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(jié)構(gòu)且等厚度的圓盤耙本體，圓盤耙本體的中心為用于與動(dòng)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(duì)設(shè)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(dǎo)曲線沿圓盤耙本體的中心連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)360°得到的曲面，該導(dǎo)曲線符合方程，其中，x的取值范圍為0~18。本實(shí)用新型將變曲率內(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(duì)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(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種用于農(nóng)業(yè)整地機(jī)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(shù)】
[0002] 整地機(jī)械也稱表土耕作機(jī)械，種類很多，常見的有圓盤耙、釘齒耙、鎮(zhèn)壓器、動(dòng)力驅(qū) 動(dòng)耙、水田耙以及水田驅(qū)動(dòng)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(jī)撒播后的蓋種，是表土耕作機(jī)械中應(yīng)用最多 的一種機(jī)具。但傳統(tǒng)圓盤耙的觸土曲面設(shè)計(jì)為球面，即觸土曲面各點(diǎn)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(yán)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(jìn)行表面硬化，目前，常用的表面硬化技術(shù)有噴 涂、沉積、鍍層等，但由于硬化層厚度較薄，降低了地面機(jī)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(shù)是適當(dāng)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(hù)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(jī)等方面，但這些均不能從根本上改變圓盤耙工作時(shí) 的阻力大、高粘附、磨損嚴(yán)重造成的使用壽命短的缺陷。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有圓盤耙工作阻力大，因粘土嚴(yán)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] 本實(shí)用新型為解決上述問題所采用的技術(shù)方案為：一種變曲率脫土減阻圓盤 耙，包括一體結(jié)構(gòu)且等厚度的圓盤耙本體，圓盤耙本體的中心為用于與動(dòng)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(duì)設(shè)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(dǎo)曲線沿圓盤耙本體的中心連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)360°得到的曲面，該導(dǎo)曲線符合方程 /(X) = 0__8x4 0.0406? + 0.7596X2 - 7_2044x + 0.4422，其中，X 的取值范圍為(Γ18。
[0006] 所述的導(dǎo)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(shè)有方軸孔，且裝配部分上沿其周面均布有耙片固定孔。
[0008] 本實(shí)用新型中，通過圓盤耙本體直徑的截面為等厚度，當(dāng)圓盤耙本體的厚度 < 5mm，切削刃的厚度<0· 8mm ;當(dāng)圓盤耙本體的厚度> 5mm，切削刃的厚度< 1mm。
[0009] 有益效果為：1)、本實(shí)用新型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(dǎo)曲線沿圓盤耙中心繞360°連續(xù)運(yùn)動(dòng)形 成的從回轉(zhuǎn)中心到輪緣輪廓曲線，該幾何結(jié)構(gòu)能夠改變土壤在與其接觸表面的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)， 對(duì)運(yùn)動(dòng)的土壤產(chǎn)生引導(dǎo)效應(yīng)，使土壤顆粒產(chǎn)生滾動(dòng)效應(yīng)，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(dòng)接觸占優(yōu)勢改變?yōu)橐詽L動(dòng)接觸為 主，使土壤對(duì)圓盤耙表面的阻力及粘附性降低，本實(shí)用新型的變曲率圓盤耙耐磨性比傳統(tǒng) 球面圓盤耙提高40%，減阻脫附性能提高40%。
[0010] 2)、本實(shí)用新型的變曲率圓盤耙，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(shù)的普通國標(biāo)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是本實(shí)用新型中導(dǎo)曲線的曲線圖及縮放實(shí)例曲線圖；
[0012] 圖2是本實(shí)用新型中圓盤耙的結(jié)構(gòu)圖；
[0013] 圖3為圖2的正視圖。
[0014] 附圖標(biāo)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(shí)施方式】
[0015] 一種變曲率減阻圓盤耙，包括一體結(jié)構(gòu)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(dòng)力裝置連接的裝配部分 3,裝配部分3的中心設(shè)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。
[0016] 其中，圓盤耙本體相對(duì)設(shè)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(dǎo)曲線沿圓盤耙本體的中 心連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)360 °得到的曲面，該導(dǎo)曲線符合多項(xiàng)式函數(shù)方程 /CO =O OOOac4 -0.04063C3 +0.7596α2 -7.20441 + 0.4422,其中，X 的取值 范圍為0~18。
[0017] 所述的導(dǎo)曲線是在X取值范圍為(Tl8mm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(yàn)，導(dǎo)曲線的函數(shù)方程的擬合度為：及2 =0.991。
[0018] 當(dāng)圓盤耙本體的厚度彡5mm，切削刃4的厚度彡0.8mm ;當(dāng)圓盤耙本體的厚度> 5_，切削刃4的厚度< 1_。
[0019] 如圖1所示的x-f(x)二維坐標(biāo)系，其中，實(shí)線段表示的是導(dǎo)曲線方程在 0彡X彡18mm的曲線圖；虛線段表示的是，對(duì)該導(dǎo)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(zhǔn)線圖，內(nèi)觸土曲面是由該導(dǎo) 曲線沿圓盤耙本體的中心繞X軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(guān)圓盤耙的國家標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(yīng) 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(dòng)運(yùn)動(dòng)代替滑動(dòng)運(yùn) 動(dòng)減小粘附，減小工作阻力；以合適切土角入土，減小入土行程。
[0020] 上述變曲率曲線附加在圓盤耙表面做成實(shí)體，根據(jù)工作情況，可采用焊接，表面加 工處理等方式，適當(dāng)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(jié)構(gòu)實(shí)體的具體尺寸和分布間距應(yīng)根據(jù)具體的工作環(huán)境和土壤性質(zhì)來 確定；同時(shí)，應(yīng)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(yīng)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(shè)計(jì)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(yīng)各種土壤的不同切土 角。而且，這種變曲率結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于諸如鋤頭、除草鏟等多種觸土器具的表面。
【權(quán)利要求】
1. 一種變曲率脫土減阻圓盤耙，包括一體結(jié)構(gòu)且等厚度的圓盤耙本體，圓盤耙本 體的中心為用于與動(dòng)力裝置連接的裝配部分（3)，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)，其特征在于：圓盤耙本 體相對(duì)設(shè)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(dǎo)曲線沿圓盤耙本體的中心連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)360°得到的曲面，該導(dǎo)曲線符合方程 /〇〇 - 0.0406JC3 +(K7596JE2 -7.2044JC+0.4422，其中，X 的 取值范圍為〇?18。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變曲率脫土減阻圓盤耙，其特征在于：所述的導(dǎo)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。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變曲率脫土減阻圓盤耙，其特征在于：所述裝配部分（3) 的中心設(shè)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 )。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變曲率脫土減阻圓盤耙，其特征在于：所述圓盤耙本體 的厚度彡5mm，切削刃（4)的厚度彡0? 8mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變曲率脫土減阻圓盤耙，其特征在于：所述圓盤耙本體 的厚度> 5mm，切削刃（4)的厚度彡1mm。
【文檔編號(hào)】A01B23/06GK204131919SQ201420537159
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)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(qǐng)人:河南科技大學(xué)