CN103688611B - 外偏摆刀片式倒梯形开沟刀盘及其驱动装置 - Google Patents

Abstract

外偏摆刀片式倒梯形开沟刀盘及其驱动装置，其中，刀盘主轴两端对称设置有左、右刀盘传动方形结构，用于安装左、右刀盘装置，且左、右刀盘装置结构相同，左、右刀盘装置中刀盘支架安装在刀盘主轴上，刀盘支架通过外围圆周上设置的动刀片旋转支架安装有动刀片，同时在刀盘支架上设置有同步销，同步销与支承座上的同步槽配合安装，刀盘支架通过动刀片旋转支架带动动刀片旋转的同时通过同步销带动支承座做圆周运动，进而完成动刀片的下行内收切土及上行外偏翻土，最终完成倒梯形开沟。本发明彻底解决了传统逆旋式开沟阻力大和正旋式加装倒梯形刮板犁易堵塞开沟机的问题，有效降低开沟机功耗，且使开沟产生的泥土翻落在沟槽外，大大降低人工劳动强度。

Description

外偏摆刀片式倒梯形开沟刀盘及其驱动装置

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，尤其涉及一种外偏摆刀片式倒梯形开沟刀盘及其驱动装置。

背景技术

目前，开沟机根据开沟刀盘与行驶轮相对旋转的方向可以分为逆旋式开沟机和正旋式开沟机，逆旋式开沟机是开沟刀盘和行驶轮的旋转方向相反，正旋式开沟机则相同。逆旋式开沟机由于开沟刀盘和行驶轮的旋转方向相反，行驶轮在驱动力的作用下带动开沟机向前运动，而开沟刀盘相对行驶轮逆向旋转产生向后拉力从而使开沟机有向后运动的趋势，在正反两种力的作用下，开沟机行驶速度由于行驶动轮小幅度滑转而稍微降低。由于行驶轮转速低驱动力大，开沟刀盘转速高阻力小，开沟刀盘在行驶轮的作用下被强制向前推动破土开沟，开沟机向前的行驶力与逆旋式刀盘的合力方向在前进方向上与水平面向下成一定角度，致使开沟刀盘向前开沟的同时向下潜土，开沟机越行走沟开的越深，最终无法前进；为解决上述问题，在开沟机前方设置了限深轮，用于将开沟机逆旋潜土控制在一定的范围，同时由于逆旋式开沟的潜土特性，逆旋式开沟机一次开沟深度大，且深度均匀性一致，开沟刀盘向前方两侧抛土，开沟后的沟底干净、整齐，不用人工整理，这种旋耕开沟方式在小型自走式开沟机中得到广泛应用。正旋式开沟机由于开沟刀盘和行驶轮的旋转方向相同，开沟刀盘和行驶轮共同带动开沟机前进，前进驱动力大，开沟机行驶稳定性好，然而开沟机行驶力和正旋式刀盘的合力方向在前进方向上是与水平面向上成一定角度，导致刀盘入土能力差，开沟深度不一，质量差，且开沟机向后抛土，碎土又将新开沟覆盖，需要专用的装置清除，一般应用在大型拖拉机牵引的开沟机中。

上述两种开沟机都是开直立沟，从而导致开沟后大量泥土依旧散落在沟槽边缘，在雨水风力的作用下，散土易从沟槽边缘滑入沟内，后续需要人工修整，因此带来了高强度的重复劳作与人力资源浪费。正旋式开沟机被大型拖拉机牵引，驱动力大，正旋开沟机可以采用倒梯形刮板犁，将沟槽刮成倒梯形，刮板刮下的土被开沟刀盘再次甩开，即能实现开倒梯形沟。但对于小型自走式开沟机，逆向旋耕开沟阻力大，如改用正旋加装倒梯形刮板犁，阻力更大，更重要的是加装倒梯形刮板犁后，倒梯形刮板犁所刮的土块堆积在开沟机中间，易产生堵塞，并使开沟刀盘的功率在未开沟之前已先消耗在碎土上，增加功率消耗。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种外偏摆刀片式倒梯形开沟刀盘及其驱动装置，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

外偏摆刀片式倒梯形开沟刀盘及其驱动装置，包括左刀盘装置、右刀盘装置及驱动主轴部分；其中，驱动主轴部分包括刀盘主轴，刀盘主轴两端对称设置有左刀盘传动方形结构和右刀盘传动方形结构，用于安装左刀盘装置和右刀盘装置，且左刀盘装置和右刀盘装置结构相同；

左刀盘装置中，偏心轮安装在驱动装置上，轴封套装在刀盘主轴上且坐落于偏心轮内，支承座套装于偏心轮上，刀盘支架安装在刀盘主轴上，同时在刀盘支架上设置有同步销，同步销与支承座上设置的同步槽配合安装，在刀盘支架被驱动旋转时通过同步销带动支承座做相应圆周运动；刀盘支架外围圆周上设置有动刀片旋转支架，用于安装动刀片，动刀片上设置有动刀片驱动支架，用于安装动刀片连接球铰组件，连杆一端与动刀片连接球铰组件连接，另一端与支承座连接球铰组件连接，支承座连接球铰组件安装在支承座上；驱动链轮带动刀盘主轴旋转，刀盘主轴上的同步销带动支承座围绕同步销回转中心做圆周运动，支承座在径向通过支承座连接球铰组件拉动或推动连杆并通过动刀片连接球铰组件带动动刀片做偏摆运动；在圆周运动中有上极限、下极限及圆周分界线；动刀片处于上极限位置时，动刀片的外偏为最大角度，刀盘支架继续沿逆时针方向运动，动刀片内收，在动刀片运行至下极限位置时，动刀片内收至铅锤位置，此时完成下行切土工作，当超过圆周分界线时，动刀片开始向外偏摆，从而完成倒梯形切土。

基于上述外偏摆刀片式倒梯形开沟刀盘，外偏摆刀片式倒梯形开沟刀盘的驱动装置还包括驱动箱体、驱动链轮；驱动箱体安装在外部动力设备上，刀盘主轴安装在驱动箱体上，驱动箱体不仅提供动力传递同时完成对其他各部分的安装支撑，左刀盘装置和右刀盘装置设置在驱动箱体的两侧并分别安装在驱动主轴上，驱动链轮安装在驱动主轴中部，外部动力设备通过链条带动驱动链轮，从而驱动刀盘主轴旋转。    

刀盘主轴两端对称设置有左刀盘传动方形结构和右刀盘传动方形结构，用于安装左刀盘装置和右刀盘装置，并将动力传递给左刀盘装置和右刀盘装置；且左刀盘装置和右刀盘装置上安装的部件运动方式为对称一致，便于开沟机开出的沟槽两边保持一致。

在本发明中，动刀片一端为直柄结构，便于动刀片向上运动向外偏摆时，更好完成倒梯形切土。

在本发明中，刀盘主轴通过支撑轴承安装在偏心轮内。

在本发明中，支承座通过支承座挡圈和套装在刀盘主轴上的开口挡圈完成轴向定位。

在本发明中，刀盘主轴上套装有链轮挡圈，链轮挡圈不仅用于驱动链轮的限位同时还用于调整刀盘主轴的轴向间隙，从而保证刀盘主轴的装配精度。

在本发明中，支承座连接球铰组件通过球铰连接螺纹安装在支承座上。

在本发明中，刀盘支架沿外围圆周方向还设置有静刀片，且静刀片和动刀片为交替布置。

在本发明中，刀盘支架通过紧固组件紧固在刀盘主轴上。

在本发明中，外部动力设备带动驱动链轮，从而驱动刀盘主轴旋转，刀盘主轴上的同步销带动支承座围绕同步销回转中心做圆周运动时，支承座在径向通过支承座连接球铰组件拉动或推动连杆并通过动刀片连接球铰组件带动动刀片做相应偏摆运动；在刀盘主轴带动刀盘支架及外围部分围绕同步槽回转中心做回转运动时，同步销经同步槽带动支承座围绕同步销回转中心做回转运动，同步销和同步槽分别从上极限位置沿各自质点运动轨迹做逆时针运动，当动刀片处于上极限位置时，此时动刀片的外偏为最大角度，刀盘支架沿逆时针方向运动，在偏心轮与中间联动机构的驱动下，动刀片内收，同步销在同步槽中的相对运动为沿同步槽向远离同步槽回转中心的方向运动，当运行至下极限时动刀片内收至铅锤位置，此时完成下行切土工作；当越过圆周分界线时，动刀片开始向外偏摆，从而完成倒梯形切土；同时在动刀片达到运行下极限后同步销在同步槽中的相对运动也发生变化，其相对运动为沿同步槽向靠近同步槽回转中心的方向运动，直至达到运行上极限位置恢复至初始状态，如此反复运行；从而实现开出倒梯形沟槽，有效阻止大量泥土散落在沟槽内，无需人工修整，即可直接使用，大大降低了人工劳动强度与人力成本。

在本发明中，左刀盘装置和右刀盘装置上设置的刀盘支架角度可调整，在刀盘旋转时，便于动刀片在轴向上实现外偏摆；动刀片的外偏摆是沿着铅锤中心线方向偏摆，在动刀片向下旋转的同时完成下行切土，在动刀片向上运动向外偏摆时，完成倒梯形切土；可彻底解决小型走式开沟机开沟后大量泥土散落在沟槽内的问题。

有益效果：本发明彻底解决逆向旋耕开沟阻力大，加装倒梯形刮板犁更易堵塞开沟机的问题，动刀片外偏摆沿着铅锤中心线方向偏摆，在动刀片向下旋转的同时完成下行切土，在动刀片向上运动向外偏摆时，完成倒梯形切土，不仅有效降低了开沟机功率消耗，同时将开沟产生的泥土切落在沟槽外，

无需人工修整，即可直接使用，大大降低了人工劳动强度与人力成本；是林园、茶园、菜园开沟机的理想机具。

附图说明

图1为本发明的较佳实施例的结构示意图。

图2为图1中Ⅷ-Ⅷ处剖视图。

图3为图2中B-B处剖视图。

图4为本发明的较佳实施例中左刀盘装置结构示意图。

图5为本发明的较佳实施例中动刀片与静刀片安装示意图。

图6为图2中IX处剖视图。

图7~图10为偏心轮、同步销及同步槽偏摆时序图。

图11为本发明的较佳实施例中动刀片结构示意图。

图12为图11中III-III处剖视图。

图13为本发明的较佳实施例中刀盘主轴结构示意图。

图14为图13中IVI-IVI处剖视图。

图15为图13中IVII-IVII处剖视图。

   具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1~图15的外偏摆刀片式倒梯形开沟刀盘及其驱动装置，包括驱动箱体A、驱动链轮B、驱动主轴部分C、右刀盘装置D及左刀盘装置E；其中，驱动主轴部分C安装在驱动箱体A上，驱动箱体A不仅提供动力传递同时完成对其他各部分的安装支撑，右刀盘装置D和左刀盘装置E结构相同，设置在驱动箱体A的两侧并分别安装在驱动主轴部分C上，驱动链轮B安装在驱动主轴部分C中部。

 本实施例中，驱动主轴部分C包括刀盘主轴C1、左刀盘传动方形结构C2、右刀盘传动方形结构C3、链轮挡圈C4、支撑轴承C5、轴封C6、支承座挡圈C7、开口挡圈C8、紧固组件C9。

本实施例中，左刀盘装置E包括刀盘支架E1、静刀片E2、动刀片E3、动刀片驱动支架E4、动刀片连接球铰组件E5、连杆E6、支承座连接球铰组件E7、同步销E8、支承座E9、偏心轮E10、紧固内圈E11、紧固螺钉E12、同步槽E13、动刀片旋转支架E14、球铰连接螺纹E15。

刀盘主轴C1两端对称设置有左刀盘传动方形结构C2和右刀盘传动方形结构C3，用于安装右刀盘装置D和左刀盘装置E，并将动力传递给右刀盘装置D和左刀盘装置E；且右刀盘装置D和左刀盘装置E上安装的部件运动方式同为对称一致，便于开沟机开出的沟槽两边保持一致。

参见图2的旋耕效果图，开出倒梯形沟如虚线（L1、L2）所示，在动刀片E3出土过程中向外偏摆，开出倒梯形沟，彻底解决传统开沟装置只能直立开沟而导致的开沟后大量泥土依旧散落在沟槽内的问题。

本实施例中，驱动链轮B安装于刀盘主轴C1上，并通过花键将动力传递给刀盘主轴C1，驱动箱体A安装于外部动力设备上，外部动力设备通过链条带动驱动链轮B，从而驱动刀盘主轴C1旋转；刀盘主轴C1安装在支撑轴承C5内，支撑轴承C5安装在偏心轮E10内，偏心轮E10通过紧固内圈E11和紧固螺钉E12紧固安装在驱动箱体A上，轴封C6套装于刀盘主轴C1上且坐落在偏心轮E10内，支承座E9套装于偏心轮E10上，并通过支承座挡圈C7和套装于刀盘主轴C1上的开口挡圈C8完成轴向定位；链轮挡圈C4套装于刀盘主轴C1上，不仅用于驱动链轮B的限位同时用于刀盘主轴C1的轴向间隙调整，保证刀盘主轴C1的装配精度。

本实施例中，左刀盘装置E和右刀盘装置D上设置的刀盘支架E1角度可调整，在刀盘旋转时，便于动刀片E3在轴向上实现外偏摆。

刀盘支架E1安装在刀盘主轴C1上，并通过紧固组件C9完成定位紧固，左刀盘传动方形结构C2和右刀盘传动方形结构C3分别将动力传递给左刀盘装置D和右刀盘装置E，刀盘支架E1上设计有同步销E8，同步销E8与支承座E9上设计的同步槽E13相配合安装，在刀盘支架E1被驱动旋转时通过同步销E8带动支承座E9做相应圆周运动；刀盘支架E1沿外围圆周方向交替设置有静刀片E2和动刀片E3，刀盘支架E1外围圆周上设置有动刀片旋转支架E14，用于安装动刀片E3，且动刀片E3一端为直柄结构，动刀片E3上设置有动刀片驱动支架E4，用于安装动刀片连接球铰组件E5，连杆E6一端与动刀片连接球铰组件E5连接，另一端与支承座连接球铰组件E7连接，支承座连接球铰组件E7通过球铰连接螺纹E15安装在支承座E9上，当刀盘主轴C1上的同步销E8带动支承座E9围绕回转中心N做圆周运动时，支承座E9将在径向通过支承座连接球铰组件E7拉动或推动连杆E6并通过动刀片连接球铰组件E5带动动刀片E3做相应偏摆运动。

参见图7~图10的时序图，刀盘主轴C1带动刀盘支架E1及外围部分围绕中心M做回转运动，同步销E8经同步槽E13带动支承座E9围绕中心N做回转运动，中心N偏离中心M的距离为e，由同步销E8质点的回转轨迹S和同步槽E13质点的回转轨迹R可见，当同步销E8和同步槽E13处于两处运动极限位置时，两者的相对滑动距离为2e，即实际支承座E9通过中间传动件的径向作用量为2e，当同步销E8在刀盘主轴C1经刀盘支架E1的带动下做圆周运动时，插入同步槽E13内的同步销E8将带动支承座E9跟随刀盘支架E1做同步圆周运动；同步销E8和同步槽E13分别从上极限位置沿各自质点运动轨迹做逆时针运动，当动刀片E3处于上极限位置时，此时动刀片E3的外偏为最大角度，刀盘支架E1沿逆时针方向运动，在偏心轮E10与中间联动机构的驱动下，动刀片E3内收，同步销E8在同步槽E13中的相对运动为沿同步槽E13向远离同步槽E13回转中心的方向运动，当运行至下极限时动刀片E3内收至铅锤位置，此时完成下行切土工作；当越过圆周分界线T时，动刀片E3开始向外偏摆，从而完成倒梯形切土；同时在动刀片E3达到运行下极限后同步销E8在同步槽E13中的相对运动也发生变化，其相对运动为沿同步槽E13向靠近同步槽E13回转中心的方向运动，直至达到运行上极限位置恢复至初始状态，如此反复运行；从而实现开出倒梯形沟槽，有效阻止大量泥土散落在沟槽内，无需人工修整，即可直接使用，大大降低了人工劳动强度与人力成本。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.外偏摆刀片式倒梯形开沟刀盘及其驱动装置，包括左刀盘装置、右刀盘装置及驱动主轴部分；其特征在于，驱动主轴部分包括刀盘主轴，刀盘主轴两端对称设置有左刀盘传动方形结构和右刀盘传动方形结构，左刀盘传动方形结构用于安装左刀盘装置，右刀盘传动方形结构用于安装右刀盘装置，且左刀盘装置和右刀盘装置结构相同；

左刀盘装置中，偏心轮安装在驱动装置上，轴封套装在刀盘主轴上且坐落于偏心轮内，支承座套装于偏心轮上，刀盘支架安装在刀盘主轴上，同时在刀盘支架上设置有同步销，同步销与支承座上设置的同步槽配合安装；刀盘支架外围圆周上设置有动刀片旋转支架，用于安装动刀片，动刀片上设置有动刀片驱动支架，用于安装动刀片连接球铰组件，连杆一端与动刀片连接球铰组件连接，另一端与支承座连接球铰组件连接，支承座连接球铰组件安装在支承座上；驱动链轮带动刀盘主轴旋转，刀盘主轴上的同步销带动支承座围绕同步销回转中心做圆周运动，支承座在径向通过支承座连接球铰组件拉动或推动连杆并通过动刀片连接球铰组件带动动刀片做偏摆运动；在圆周运动中有上极限、下极限及圆周分界线；动刀片处于上极限位置时，动刀片的外偏为最大角度，刀盘支架继续沿逆时针方向运动，动刀片内收，在动刀片运行至下极限位置时，动刀片内收至铅锤位置，此时完成下行切土工作，当超过圆周分界线时，动刀片开始向外偏摆，从而完成倒梯形切土。

2.根据权利要求1所述的外偏摆刀片式倒梯形开沟刀盘及其驱动装置，其特征在于，外偏摆刀片式倒梯形开沟刀盘的驱动装置还包括驱动箱体、驱动链轮；驱动箱体安装在外部动力设备上，刀盘主轴安装在驱动箱体上，左刀盘装置和右刀盘装置设置在驱动箱体的两侧并分别安装在驱动主轴上，驱动链轮安装在驱动主轴中部，外部动力设备通过链条带动驱动链轮，从而驱动刀盘主轴旋转。

3.根据权利要求1所述的外偏摆刀片式倒梯形开沟刀盘及其驱动装置，其特征在于，刀盘主轴通过支撑轴承安装在偏心轮内。

4.根据权利要求1所述的外偏摆刀片式倒梯形开沟刀盘及其驱动装置，其特征在于，支承座通过支承座挡圈和套装在刀盘主轴上的开口挡圈完成轴向定位。

5.根据权利要求1所述的外偏摆刀片式倒梯形开沟刀盘及其驱动装置，其特征在于，刀盘主轴上套装有链轮挡圈。

6.根据权利要求1所述的外偏摆刀片式倒梯形开沟刀盘及其驱动装置，其特征在于，支承座连接球铰组件通过球铰连接螺纹安装在支承座上。

7.根据权利要求1所述的外偏摆刀片式倒梯形开沟刀盘及其驱动装置，其特征在于，刀盘支架沿外围圆周方向还设置有静刀片，且静刀片和动刀片为交替布置。

8.根据权利要求1所述的外偏摆刀片式倒梯形开沟刀盘及其驱动装置，其特征在于，刀盘支架通过紧固组件紧固在刀盘主轴上。