得到的曲面，該導曲線符合方程，其中，x的取值范圍為0~18。本發(fā)明將變曲率內(nèi)觸土曲面附加在圓盤耙上，降低了土壤顆粒與圓盤耙表面的接觸幾率，使土壤對圓盤耙表面的阻力及粘附性降低。
【專利說明】一種變曲率脫土減阻圓盤耙

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于農(nóng)業(yè)整地機械的圓盤耙，具體的說是一種變曲率脫土減阻圓 盤耙。

【背景技術】
[0002] 整地機械也稱表土耕作機械，種類很多，常見的有圓盤耙、釘齒耙、鎮(zhèn)壓器、動力驅(qū) 動耙、水田耙以及水田驅(qū)動耙。圓盤耙主要用于犁耕后的碎土和平地，也可用于攪土、除草、 混肥，收獲后的淺耕、滅茬，播種前的松土，飛機撒播后的蓋種，是表土耕作機械中應用最多 的一種機具。但傳統(tǒng)圓盤耙的觸土曲面設計為球面，即觸土曲面各點等曲率半徑或等曲率。 這種圓盤耙在耕地過程中，存在磨損嚴重、工作阻力大以及翻土、脫土性能不理想的現(xiàn)象。
[0003] 為克服磨損上述缺陷，傳統(tǒng)方法是進行表面硬化，目前，常用的表面硬化技術有噴 涂、沉積、鍍層等，但由于硬化層厚度較薄，降低了地面機械觸土部件在磨料磨損工況下使 用的有效性；并且，工程材料表面硬度的提高也是有限度的。為克服工作阻力過大，傳統(tǒng)技 術是適當增加耙片曲率半徑，但造成了圓盤耙的翻土性能降低；或是取較小的耙片刃角，但 增加了耙刃的磨損速度，從而增加了維護成本；或是減小耙組偏角，耙片不宜入土，推土、鏟 草、碎土、翻土性能均減弱。為了改善上述狀況，人們把目光更多的集中在提高材料剛度和 增加圓盤耙厚度、匹配更大功率拖拉機等方面，但這些均不能從根本上改變圓盤耙工作時 的阻力大、高粘附、磨損嚴重造成的使用壽命短的缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有圓盤耙工作阻力大，因粘土嚴重造成耕翻 土效率低的問題，提供一種改善圓盤耙觸土曲面的幾何形狀形式的變曲率圓盤耙。
[0005] 本發(fā)明為解決上述問題所采用的技術方案為：一種變曲率脫土減阻圓盤耙， 包括一體結構且等厚度的圓盤耙本體，圓盤耙本體的中心為用于與動力裝置連接的裝 配部分，圓盤耙本體的外緣周面為用于破土的切削刃，切削刃上均布有互不連接的圓弧 形刃口，圓盤耙本體相對設置的凸凹兩面分別為外觸土曲面和內(nèi)觸土曲面，內(nèi)觸土曲面 是由導曲線沿圓盤耙本體的中心連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動360°得到的曲面，該導曲線符合方程 /(X) = O-OOOSx4 -0-0406X3 f 0.7596x2 - 7_2044x+ 0.4422，其中， X的取值范圍為(T18。
[0006] 所述的導曲線是在X取值范圍為(Tl8mm內(nèi)，在X和f (X)方向縮放相同比例得到 的曲線段。
[0007] 所述裝配部分的中心設有方軸孔，且裝配部分上沿其周面均布有耙片固定孔。
[0008] 本發(fā)明中，通過圓盤耙本體直徑的截面為等厚度，當圓盤耙本體的厚度< 5mm，切 削刃的厚度彡〇. 8mm ;當圓盤耙本體的厚度> 5mm，切削刃的厚度彡1mm。
[0009] 有益效果為：1 )、本發(fā)明改善了圓盤耙觸土曲面的幾何形狀，將變曲率內(nèi)觸土曲面 的幾何形狀附加在圓盤耙上，即使變曲率的導曲線沿圓盤耙中心繞360°連續(xù)運動形成的 從回轉(zhuǎn)中心到輪緣輪廓曲線，該幾何結構能夠改變土壤在與其接觸表面的運動狀態(tài)，對運 動的土壤產(chǎn)生引導效應，使土壤顆粒產(chǎn)生滾動效應，并減小界面層的土壤顆粒數(shù)量，降低了 土壤顆粒與圓盤耙表面的接觸幾率，由原來的滑動接觸占優(yōu)勢改變?yōu)橐詽L動接觸為主，使 土壤對圓盤耙表面的阻力及粘附性降低，本發(fā)明的變曲率圓盤耙耐磨性比傳統(tǒng)球面圓盤耙 提商40%，減阻脫附性能提商40%。
[0010] 2)、本發(fā)明的變曲率圓盤耙，沿其直徑截面與內(nèi)觸土曲面交線是變曲率的，通過合 適的調(diào)整原變曲率曲線的^ f(x)縮放比例，可以在圓盤耙直徑不變的情況下，獲得最優(yōu)的 入土角，相比現(xiàn)有技術的普通國標球面圓盤耙，可以在不增加圓盤耙直徑、不改變犁組偏角 的情況下，保持良好的入土、推土、碎土、翻土等性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1是本發(fā)明中導曲線的曲線圖及縮放實例曲線圖； 圖2是本發(fā)明中圓盤耙的結構圖； 圖3為圖2的正視圖。
[0012] 附圖標記：1、外觸土曲面,2、內(nèi)觸土曲面，3、裝配部分，301、方軸孔，302、耙片固定 孔，4、切削刃，5、圓弧形刃口。

【具體實施方式】
[0013] 一種變曲率減阻圓盤耙，包括一體結構的圓盤耙本體，通過圓盤耙本體的直徑的 截面為等厚度。如圖2和圖3所示，圓盤耙本體的中心為用于與動力裝置連接的裝配部分 3,裝配部分3的中心設有方軸孔301，且裝配部分3上沿其周面均布有耙片固定孔302,圓 盤耙本體的外緣周面為用于破土的切削刃4,切削刃4上均布有互不連接的圓弧形刃口 5。
[0014] 其中，圓盤耙本體相對設置的凸凹兩面分別為外觸土曲 面1和內(nèi)觸土曲面2，內(nèi)觸土曲面2是由導曲線沿圓盤耙本體的中 心連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動360 °得到的曲面，該導曲線符合多項式函數(shù)方程 /(x) = 0_0008jc4 -0_0406jc3 +0.7596jc2 -7：2044:c+ 0.4422，其中， X的取值范圍為(T18。
[0015] 所述的導曲線是在X取值范圍為(TlSmm內(nèi)，在X和f (X)方向縮放相同或不同比 例得到的曲線段。經(jīng)檢驗，導曲線的函數(shù)方程的擬合度為：及2 =0.991。
[0016] 當圓盤耙本體的厚度< 5mm，切削刃4的厚度<0? 8mm ;當圓盤耙本體的厚度> 5_，切削刃4的厚度< 1_。
[0017] 如圖1所示的x-f(x)二維坐標系，其中，實線段表示的是導曲線方程在 0彡X彡18mm的曲線圖；虛線段表示的是，對該導曲線方程x、f(x)方向分別放大4. 13倍、 13. 89倍得到，圓盤耙本體基本直徑等于500mm的內(nèi)觸土曲面準線圖，內(nèi)觸土曲面是由該導 曲線沿圓盤耙本體的中心繞X軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動360°得到的曲面。減阻圓盤耙的基本直徑 與工作面軸向長度均采用相關圓盤耙的國家標準尺寸，通過控制該變曲率曲線x、f(x)放 大倍數(shù)，可以該圓盤耙適應各耕深，通過控制該變曲率曲線變量X取值范圍，可以獲得適應 各種土壤的切土角。變曲率圓盤耙能夠使得土壤沿內(nèi)觸土曲面以部分滾動運動代替滑動運 動減小粘附，減小工作阻力；以合適切土角入土，減小入土行程。
[0018] 上述變曲率曲線附加在圓盤耙表面做成實體，根據(jù)工作情況，可采用焊接，表面加 工處理等方式，適當增加裝配部分附近區(qū)域厚度，能夠增加變曲率圓盤耙使用壽命；上述變 曲率脫附減阻幾何結構實體的具體尺寸和分布間距應根據(jù)具體的工作環(huán)境和土壤性質(zhì)來 確定；同時，應考慮到加工工藝性的好壞以及使用成本的高低。加工工藝路線應根據(jù)材料特 性，現(xiàn)有加工方法來具體制定。通過控制該變曲率曲線X、f(X)放大倍數(shù)，可以設計的不同 直徑各類圓盤；通過控制該參數(shù)方程變量X取值范圍，可以獲得適應各種土壤的不同切土 角。而且，這種變曲率結構可應用于諸如鋤頭、除草鏟等多種觸土器具的表面。
【權利要求】
1. 一種變曲率脫±減阻圓盤巧，包括一體結構且等厚度的圓盤巧本體，圓盤巧本 體的中也為用于與動力裝置連接的裝配部分（3)，圓盤巧本體的外緣周面為用于破± 的切削刃（4)，切削刃（4)上均布有互不連接的圓弧形刃口（5)，其特征在于；圓盤巧本 體相對設置的凸凹兩面分別為外觸±曲面（1)和內(nèi)觸±曲面（2)，內(nèi)觸±曲面（2)是 由導曲線沿圓盤巧本體的中也連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動360°得到的曲面，該導曲線符合方程 /托? = 0_000缸4 -化0406x3 + 0.7596王2 _7 2044王 + 0_4422，其中，X 的取 值范圍為(T18。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種變曲率脫±減阻圓盤巧，其特征在于：所述的導曲線是 在X取值范圍為(TlSmm內(nèi)，在X和f (X)方向縮放相同比例得到的曲線段。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種變曲率脫±減阻圓盤巧，其特征在于；所述裝配部分（3) 的中也設有方軸孔（301)，且裝配部分（3)上沿其周面均布有巧片固定孔（302)。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種變曲率脫±減阻圓盤巧，其特征在于：所述圓盤巧本體 的厚度《5mm，切削刃（4)的厚度《0. 8mm。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種變曲率脫±減阻圓盤巧，其特征在于：所述圓盤巧本體 的厚度> 5mm，切削刃（4)的厚度《1mm。
【文檔編號】A01B23/06GK104255089SQ201410477105
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月18日 優(yōu)先權日:2014年9月18日
【發(fā)明者】郭志軍, 余浩, 馬海英, 倪利偉, 張陽, 李濤 申請人:河南科技大學