本发明专利技术提供了一种斜置潜土逆转深旋耕装置，包括机架、悬挂架、变速箱、斜置刀辊；斜置刀辊由同向有序排列的旋耕刀组成，斜置刀辊与前进方向成一斜置角55～70度，旋耕刀的刀尖均朝向前进方向的右边，刀辊最左侧设置一列侧向力平衡刀，抵消耕作过程中刀辊受到的轴向分力。本发明专利技术的工作方式是斜置潜土逆转旋耕，被切土壤的上方没有约束，土壤因张力作用破裂。在旋耕刀高速有序切土过程中，旋耕刀进行切土时侧面减少了一个约束面，具有轴向分速度，使被切土壤毁于拉，并使被切土垡抛出时具有指向侧面已耕地的分速度，使被切土垡抛向侧后方的已耕地，减少重耕，降低耕作能耗。此外，避免了变速箱、轴承座与未耕土发生干涉，使刀辊沉入地下，实现深耕。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于农业工程领域，具体涉及一种斜置潜土逆转深旋耕装置。
技术介绍
土壤耕作是重负荷作业，要消耗大量的能量。目前土壤耕作的主要方式仍以犁耕和旋耕为主。铧式犁采用的是顺序切土，翻土性能好且能达到深耕，但要想达到农艺要求，需要对耕后的土壤进行二次整理，作业程序复杂，效率低，能耗大，成本高。旋耕机具有耕地和耙地双重作用，对残茬、杂草、绿肥作物切碎能力强，耕后地表平整，土垡破碎，不需要整地作业就达到农艺要求，有利于抢农时，但其功耗大，覆盖性能相对铧式犁较差，耕后植被在耕层上较多，耕后杂草萌生较早。随着农业技术的迅速发展，栽培技术也应用于根茎类作物栽培，为了提高根茎类作物的等级质量和产量，对耕作土壤的质量要求比较苛刻，即耕深加大、松碎土壤要求更高。为了满足增厚土壤熟化层，改善深层透气性，增大持水能力及秸秆还田的农艺要求，增加耕深、降耗节能、提高耕耘质量一直是耕作机械的主要研究方向之一。目前，正转旋耕，因为刀轴位于地表以上，要加大耕深必须加大刀滚直径，但刀滚直径过大将使整机结构庞大笨重，功耗急剧增加。依据现行旋耕机设计理论，正转作业时旋耕刀从刀滚中心水平线以下开始切土，刀片转到垂直位置时基本上结束切土过程。当刀滚半径R、耕深H、旋耕速比λ满足关系式：H＝R(1-1/λ)时，刀滚转动瞬心的水平迹线落在地表面上，正切刃切削速度垂直向下，获得最小动态切土角，入土阻力较小。利用此关系式，按农艺要求确定目标耕深H后，刀滚半径R≥Hλ/(λ-1)。旋耕速比λ的常用值为4～10，为提高碎土率和沟底平整度，同时为保证有合理的动态隙角，使旋耕刀正切面不挤推未耕土壤应选用偏大的λ值。由此式确定的R值相对较小，使旋耕机结构紧凑，但随着耕深的增加，若增加耕深，其负荷功耗将急剧增加；刀滚切削土壤的阻力指向前上方，其垂直分力向上，阻碍刀滚入土，尤其快速前进时因刀背挤土反力更大，易产生旋耕机跳动，影响耕深稳定性；其水平分力向前，如果大于拖拉机滚动阻力与由机组其它工作部件产生的阻力之和时将推动机组前进而使拖拉机向前滑移，产生按封闭回路循环的寄生功率，加重了旋耕机和拖拉机传动装置的负荷，加大功耗并折损机械寿命。正置潜土反转旋耕，即刀轴位于地表以下的旋耕方式，由于逆转旋耕，旋耕刀旋转方向与拖拉机驱动轮旋转方向相反，从底部开始向上切削土壤，更多的土壤因张力作用而破裂，可以减少切削力和切削扭矩，降低碎土能耗，同时由于刀轴在地表以下，可以在短刀的情况下实现深耕，但正置潜土逆转旋耕将被切土垡向后抛掷的同时有不少土垡因不能被抛掷到后面而堵塞在工作部件前方，造成前面产生壅土的现象，引起重耕，使作业负荷和功率消耗急剧增大，严重时装置将无法工作。此外，为了使刀轴沉入地表以下，必须设置特珠的切土部件来避免旋耕机变速箱下缘、轴承座下缘与未耕地面发生干涉，使旋耕机结构复杂，传动效率低。
技术实现思路
针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种斜置潜土逆转深旋耕装置，在工作过程中实现高速有序切土，使土壤更多毁于“拉”，并且改变了抛土轨迹，减少了重耕，极大地减少了功耗，增加了耕深。为了解决以上技术问题，本专利技术采用顺序切土，工作方式为斜置潜土逆转旋耕，具体技术方案如下：一种斜置潜土逆转深旋耕装置，包括机架、悬挂件、变速箱、斜置刀辊；其特征在于：所述的变速箱位于机架的中央，其输入轴通过万向节与驱动拖拉机输出轴连接且与拖拉机前进方向成110～125°角，变速箱输出轴为花键轴，输出轴两侧分别与两边的斜置刀辊轴的一端连接，斜置刀辊轴的另一端安装在轴承座的轴承内，轴承座通过螺栓固定在机架上；所述的斜置刀辊由同向有序排列的旋耕刀组成，斜置刀辊与牵引拖拉机前进方向成55～70°斜置角，斜置刀辊上的旋耕刀的刀尖一致朝向前进方向的右边，斜置刀辊最左侧装有一列侧向力平衡刀，侧向力平衡刀在与轮胎旋转平面平行的平面内运动，即侧向力平衡刀的旋转中心轴与斜置刀辊成20～35°斜置角且与拖拉机驱动轮轴平行。优选地，所述的斜置刀辊是斜置潜土逆转旋耕，即斜置刀辊轴位于地表以下5-10cm且旋转方向与前进时拖拉机驱动轮旋转方向相反。优选地，斜置刀辊轴的端部装有斜置轴承座，斜置轴承座与机架通过螺栓固定连接，所述的斜置轴承座在驱动轮胎平行的平面内开有内槽，圆柱滚子轴承安装在斜置轴承座的内槽中、且圆柱滚子轴承的外圈与斜置轴承座配合，钢球座套在斜置刀辊轴上，且与圆柱滚子轴承的内圈配合，所述侧向力平衡刀固定在刀盘上，所述刀盘固定在钢球座上，斜置刀辊轴上开有凹槽，所述钢球座与斜置刀辊轴之间设有钢球，位于钢球凹槽内。优选地，所述的钢球座与圆柱滚子轴承的内圈过盈配合，圆柱滚子轴承的外圈与斜置轴承座过盈配合。优选地，所述侧向力平衡刀的数量为4～6把。优选地，所述的侧向力平衡刀只有侧切面而没有正切面，且侧切面包含切削刃I和切削刃II。优选地，所述的切削刃I为笛卡尔叶形线；所述的切削刃II为α＝1，0.5<β<1,γ＝0时的威布尔分布，α、β、γ为威布尔分布的参数。优选地，相邻旋耕刀的刀盘相距100～150mm，每个刀盘安装2～3把旋耕刀，安装在相邻刀盘上的旋耕刀的相位角为60～90°。优选地，所述的旋耕刀刀长为150～250mm，刀厚为8～10mm，正切面宽为15～20mm，侧切面宽为80～120mm。本专利技术的工作过程如下：拖拉机动力通过万向节输入变速箱，变速箱变速后由输出轴带动两侧的刀辊逆转旋转切土，即斜置刀辊轴位于地表以下5-10cm且旋转方向与拖拉机驱动轮旋转方向相反。由于刀辊在水平面内斜置，旋耕刀回转平面与机具前进方向成一适当斜置角，旋耕刀切土时有一个沿刀辊轴向的相对速度，使土壤尽可能地毁于拉而避免毁于压。旋耕刀在刀轴上的安装弯向相同，达到顺序切土的目的，使除第一列旋耕刀外，其它旋耕刀进行切土时侧面减少了一个约束面，使土壤更容易破坏，由此达到节能降耗的目的。该装置的工作方式是斜置潜土逆转旋耕，旋耕刀从底部开始向上切削土壤，更多的土壤因张力作用而破裂，既具有深耕特性，又具有良好的碎土作用，入土性好、作业稳定、功耗低，被切土垡有指向侧面已耕地的分速度，使被切土垡更多地抛向已耕地，减少了重耕，降低了能耗。此外，由于刀辊斜置且顺序切土，在工作过程中斜置刀辊能够切掉变速箱以及轴承座下面的土，避免了变速箱、轴承座与未耕土发生干涉，使变速箱、轴承座以及刀辊轴可以沉入地下，实现深耕。刀辊轴的左侧开有凹槽，凹槽里设有钢球，钢球的一部分在凹槽内，一部分在安装在斜置刀辊左侧的钢球座内，钢球座与刀盘通过螺栓连接，刀盘上装有侧向力平衡刀，侧向力平衡刀旋转平面与拖拉机轮胎平行。刀辊轴转动的同时通过钢球传动使钢球座一起转动，从而使侧向力平衡刀不仅能够切土，还能充当侧板起到抵消刀辊工作过程时受到的轴向分力的作用。本专利技术具有有益效果：本专利技术通过将斜置刀辊与牵引拖拉机前进方向成55～70°斜置角，使旋耕刀切土时有一个沿刀辊轴向的相对速度，使土壤尽可能地毁于拉而避免毁于压。同时，旋耕刀在刀轴上的安装弯向相同，能达到顺序切土的目的，使除第一列旋耕刀外，其它旋耕刀进行工作切土时侧面减少了一个约束面，使土壤更容易破坏，由此达到节能降耗的目的。斜置刀辊左侧安装一列侧向力平衡刀，侧向力平衡刀的旋转中心轴与斜置刀辊成20～35°斜置角且与拖拉本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种斜置潜土逆转深旋耕装置，包括机架(1)、悬挂件(2)、变速箱(3)、斜置刀辊(5)；其特征在于：所述的变速箱(3)位于机架(1)的中央，其输入轴通过万向节与拖拉机输出轴连接且与拖拉机前进方向成110～125°角，变速箱(3)输出轴(17)为花键轴，输出轴(17)两侧分别与两边的斜置刀辊轴(7)的一端连接，斜置刀辊轴(7)的另一端安装在轴承座(4)的轴承(18)内，轴承座(4)通过螺栓固定在机架(1)上；所述的斜置刀辊(5)由同向有序排列的旋耕刀(6)组成，斜置刀辊(5)与牵引拖拉机前进方向成55～70°斜置角，斜置刀辊(5)上的旋耕刀(6)的刀尖一致朝向前进方向的右边，斜置刀辊(5)最左侧装有一列侧向力平衡刀(16)，侧向力平衡刀(16)在与驱动轮胎旋转平面平行的平面内运动，即侧向力平衡刀(16)的旋转中心轴与斜置刀辊(5)成20～35°斜置角且与拖拉机驱动轮轴平行。
【技术特征摘要】
1.一种斜置潜土逆转深旋耕装置，包括机架(1)、悬挂件(2)、变速箱(3)、斜置刀辊(5)；其特征在于：所述的变速箱(3)位于机架(1)的中央，其输入轴通过万向节与拖拉机输出轴连接且与拖拉机前进方向成110～125°角，变速箱(3)输出轴(17)为花键轴，输出轴(17)两侧分别与两边的斜置刀辊轴(7)的一端连接，斜置刀辊轴(7)的另一端安装在轴承座(4)的轴承(18)内，轴承座(4)通过螺栓固定在机架(1)上；所述的斜置刀辊(5)由同向有序排列的旋耕刀(6)组成，斜置刀辊(5)与牵引拖拉机前进方向成55～70°斜置角，斜置刀辊(5)上的旋耕刀(6)的刀尖一致朝向前进方向的右边，斜置刀辊(5)最左侧装有一列侧向力平衡刀(16)，侧向力平衡刀(16)在与驱动轮胎旋转平面平行的平面内运动，即侧向力平衡刀(16)的旋转中心轴与斜置刀辊(5)成20～35°斜置角且与拖拉机驱动轮轴平行。2.根据权利要求1所述的斜置潜土逆转深旋耕装置，其特征在于：所述斜置刀辊(5)是斜置潜土逆转旋耕，即斜置刀辊轴(7)位于地表以下5-10cm且旋转方向与拖拉机前进时驱动轮旋转方向相反。3.根据权利要求1所述的斜置潜土逆转深旋耕装置，其特征在于：斜置刀辊轴(7)的端部装有斜置轴承座(21)，斜置轴承座(21)与机架通过螺栓固定连接，所述的斜置轴承座(21)在驱动轮胎平行的平面内开有内槽，圆柱滚子轴承(22)安装在斜置轴承座(21)的内槽中、且圆柱滚子轴承(22)的外圈与斜置轴承座(21)配合，钢...
【专利技术属性】
技术研发人员：高建民，齐惠冬，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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